港口危险货物防爆叉车选型分析

王志伟

（天津港物流发展有限公司，天津，300456）

0 引言

危险货物集装箱在集装箱整体运量中占比较小，但对于重要枢纽港口（如天津港）来说，具备危险货物操作能力，是完善港口服务功能、服务区域经济的重要组成部分。但危险货物的装卸，如内燃或蓄电池叉车在易燃易爆性环境中作业，可能会因火花、静电、过热等因素导致爆炸性事故[1]。为确保港口生产安全，依据相关法律法规，需要根据操作危险货物的类别及属性，选择适用的防爆叉车，实现危险货物拆装箱、出入库及其搬运作业。

本文针对危险货物集装箱专业化堆场的防爆电气设备选型和爆炸环境划分进行讨论[2]，并结合港口危险货物的类型、危险货物堆存场景、防爆叉车作业模式等，进行港口防爆叉车选型的分析，为提升港口危险货物集装箱作业的安全水平提供支持。

1 港口危险货物类型

依据《港口危险货物安全管理规定》（中华人民共和国交通运输部令2017年第27号，中华人民共和国交通运输部令2019年第34号修订）的定义，港口危险货物是指具有爆炸、易燃、毒害、腐蚀、放射性等危险特性，在港口作业过程中容易造成人身伤亡、财产毁损或者环境污染而需要特别防护的物质、材料或者物品。包含散装固体、散装液体及包装类港口危险货物。而包装类港口危险货物按照《国际海运危险货物运输规则》的定义分成9大类，第1类为爆炸品；第2类为气体；第3类为易燃液体；第4类为易燃固体、易自燃物质、遇水放出易燃气体的物质；第5类为氧化性物质和有机过氧化物；第6类为有毒和感染性物质；第7类为放射性物质；第8类为腐蚀性物质；第9类为杂类危险物质和物品。

以天津港为例，天津物捷物流有限公司具有天津市港航管理局下发的《港口经营许可证》及《港口危险货物作业附证》，在天津港内是天津海关和天津海事局指定的唯一危险货物的查验堆场，出口主要货物以氢氧化钠（NaOH）、硫化钠（Na2S）和硫氢化纳（NaHS）为主，其中作业频次较高的货物还有甲酸（CH2O3）、乙酸（C2H4O2）、丙烯酸（C3H4O2）等，其危险货物类别为第8类，副危险性为第3类，即该种危险货物的主要危险特性为腐蚀性，同时还具有闪点较低、易燃的特性。进口主要货物以宝马摩托车和奔驰汽车配件为主。

天津物捷物流有限公司出口货品中第8类危险货物主要以甲酸、乙酸、氢氧化钠为主，第9类危险货物中主要包括二水合二氯异氰尿酸钠(C3H4Cl2N3NaO5)和莠去津（C8H14ClN5），各类危险货物特性如表1所示。

2 港口危险货物堆存要求

天津物捷物流有限公司具有操作危险货物第2至第6类和第8类、9类作业的能力及操作经验，目前服务内容包括危险货物第8、9类的存储、装箱、集港、查验等。

天津物捷物流有限公司总占地面积为9.2万平方米，仓库货棚面积为7 200余平方米，作业堆场面积为6万平方米，全场堆存能力为3 090标箱，设计年吞吐量为10万标箱。考虑到氢氧化钠、硫化钠和硫氢化纳等第8类危险货物具有吸湿性强、易潮解等特性，在遇水过程中放热、自燃，产生的水溶液具有强碱性，这类危险货物堆存需要防水、防潮。另一方面，对于二水合二氯异氰尿酸钠、莠去津等9类危险货物，化学性质稳定，但具有一定的氧化性或较高温度下被较强酸和碱水解的特性，需要与上述第8类危险货物进行有效隔离。

表1 货类特性分析

由于天津物捷物流有限公司操作的以上货物都存放在集装箱内，能够做到防水防潮和不同危险货物的有效隔离，满足GB 15603—1995《常用化学危险品贮存通则》及GB/T 36029—2018《港口危险货物集装箱堆场安全作业规程》的隔离、隔开、分离等存储的要求。同时要做到分类、分区，即不同类别的港口危险货物要按类别分别划定区域，分开存放。

需要注意的是，存放甲酸、乙酸和硫化钠的集装箱在作业过程中要防撞、防碰、防静电，上述危险货物集装箱作业时要进行箱内状态监控（如箱内温度、湿度、防爆等），可利用热成像摄像机、防爆叉车等进行集装箱拆装管控。

3 港口防爆叉车选型

防爆叉车选型涉及满足生产作业的一般性因素（如动力形式、吨位选择、门架形式）和防爆型因素（如叉齿、轮胎、进排气、冷却、电气电路）。

3.1 一般性因素

考虑到天津港危险货物作业对象为存放第8类和第9类危险货物的集装箱，具有单箱作业重量大的特点，防爆叉车动力形式采用防爆柴油叉车，而天津物捷物流有限公司存放危险货物的场地为危险货物集装箱堆场，地面平坦，符合“20%坡道爬坡能力”的国家标准要求。

通常，天津港危险货物集装箱为标准件居多，叉车载荷计算见公式（1）。

式中C为载荷中心距。此值为固定值（以Linde叉车为例，其型号为E20、E30的均为500 mm）

Y为货物中心线至货叉垂直段前臂的水平距离值。

X为前悬臂。叉车前轮中心线至货叉垂直段前臂的水平距离值，为固定值（以Linde叉车为例，其型号为E20的为339 mm、E30的为442.5 mm）

现假设叉车操作货物时，货物中心正好在货叉中间，利用公式（2）进行估算：

故车辆载荷可用公式（3）计算：

计算结果见表2。

危险货物堆场在实际应用过程中，可根据配备的防爆叉车载荷及装备的叉长结合上表来选择装运货物的重量。在防爆叉车门架形式方面，考虑危险货物集装箱堆场堆垛高度一般为多层集装箱码放，以及部分危险货物集装箱堆放在具有限高要求的仓库货棚，防爆叉车采用三级门架形式，可以满足危险货物集装箱的作业要求。

表2 叉车载荷计算表

3.2 防爆性因素

根据GB25285.1—2010《爆炸性环境 爆炸预防和防护 第1部分：基本原则和方法》中所提出的13种潜在点燃源，考虑天津物捷物流有限公司危险货物堆场属于露天区域作业且具备较好的避雷条件，粉尘浓度、电磁辐射或其他冲击波强度都不足引燃条件，只需要考虑热表面、火焰和热气体、机械产生的火花、电气设备、杂散电流与阴极腐蚀、静电等6种点燃源的防治措施。结合以上因素，综合考虑防爆叉车起重系统、进排气系统、防爆叉车冷却系统、防爆叉车电气电路的有效控制及其装置选择。

（1）防爆叉车起重系统包括叉齿和轮胎，同时考虑到集装箱内作业为较为密闭的作业环境，如有易燃气体轻微泄漏，如果达到爆炸极限，一旦遇到叉车发动机、排气装置温度较高，或是车辆电气设备断路、货叉磕碰其他金属物品引发火花及静电释放等情况，极易引发火灾甚至爆炸。所以在防爆叉车设计时应注意接触性静电火花，必须是防静电含铜叉齿和防静电轮胎并且配置静电导除装置。

（2）进排气系统控制，可采用进气截止阀、排气阻火器、火星消除器等措施，分别实现柴油机正常燃烧或意外爆炸时的火焰阻隔、发动机进气端口内引起爆炸的控制和容纳、柴油机排气火花消除。

（3）防爆叉车冷却系统控制，采用排气换热器，实现柴油机排气冷却到防爆规定值以下。防爆叉车电气电路，采用隔爆形式，属于结构防爆型手段，通过隔爆外壳，将产生火花电弧的部件置于隔爆外壳内，隔爆外壳承受内部爆炸压力而不致损坏，并保证内部火焰气体通过间隙传播且降低能量，不足以引爆壳外的气体。

综上，选择防爆叉车，必须选择具有生产资质的，具有防爆能力的生产专业供应商。应采用主动防护和被动防爆相结合的多级防爆措施，以有效提高整机的防爆智能化程度和防爆可靠性。主动防护是在整机防爆系统中设置绝缘监控系统、热保护系统和过载保护系统，在叉车发生危险前自动对叉车控制，达到防患未然。被动防爆是将电气设备设计成隔爆型、增安型、本安型或特殊型等防爆型式[3-5]，保证叉车故障不会引起点燃或爆炸。

4 防爆叉车选型实践

以天津物捷物流公司为例，目前主要作业港口危险货物为第8类及第9类，在具体作业货物中可能涉及甲酸、乙酸等；主要作业内容为危险货物集装箱的拆装箱作业。其中乙酸的闪点较低，为39℃，液体有挥发性，依据GB500016—2014《建筑设计防火规范(2018年版)》中规定其火灾危险性分类为乙类货物，在设备选型时应充分考虑该种货物的特性。

结合上述情况，在危险货物集装箱拆装箱作业时，防爆区域为2区、温度组别为T4、气体类别ⅡB,不涉及粉尘防爆问题，其防爆要求达到ExdeibmbⅡBT4Gc要求即可。

5 结论

综上所述，为有效强化危险货物作业的安全管控，需要重点落实以下内容：

1）根据作业环境和作业货类，采用符合国家标准的防爆叉车进行作业。

2）在设备选型时，要充分考虑分析各主要因素，切实采购最适用的生产设备，以满足生产作业需要。危险货物堆场在实际应用过程中，可根据配备的防爆叉车载荷及装备的叉长相结合，选择装运货物的重量。

3）作业过程遵守操作规程，做好设备的运维保养及其主动防护和被动防爆。