企业除尘系统安全问题及改进措施的探讨

时间：2024-08-31

四川中烟工业有限责任公司成都卷烟厂黄亮

近几年国家相关安全管理部门以及各企业对粉尘防爆愈发重视，国家也颁布、更新了一系列标准规范。同时，各种新建、改建项目必须按照国家现行规范进行设计、建设，各级安全监管部门也应对照规范进行监督检查，企业的自查整改也在逐步进行。

■现状与存在的问题

烟草加工企业在生产制造过程中会产生一定粉尘，为保障生产车间环境以及员工职业健康不受粉尘影响，企业会在生产线产尘较多的点位设置诸多吸尘点，采用负压除尘系统将产生的粉尘收集到除尘器中，后续再通过压棒机将粉尘压实后进行运消处理。

烟草加工企业的除尘间和除尘系统大都是在初期厂房新建和工艺设备安装时配套建设和安装的，当时对除尘间和除尘系统只是需要在使用上满足要求，即风量风压选择合适、除尘方式合理、满足烟草粉尘除尘效果，对除尘系统在安全上的要求并不多，没有太多相关安全规范指导除尘系统的设计、安装。近几年，随着国家和各个行业对粉尘防爆问题的重视，设计单位和建设单位对新建项目和已建项目都会自觉对照现行规范进行设计和改造。烟草企业现有除尘系统在安全上存在的主要问题是安全设施配置未达到现行国家或行业标准的要求。

对于烟草企业来说，其行业标准YC/T384《烟草企业安全生产标准化规范》一直是指导各烟草企业进行日常安全生产、自查整改各种安全隐患的重要依据。目前，最新版的《烟草企业安全生产标准化规范》为2018 版，规范中对除尘房和除尘系统的主要要求有以下几条[1]：

（1）除尘房宜独立单层设置，如设置厂房内，宜设置顶层或靠车间建筑物外墙。设置在顶层和建筑物外墙的除尘房泄爆面积应符合相关标准要求。

（2）干式除尘系统应采用负压除尘方式，并按照烟草粉尘爆炸特性，选用降低爆炸危险的一种或多种防爆方式，包括泄爆、隔爆、抑爆、惰化等方式。

泄爆装置应符合下列要求：

①当除尘器位于室外时，泄爆应朝向安全区域。

②当除尘器位于室内时，需要通过泄压导管将爆炸压力引到室外安全区域进行泄爆。泄压导管的安装应符合GB/T 15605 的相关要求。

③当泄爆条件不满足上述条件时，应采用无焰泄爆装置，且泄爆区域应无其他生产设备和人行通道。

（3）除尘系统应设置下列预警预测装置：

①除尘器进、出风口应设置风压差监测报警装置。当进、出口风压力变化大于允许值的20%时，监测装置应发出声光报警信号。

②除尘器进出风口和灰斗应设置温度监测报警装置。当温度大于工艺排风温度时，温度监测装置应发出声光报警信号。

③卸灰装置应设置运行监控装置，出现运行异常及故障停机状况时应发出声光报警信号。

（4）连接除尘器进风管的主风管安装防火阀。

（5）除尘器滤袋应符合 GB/T 17919 的要求，滤料为阻燃防静电材料。

（6）切丝机除尘系统管道上应安装火花探测及熄灭装置。

（7）电气设备和线路符合相应的防爆要求。

目前大多数烟草企业的除尘系统是多年以前建成的，基本都未满足规范中的上述7 条要求，这是烟草企业在进行内部自查时发现的主要问题。其次，烟草企业在涉及除尘系统新建项目和改建项目时往往会请设计单位对除尘系统进行整体设计，而设计单位进行设计时所依据的规范往往不仅是YC/T384《烟草企业安全生产标准化规范》，同时会参考以下相关规范：①GB18245-2000《烟草加工系统粉尘防爆安全规程》；②AQ4273-2016《粉尘爆炸危险场所用除尘系统安全技术规范》。其中GB18245-2000《烟草加工系统粉尘防爆安全规程》是20 年前的版本，该规范对除尘系统安全方面的要求较为简单。目前该规范的新版本处于修订报审阶段。因此设计单位更多的是采用AQ4273-2016《粉尘爆炸危险场所用除尘系统安全技术规范》作为设计依据。该标准与YC/T384-2018《烟草企业安全生产标准化规范》的主要区别在于除了涵盖YC/T384-2018《烟草企业安全生产标准化规范》中提到的上述7 条要求外还有以下要求[2]：

（1）连接烟草加工系统的干式除尘器，如布置在厂房建筑物内要符合下列要求：

①设置泄爆装置。

②除尘器进风管安装隔爆阀、火花探测报警装置和火花熄灭装置。

（2）布置在厂房建筑物外部干式除尘器的进风管要符合下列要求：

①除尘器进风管不直通建筑物内部，进风管设置在与进入建筑物内部的外墙保持90°夹角的除尘器侧面、或顶部，或设置在与建筑物的外墙面夹角呈180°的除尘器的正面位置。

②在除尘器进风管弯管处设置泄爆装置，泄爆口不朝向厂房建筑物内部。

可以看出，AQ4273-2016 规范中的这两条主要是针对除尘器进风管安全装置提出的要求。可以总结为室内除尘器进风管安装隔爆阀，室外除尘器进风管弯管处安装泄爆装置。设计单位进行设计时也会依据AQ4273-2016《粉尘爆炸危险场所用除尘系统安全技术规范》对除尘器进风管做此设计。但不少专业的粉尘防爆设备供应商指出，在管道弯管处安装泄爆装置原本的目的是希望当除尘器发生爆炸时，爆炸形成的压力和火焰不会沿着管道传到室内，而是在管道弯管处通过泄爆装置进行泄放。但实际上由于在管道上安装泄爆装置时其泄爆面积的计算选型没有依据，目前通常做法是把泄爆装置的泄爆面积选取与管径横截面积相同，但是这样选取泄爆面积是否能满足正常泄爆无法保证。如果无法正常泄爆，爆炸形成的压力波和火焰就可能会传到室内，造成车间内人员伤亡和设备破坏。因此防爆装置生产厂家建议在室外除尘器进风管上安装隔爆装置，替代规范中提到在管道弯管处安装泄爆装置。对于这种设计思路设计院也是认可的，在设计时也会作相应修改。因此，不管是室外除尘器还是室内除尘器，进风管安装隔爆装置都是一种合理的设计方案。并且，这一点在最新版的GB15577-2018《粉尘防爆安全规程》中也有提到[3]，“对安装在室外的干式除尘器，其进风管上宜设置隔爆阀，其安装应能阻隔爆炸向室内传播”。

目前，国家现行与烟草除尘系统相关的安全规范以及设计单位在进行烟草行业除尘系统设计时所采用的规范大致有以下几个：①YC/T384-2018《烟草企业安全生产标准化规范》；②GB18245-2000《烟草加工系统粉尘防爆安全规程》；③AQ4273-2016《粉尘爆炸危险场所用除尘系统安全技术规范》。

对照以上规范，目前烟草企业现有除尘系统在安全方面存在的主要问题可归纳为以下几条：

（1）除尘器本体无泄爆装置。

（2）除尘系统无压力、温度等监测报警装置以及运行监测装置。

（3）除尘器布袋不是阻燃防静电滤袋。

（4）切丝机除尘器进风管以及室内除尘器进风管无火花探测及熄灭装置。

（5）除尘器进风管无隔爆装置。

（6）除尘房内的电气设备不满足相应的防爆要求。

■整改措施和注意问题

企业可选择更换新的除尘设备，按照新规范要求进行设计采购安装，也可以对现有除尘设备进行利旧改造，请设计单位进行改造设计，总体要求就是配置满足现行规范的安全防爆装置和符合防爆要求的电气设备。除了设计须符合相应规范外，企业还应注意以下问题：

设计单位通常只会按照相关规范要求提出配置需要，如除尘器配置泄爆装置，进风管道配置隔爆装置等。但具体的设备选型还是由防爆装置生产厂家提供，比如泄爆面积大小计算等。因此企业要选择专业的粉尘防爆设备生产厂家，这些厂家都能够对泄爆面积进行计算，计算依据有美标、欧标或国标，采取不同的标准计算出的泄爆面积会有所区别。

目前市场上泄爆板、隔爆阀等防爆装置的生产厂家很多，欧美等国家对防爆装置有严格要求，例如欧盟对防爆产品的要求是该产品必须具有ATEX 认证才能进行销售和使用，因此欧美粉尘防爆装置生产厂家所生产的产品一般都会有ATEX 认证，取得ATEX 认证表明该产品经第三方检测机构检测合格，在很大程度上保证了产品质量。并且，ATEX 证书上会注明所涵盖的产品型号及规格，比如某种型号管径从DN200 到DN500 的隔爆阀，或者一定尺寸规格的泄爆装置，证书上没有的型号或规格不能代表该产品是经过检测合格的。

目前国内厂家生产的粉尘防爆装置一般是通过广州特检院或沈阳特检院进行委托试验出具检测报告，同时获得CNAS 报告来证明产品的有效性。CNAS 报告上也会注明某厂家防爆产品的型号、规格，并且是某种特定型号规格的产品，比如某种型号管径DN300 的隔爆阀或某种型号泄爆面积500mm×300mm 的泄爆板，该报告仅针对该型号规格的产品，并不能代表其他型号或者同型号但其他不同规格的产品，比如其他不同管径的隔爆阀或不同面积的泄爆装置就不被证明是经检测合格的。目前国内一些厂家生产的粉尘防爆装置型号规格很多，但取得的CNAS 报告并没有涵盖完所有的产品，这一点要特别注意。后期项目建成投入使用前，地方政府相关安全部门在参与验收检查时可能也会要求提供产品的相关质量证明文件，否则项目验收可能不予通过。

目前大多数烟草企业的除尘系统安装在室内，按规范或设计要求通常在除尘器上安装无焰泄爆装置，除了泄爆装置的泄爆面积要符合要求外，无焰泄爆装置的保护体积也是需要考虑的一个重要参数，它表示该无焰泄爆装置最大能保护除尘器的体积是多少。该参数在检测报告和产品技术资料中会有说明，企业在选择无焰泄爆装置时也要特别注意。

当设计要求除尘器本体配置泄爆装置，进风管配置隔爆阀时需要注意一点，有的隔爆阀产品会在ATEX 证书上提到该隔爆阀不能与可重复关闭的无焰泄爆装置放在一起使用。其主要原因是防止爆炸发生时当隔爆阀关闭泄爆装置也关闭,除尘器内部形成负压对除尘器造成破坏。综上所述，在对除尘系统进行防爆改造或重新设计时，既要满足国家相关规范要求，同时对防爆装置的选择也要格外注意，必须满足项目自身使用要求。