一、国外粉尘防爆标准体系发展概况
从20世纪40年代中期开始,美国、德国等国就开始了粉尘防爆标准的制定。特别是美国,在年2月7日美国帝国糖业制糖厂发生粉尘爆炸事故(8名工人当场死亡,另外6名医治无效死亡,还有数十人受伤,工厂的大型糖包装厂房全部被彻底摧毁)后,大大促进了粉尘防爆标准的制定、修订工作。
目前在国外,以美国、德国的粉尘防爆标准最为权威。广为采用的是美国消防协会(NationalFireProtectionAssociation)系列粉尘防爆标准,简称NFPA标准,和德国德国工程师协会(VereinDeutscherIngenieure)系列粉尘防爆标准,简称VDI标准。
20世纪90年代以来,欧盟标准化委员会成立了“爆炸性气氛危险区爆炸预防与防护标准技术委员会”,制定了欧盟电气防爆系列标准,简称EN(EuropeanNorm)标准。
此外,国际电工委员会(InternationalElectrotechnicalCommission)也制定了很多有关电气防爆的标准,简称IEC标准,约有40个左右(不完全统计)。
(一)粉尘防爆标准体系及特征
总体来看,国外粉尘防爆标准主要包括基础性通用标准、技术标准(针对不同行业和领域)、产品标准、管理标准等,如图所示。
1、美国NFPA标准体系
美国NFPA防爆标准体系以NFPA68《爆炸泄压指南》、NFPA69《爆炸防护系统》通用基本类标准为主,包含了可燃气体、蒸气及可燃粉尘的通风及防爆技术要求,同时对特殊可燃粉体及行业防爆给出了具体防爆规程及相关技术要求,其防爆标准体系如图所示。
NFPA标准体系特点如下:
(1)以NPFA69通用基础类防爆标准为主,易燃易爆物质包括可燃气体、可燃蒸气、可燃薄雾、可燃粉尘或其混合物,是爆炸性环境的总体防爆基本要求,爆炸预防技术主要基于火灾三要素进行预防,爆炸防护技术包括抑爆、隔爆和抗压设计要求,也给出了被动防爆产品的技术要求以及防爆系统的安装、监控和维护要求。
(2)防爆技术规程或指南,以NFPA68为主,主要是可燃气体通风和可燃气体、薄雾及可燃粉尘或混合物爆炸泄压系统的设计、位置及安装要求,也涉及系统的监测和维护。其他通用技术类规程如NFPA77《静电防护推荐做法》、NFPA91《输送水蒸气、气体、雾气和不可燃固体颗粒的排气装置》等。
(3)行业标准主要是农业、食品业、木材加工业、锅炉系统及易燃固体微粒生产、加工和处置等防爆行业规程。
(4)特殊类可燃粉尘防爆,如NFPA《可燃金属,金属粉末和金属粉尘》和NFPA《硫磺火灾爆炸预防》等防爆技术要求。
总体来看,NFPA防爆标准体系以系统整体防爆规范NFPA69为主,强调爆炸性环境的综合防爆技术要求,对防爆泄压及特殊类可燃粉尘给出专门的防爆标准规范,同时对易发生粉尘爆炸的行业给出防爆技术规程。
2、德国VID标准体系
德国关于粉尘防爆标准体系以VDI《粉尘爆炸泄压》和VDI为主。其中,VDI是关于粉尘爆炸泄压的标准,我国GB/TT—《粉尘爆炸泄压指南》与该标准技术内容基本一致。VDI为系列标准,现有9个部分,主要是关于粉尘火灾爆炸危险性、评估及预防措施的标准要求,也涉及粉尘危险性测试方法,其防爆标准体系如图所示。
VDI标准体系特点如下:
(1)呈系列标准,涉及粉尘燃爆危险性参数测试方法类标准、防爆技术类标准和防爆产品类标准等。
(2)粉尘防爆技术类标准包括泄压、惰化、抗压、抑爆等系列标准,内容涉及粉尘爆炸危险性分析、评估方法及预防技术措施的相关要求。
(3)粉尘防爆产品类标准给出了关键设备的防火防爆要求及检测、验证方法,并附有实例说明,更直观,操作性强。
(4)部分防爆标准基于爆炸性环境防爆要求,包括可燃气体和可燃粉尘。
3、欧盟EN标准体系
欧盟的EN标准主要是防爆技术和防爆产品类标准,其中多数防爆标准不区分可燃气体或可燃粉尘,是针对爆炸性环境的防爆技术要求和系统评估及效果检验考核标准。其中,爆炸性环境防护系统评估类标准为防爆系统评估提供了技术方法,其标准体系如图所示。
4、结论
(1)粉尘爆炸危险性测试标准及主要测试参数各国基本一致,主要包括爆炸下限、极限氧浓度、最小点火能及引燃温度等,而我国还缺少关于粉尘极限氧浓度的测试标准。关于爆炸性环境的压力、温度等因素影响规律的研究一直是热点,建立权威共享的可燃粉尘爆炸性参数数据库是非常必要的基础性工作。
(2)爆炸性环境预防及防护措施的技术要求标准不再区分是可燃气体还是可燃粉尘环境,多涉及可燃粉尘--空气混合物、气体(蒸气)--空气混合物、可燃粉尘--气体(蒸气)--空气混合物和雾状物等爆炸性环境,防爆技术包括惰化、泄压、抑爆、隔爆和耐爆等多种组合。
(3)国外爆炸性环境及防护设备安全性评估类标准在逐渐发展,对防爆系统有效性评估及检验非常必要,我国在这一领域没有标准。如德国VID系列防爆标准涉及危险性分析、风险评估及预防技术措施,部分标准附有实例,其应用性及可操作性强。。
二、我国粉尘防爆标准体系发展概况
(一)我国粉尘防爆标准体系情况
我国虽然于20世纪50年代对煤矿爆炸进行了研究,但工厂粉尘爆炸实验研究却始于20世纪80年代初。当时随着经济开始快速发展,粉尘爆炸事故也随之增多,有关科研机构开始了粉尘爆炸研究。年,哈尔滨亚麻厂发生了特大粉尘爆炸事故(58人死亡、人受伤)。事故发生后,由原劳动部负责,国家设立了粉尘爆炸科研项目,建立了防爆示范工程,建立了粉尘爆炸实验室,并成立了全国粉尘防爆标准化技术委员会。
全国粉尘防爆标准化技术委员会成立后,共制定了11项国家标准:
1、GB/T-监控式抑爆装置技术要求;
2、GB-粮食加工、储运系统粉尘防爆安全规程(已有新版替代,版);
3、GB-港口散粮装卸系统粉尘防爆安全规程;
4、GB/T-粉尘爆炸危险场所用收尘器防爆导则(已有新版替代,版);
5、GB/T-粉尘爆炸泄压指南(已有新版替代,版);
6、GB/T-粉尘防爆术语(已有新版替代,版);
7、GB-粉尘防爆安全规程(已有新版替代,版);
8、GB-高炉喷吹烟煤系统防爆安全规程;
9、GB-饲料加工系统粉尘防爆安全规程(已有新版替代,版);
10、GB-铝镁粉加工粉尘防爆安全规程;
11、GB-亚麻纤维加工系统粉尘防爆安全规程。
年,全国粉尘防爆标准化技术委员会被撤消,粉尘防爆标准由全国安全生产标准化委员会粉尘防爆分技术委员会归口管理。
(二)存在的问题
1、我国粉尘防爆标准体系尚未形成
每发生一起重大或特别重大粉尘爆炸事故后,国家对粉尘防爆标准的制定会重视一段时间,但是往往几年时间以后就没有人重视了,基础研究也没人搞了,资金也没人投入了。目前,我国的11项粉尘防爆标准太少了,还远远未形成具有适合我国国情、体系较为完整的具有先进性、可靠性、可操作性的粉尘防爆标准体系。
2.粉尘防爆产品标准及产品缺乏
据了解,我国一些大型企业采取了一些粉尘防爆技术手段,但是采用的关键防爆器材都依赖进口。国产的品种很少,企业害怕国内产品可靠性不高而不敢用,而且国外设备的价格又太贵,造成大量中小企业没有采用粉尘防爆技术手段。当然,国内缺乏相关防爆产品标准,缺乏强制使用防爆产品的法规,也是造成大量中小企业没有采用粉尘防爆技术手段的主要原因。
相关部门应在建立完善的粉尘防爆基础类、管理类标准基础上,建立一批粉尘防爆产品标准。在此基础上,相关部门应组织开发一批粉尘防爆生产工艺设备和泄爆、隔爆与抑爆产品,让大量的中小企业在采取粉尘防爆技术手段时,“买的着,买的起,用了安心,用了安全”。
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