论工贸行业粉尘爆炸安全风险管控措施
2022-06-07芜湖市安全生产监督检查支队杨永勋
芜湖市安全生产监督检查支队 杨永勋
可燃性粉尘具有爆炸危险性,易发生群死群伤事故,社会影响力大。比较典型的是2014年江苏省苏州昆山市中荣金属制品有限公司“8.2”特别重大爆炸事故。为深刻吸取事故教训,国务院安委会办公室先后发布了《关于深刻吸收江苏省昆山市“8·2”特别重大事故教训深入开展安全生产专项整治的紧急通知》(安委办明电〔2014〕19号)和《国务院安委会办公室关于落实江苏省苏州昆山市中荣金属制品有限公司“8·2”特别重大爆炸事故调查报告有关整改措施的通知》(安委办函〔2015〕4号),全国各级安全监管部门连续数年开展粉尘防爆专项整治工作。经过几年的专项整治,取得了一定成绩,粉尘爆炸事故有所减少,2017年全国未发生较大级以上粉尘爆炸事故。由于我国粉尘涉爆企业体量大,整体安全基础薄弱,管理人员防范粉尘爆炸风险能力不足,粉尘爆炸事故仍时有发生,安全生产形势依然严峻。因此,粉尘爆炸安全风险管控依然是监管部门、企业关注的重点。
一、粉尘涉爆企业认定
粉尘涉爆企业是指存在可燃性粉尘爆炸危险的企业。通常认为粉尘爆炸应具备5个要素,即可燃性粉尘、助燃剂、点火源、形成粉尘云和相对密闭的空间。可燃性粉尘是指在大气条件下,能与气态氧化剂(主要是空气)发生剧烈氧化反应的粉尘、纤维或者飞絮。可燃性粉尘,在生产过程中常作为原辅材料、产品或副产品广泛使用、出现,主要包括:金属粉尘,如镁、铝粉;农副产品粉尘,如小麦淀粉、饲料;木制品粉尘,如木粉;纺织品粉尘,如亚麻等。其中,《工贸行业重点可燃性粉尘目录(2015版)》所列工贸行业重点可燃性粉尘就多达45种。在安全生产实践过程中,通常将是否存在爆炸性粉尘环境作为判定是否为粉尘涉爆企业的重要依据。
二、粉尘爆炸风险防控
对粉尘爆炸风险正确辨识和评估是风险防范的前提。粉尘防爆安全措施较多,归纳起来主要包括三个方面:消除点火源、控制粉尘爆炸环境形成、降低爆炸的危害。
(一)粉尘爆炸风险辨识和评估
一般情况下,当可燃性粉尘与空气混合后浓度达到爆炸下限即可认定为粉尘爆炸性环境。按照爆炸性粉尘环境出现的频率或存在的时间将粉尘爆炸场所分为20区、21区和22区,具体可参见《爆炸危险环境电力装置设计规范》(GB50058)、《可燃性粉尘环境用电气设备第3部分:存在或可能存在可燃性粉尘的场所分类》(GB12476.3)、《粉尘防爆安全规程》(GB15577)等标准。
相当一部分企业对粉尘爆炸风险不能正确的辨识和评估。主要表现在:一是该识别的未识别,存在失控风险。有的粉尘涉爆企业认为自己使用(产生)的粉尘不属于可燃性粉尘,不存在粉尘爆炸风险;有的企业认为自己使用(产生)的粉尘虽属于可燃性粉尘,但量少粉尘浓度达不到爆炸下限,不会发生爆炸。二是不该识别的乱识别,造成不必要浪费。有的企业将所有粉尘爆炸场所全部纳入20区管理,在防爆电气选择方面造成不必要的安全生产投入。表1为笔者对常见可燃性粉尘爆炸下限与职业接触限值对比表。通过对比发现,可燃性粉尘的爆炸下限远远高于工作场所中职业接触限值。笔者认为:如果作业场所的可燃性粉尘浓度控制在职业接触限值以下,该作业场所就不属于爆炸性粉尘环境,更不是20区。
表1 常见可燃性粉尘爆炸下限与职业接触限值对比表
(二)控制爆炸性粉尘环境形成
控制粉尘爆炸环境的形成是防范粉尘爆炸风险的重要措施之一。控制粉尘浓度、避免产生积尘是涉爆粉尘企业关注的重点。
(1)提高储存、输送设备的密闭性。工艺设备的检查口、接口、泄爆口是常出现粉尘泄漏的部位,输送设备连接处落差过高亦可产生扬尘,在通风除尘效果不良的情况下,会造成可燃性粉尘在空气中的浓度升高,如遇到合适的点火源,极易引发粉尘爆炸事故。
(2)设置除尘设施并定期维护。通风除尘是降低作业场所粉尘浓度有效方法之一。但除尘系统易造成较高浓度的粉尘聚集,浓度集中的区域主要为粉尘输送管道、吸尘管道、除尘器内部、料仓处。有的企业除尘系统存在结构设计不合理、吸入风速不足,除尘器内部积尘严重、作业场所可燃性粉尘浓度得不到有效控制;有的企业可燃性粉尘与可燃气体等的介质共用一套除尘系统,从而加剧爆炸危险;有的企业通风管道未规范设置清扫口,风管内积尘严重,甚至影响到隔爆阀正常开合。
(3)规范粉尘清扫,避免积尘。作业场所的积尘是引起二次爆炸的重要因素。未制定粉尘清扫制度,作业现场积尘未及时规范清理,属于重大安全隐患,是安全生产监管部门检查的重点。经几轮专项治理,绝大部分企业制定了粉尘清扫制度,但个别企业粉尘清扫制度落实不到位,以致除尘管道、设备内部、作业现场存在积尘。有的企业为图方便,在粉尘清扫过程中采用正压吹扫方式,造成二次扬尘,人为创造爆炸性粉尘环境。近年来,在涉及铝、镁等金属粉尘企业推广使用湿式除尘系统,但仍有部分企业选择干式除尘系统,铝镁粉尘干式除尘器未设置锁气卸灰装置现象也时有发现。
(4)易燃粉尘惰化处理。煤粉、硫磺粉等易燃粉尘在生产储运过程中,易发生燃烧爆炸,为降低爆炸风险,应使用惰性气体替代空气进行惰化并进行氧浓度监测。
(三)消除点火源
消除点火源是防范粉尘爆炸风险的关键措施,法律、法规、技术标准对粉尘涉爆场所点火源控制有严格的要求。明火、摩擦碰撞火花、静电火花、自燃等是常见的点火源,其产生多属于生产过程中的偶发现象,具有一定的隐蔽性,容易被忽视。
(1)防范明火及摩擦碰撞火花。企业必须加强粉尘爆炸区域的安全管理,严禁烟火,保证与明火地点的安全距离并设置保护措施。如果需要动火操作,作业前必须经过审批取得动火作业证并停止可能产生粉尘的作业,可拆卸的设备、管道应搬运到安全地区进行动火作业,作业过程要严格管控。针对机械设备摩擦产生的火花,必须在粉碎、研磨、造粒等易于产生机械点火源的工艺设备前,规范设置去除铁、石等异物的装置并定期维护保养。
(2)防范电火花。涉爆粉尘作业场所使用防爆电气设备是防止电气火花的可靠措施,有效的防雷设施是防止雷电放电诱发粉尘爆炸事故的可靠措施,防静电接地和跨接是防止静电引起粉尘燃烧爆炸的有效措施[1]。针对静电,企业应依据GB12158《防止静电事故通用导则》(GB12158)来控制电荷积聚[2]。同时,设备外壳、支架构件等应进行静电接地,直接接触可燃性粉尘的器具、除尘管道、输送皮带等应使用金属或防静电材料制成,管道之间、管道与设备之间的法兰连接应进行防静电跨接,作业人员着装也应防静电处理;针对电气火花,企业粉尘爆炸场所电气的设计、安装、使用必须满足防爆要求,尽量减少现场插座及照明灯具数量,电气布线敷设在钢管中,具体可以参照《爆炸危险环境电力装置设计规范》(GB50058)、《可燃性粉尘环境用电气设备第1部分:通用要求》(GB12476.1)等标准。
(3)防范局部过热。铝镁等金属粉尘受潮易产热甚至自燃,应避免粉尘废屑大量堆积或者装袋后多层堆垛码放,确需临时存放的,需采取防水防潮、通风等必要的措施。与粉尘直接接触的设备外壳、传动轴(轮)、输送皮带表面需防止温度超过可燃性粉尘的最低点火温度,必要时需设置温度监控急停联锁设备。
(4)使用抑爆技术。抑爆技术是在火种刚开始传播的时候,及时喷洒抑爆
剂来控制爆炸范围和爆炸程度的一种技术[3]。可燃性粉尘输送管道存在火花等点火源时,应设置抑爆设备,但其火焰熄灭装置与火花探测器之间应保持合适距离,否则无法及时熄灭火焰,具体参见《监控式抑爆装置技术要求》(GB/T18154)。
(四)降低粉尘爆炸影响
(1)粉尘涉爆厂房结构及功能区域设置。企业粉尘涉爆场所不应设置在非框架结构的多层建(构)筑物内,单层非框架结构的屋顶应采用轻质材料。除尘器宜厂房外单独设置。厂房内的干式除尘器应靠边缘单独设置并设防火(爆)墙,同时该区域厂房需按标准设泄爆口。员工宿舍、休息室、办公室、会议室等人员密集场所应远离粉尘爆炸危险区域布置,以减轻粉尘爆炸造成的影响。
(2)不同防火分区除尘系统禁止互联互通。不同防火分区共用一套除尘器,如果发生生产安全事故,会造成互联互通的生产设备及不同的生产场所发生连环爆炸事故,并可能产生二次粉尘爆炸的事故风险。
(3)合理设置隔爆、泄爆、抗爆装置。隔爆的目的是阻止爆炸传播,将爆炸限制在可控的范围内,一般情况下隔爆设施不能单独使用。泄爆是指当除尘器或管道中发生爆炸时,将爆炸压力向无危险区域泄放,一般不适用于有毒粉尘。泄爆面积需根据粉尘的爆炸压力、爆炸压力上升速率、设备的容积等参数计算,同时要考虑泄爆装置的效率和开启压力,具体可参见《粉尘爆炸泄压指南》(GB/T15605)。为了防止爆炸,可采取抗爆设计使得筒仓、容器和设备能够抵抗最大爆炸压力[4]。
三、粉尘爆炸风险防控工作建议
(一)加强培训教育,提高风险防范意识和能力
正确的认知是风险防范的必要前提。粉尘涉爆企业应当组织涉及粉尘防爆的生产、设备、安全管理等有关负责人、粉尘作业岗位等相关从业人员进行粉尘防爆专项安全生产教育和培训,使其了解作业场所和工作岗位存在的爆炸风险,掌握粉尘爆炸事故防范和应急措施[5]。企业通过教育培训,进一步提高风险防范意识和能力,进一步健全完善粉尘爆炸风险清单和辨识管控信息档案。
(二)聚焦重点部位,加强隐患排查与治理
粉尘涉爆企业应当根据《粉尘防爆安全规程》等有关国家标准或者行业标准,结合粉尘爆炸风险管控措施,建立事故隐患排查清单,明确和细化排查事项、具体内容、排查周期及责任人员,及时组织开展事故隐患排查治理,如实记录隐患排查治理情况,并向从业人员通报。构成重大事故隐患的,应当按照有关规定制定治理方案,落实措施、责任、资金、时限和应急预案,及时消除事故隐患。必要时可委托安全技术服务机构提供技术支撑。
(三)聚焦重点环节,强化安全生产管理
粉尘爆炸危险场所检修、维修、动火等作业安全风险高,需加强防范,企业应严格作业审批,确保作业过程粉尘防爆的安全措施和应急处置措施落实到位。涉及外包单位的,需签订安全生产协议,明确安全生产责任,并指定专人统一协调作业管理。
(四)强化应急管理,提升应急能力
企业应健全完善粉尘涉爆应急预案体系,加强应急物资储备,定期开展应急演练,严格进行应急演练评估并及时查漏补缺,进一步提升应急处置能力。
(五)强化安全监管,确保企业主体责任落实
应急管理部网站公布资料显示,2021年全国粉尘涉爆企业约4.35万家,其中,粉尘作业场所30人以上的企业近3千家。不少地方“重经济、轻安全”的观念还没从根本上改变,多数企业历史欠账多、粉尘防爆意识淡薄,安全管理不规范、本质安全水平较低,安全生产形势依然严峻[6]。各级政府及部门要牢树“以人为本、安全发展”理念,坚守“安全红线”。要进一步强化粉尘防爆宣传教育培训工作,通过示范引领、专题培训、案例解剖式执法、媒体宣传等方式,提高企业主要负责人、安全管理人员和普通员工的安全防范意识、素质和能力。要进一步推广湿法除尘工艺、监测报警装置、“机械化换人、自动化减人”和分区疏散作业人员等先进技术和好的做法,降尘减人,强化源头治理,着力提升本质安全水平,消除或降低风险。要继续加强粉尘涉爆企业专项整治工作力度,强化组织协调和统筹安排,层层落实专项整治工作责任,督促企业认真开展粉尘防爆风险辨识,落实隐患整改措施、责任、资金、时限和预案“五到位”要求,推动企业安全生产主体责任全面落实。
四、结束语
综上所述,粉尘爆炸风险高、危害大,预防粉尘爆炸关键在于点火源和爆炸性粉尘环境控制。由于涉爆粉尘种类多,工艺设备类型多,相关技术标准多,相关人员很难理解、消化,本文仅简述防范粉尘爆炸风险主要措施,未能涵盖所有法律、法规、技术标准要求,仅供相关人员参考。粉尘涉爆企业安全基础薄弱,相关人员“不会查、不会防、不会管”仍是短板弱项,防范化解粉尘爆炸风险任重而道远,各方仍需努力。