扬州牧羊唯美自动化控制有限公司 江苏扬州 225000
摘要：现阶段，社会进步迅速，随着我国社会主义市场经济的不断发展，工业企业数量和规模在逐年增加，安全生产问题也给企业、政府和社会带来压力和挑战。在一些企业生产过程中，设备在不断地更新，对粉尘爆炸控制的措施也在不断地加强，但粉尘爆炸事故仍有上升的趋势。主要是因为：能产生爆炸危险的粉状固体物料处理量的大量化，随着技术和工艺的不断发展出现一些新的可燃粉尘物质，以及粉尘的燃烧特性、工艺操作特性等因素所造成的。
关键词：饲料厂；粉尘控制要求；对策
引言
近几年粉尘爆炸事故都带来了严重的人员伤亡和财产损失。特别是化工厂、机械制品加工、打磨抛光、粮食等粉尘爆炸的多发，引起了国家重点管控。粮食行业中的饲料加工的生产环节，存在大量的粉尘，特别是在粉碎工段，固体物质被粉碎成粉尘以后，其燃烧特性有很大的变化。原来是不燃的物质可能变成可燃物质，原来难燃的物质可能变成易燃物质，在一定条件下就有可能发生爆炸。近年来，水产饲料加工粉碎选用超微粉碎，饲料被粉碎成更小的粒径，这也加大了爆炸的严重程度。
1 大气粉尘排放标准
我国现行国家标准GB16297-1996《大气污染物综合排放标准》中规定了适用于饲料厂的大气粉尘排放标准。对1997年1月1日前建成的饲料厂执行表1的规定。而1997年1月1日以后新建、改建和扩建的饲料厂的生产车间排放的粉尘浓度应符合表2的规定。由于目前国内绝大多数饲料厂都是在1997年后新建的或经过改建或扩建的，因此，饲料生产企业应按表2的规定执行，也即最高允许排放浓度为120mg/m3而不是150mg/m3。GB16297是强制性国家标准，是归属国家环保部门管理的。最高允许排放浓度是指处理设施后排气筒中污染物任何1h浓度平均值不得超过的限值，或指无处理设施排气筒中污染物任何1h浓度平均值不得超过的限值。最高允许排放速率是指一定高度的排气筒在任何1h排放污染物的质量不得超过的限值。该限值随排气筒的高度不同、所处区域的不同以及分级的不同而不同。饲料厂粉尘排放必须同时满足最高允许排放浓度和最高允许排放速率的要求。排气筒高度是指排气筒出口至地面的高度。
2 粉尘爆炸的事故机理分析
粉尘的爆炸可视为由以下三步发展形成的：第一步是悬浮的粉尘在热源作用下迅速地干馏或气化而产生出可燃气体；第二步是可燃气体与空气混合而燃烧；第三步是粉尘燃烧放出的热量，以热传导和火焰辐射的方式传给附近悬浮的或被吹扬起来的粉尘，这些粉尘受热汽化后使燃烧循环地进行下去。随着每个循环的逐次进行，其反应速度逐渐加快，通过剧烈的燃烧，最后形成爆炸。这种爆炸反应以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸压力等将持续加快和升高，并呈跳跃式的发展。可燃粉尘具有燃烧的特性，也具有爆炸的特性，粉尘的燃烧主要取决于粉尘的干燥程度和粒度大小两个因素，粉尘越干燥、粒度越小，则越容易产生燃烧和爆炸。例如沉积在加热表面上的粉尘，由于高温作用，经过一段时间后会发生阴燃，而且最易发生阴燃的粉尘层厚为10-20mm，沉积的阴燃粉尘甚至在极轻微的震动下也能引起着火和爆炸。某些可燃粉尘在沉积状态下具有自燃的特性是由于某些物质在微粒粉碎状态下与空气接触时会吸附氧，并在一定条件下其粉层内温度上升，当热量不能充分散发时，温度即可继续升高而引起自燃。粉尘的自燃性不仅取决于粉层的厚度、气流方向及其风力、空气温度，而且还与粉尘颗粒的细度和结构、细孔的内外表面积等因素有关。各种不同的混杂物能对粉尘的自燃性产生极大的影响。例如，含油和含脂物质的掺合料，就能促进粉尘的自燃。粉尘的燃烧速度比气体的要小，由于其燃烧时间长及产生的能量大，所以造成的破坏及烧毁的程度严重得多。这是因为粉尘中的碳、氢含量高，即可燃物含量多。如果按产生能量的最高值进行比较，粉尘爆炸是气体爆炸的好几倍，温度可达2000—3000℃以上，最大爆炸压力为345—690kPa。粉尘燃烧要经过加热熔融、离解、蒸发等复杂过程，粉尘从接触火源到发生爆炸所需的时间即感应期要比气体爆炸长，达数十秒。粉尘爆炸感应期长使得有可能探测爆炸的苗头。粉尘爆炸能引起建筑物其它部位的粉尘再次爆炸。
第一次爆炸所扬起的沉积粉尘，其浓度往往比第一次爆炸时的粉尘浓度还要大，再加上粉尘爆炸中心空气受热膨胀，密度变稀，经过一个极短时间后形成负压区，新鲜空气向爆炸中心逆流，与新扬起的粉尘重新组成爆炸性粉尘而发生第二次爆炸。而且第二次爆炸压力比第一次爆炸压力大，破坏性更严重。粉尘爆炸由于时间短，容易引起不完全燃烧，燃烧产物中含有大量一氧化碳，容易使人员中毒，因此粉尘爆炸毒性比较大。
3 饲料厂的粉尘控制要求与对策
3.1 加强粉尘泄漏监管和清扫
密封老化、除尘器和粉碎机启停时间未超过一个除尘脉冲周期，导致粉尘从工艺设备逸出，在设备选型时可有意识的增设薄弱环节，总结工艺设备逸出点周围，选用防爆型粉尘浓度监控系统，当粉尘浓度达到１０ｇ／ｍ３（粮食粉尘爆炸浓度下限为３０～６０ｇ／ｍ３）时启动监控系统中联锁强排风装置，降低空间内粉尘浓度。同时，通过安装光感及温感系统，当粉尘浓度达到２５ｇ／ｍ３时，停止粉碎系统运转，触发喷淋系统，降尘防爆。对逸出沉积粉尘每班清扫，清扫过程中为避免积尘在特殊条件下形成爆炸环境，需选用棕毛扫把和铜质工具。
3.2 饲料厂的粉尘排放控制
饲料厂的粉尘排放浓度应该是可控的。对于原料接收、清理、普通粉碎、微粉碎、超微粉碎、料仓、输送、成品包装、散装发放等工段可采用离心除尘器+布袋脉冲除尘器的二级串联除尘方式使粉尘排风口的粉尘排放浓度达到小于等于120mg/m3的要求，同时还要通过设置合适的排风口高度来满足粉尘排放速率的要求。大中型饲料厂的生产车间的高度一般在25~35m，因此设在楼顶部的排风口允许粉尘排放速率约15~31kg/h（二级）。目前优质脉冲布袋除尘器可以过滤下粒径大于1μm的粉尘，所以排气口的粉尘浓度可达工作区粉尘浓度排放标准。饲料厂的粉尘排放控制难点是颗粒冷却器风网的排风口粉尘浓度与排放速率控制。由于从冷却器抽出的风是湿热空气，无法使用脉冲布袋除尘器，仅靠离心除尘器无法达到排放要求，因而需要采用其它有效方法来将粉尘浓度降低到符合标准的要求。
3.3 吸风系统的风量、风速和风压优化
除尘的效果取决于吸风系统的风压、风量（风速）配置合理和工况稳定。但通常受作业环境的影响，风速变化不定，影响除尘效果。除尘的风速稳定是第一要素。在实际作业时，因物料流量不稳定，卸料坑的断面在不断地变化，卸料坑内吸风风速跟随变化，与设计值的要求相差较远。当卸料坑内物料堆积较多时，料坑吸风的断面变小，风速就增大，必然带料增多。当含尘浓度超过５ｇ／ｍ３时，会影响脉冲除尘器的除尘效果（清袋效果），清袋效果降低将影响整个吸风系统正常工作。而风速小，则粉尘带不走或带得少，就会增加粉尘溢出卸料坑的机会。当卸料坑无蔽尘装置时，吸风系统还会出现短路，导致部分有尘的地方并没有吸尘的气流经过，此时，粉尘外溢就无法控制，使粉尘自由飘散和外溢。当卸料坑配有蔽尘装置时，有料时蔽尘活叶打开，物料就能穿过蔽尘活叶，到达卸料坑内。此时，所吸的风几乎都跟随物料进入卸料坑内，但此时吸风阻力较大，而且，吸风气流的流向不够理想。吸风气流的流向应垂直并通过料层，以获得最好的吸风效果，而现有的蔽尘装置上基本都未配有良好吸风的进风口。卸料坑内仅处于负压状态是不够的，还需有一定量的风量即卸料坑吸风断面的风速，才能确保良好的吸风效果。
4 结语
饲料粉碎是饲料加工的重要工段，也是饲料粉尘防爆的重要管控部位，根据其使用原料的燃烧性能、饲料加工工艺、粉碎房设计、设备设施配置、粉尘浓度监测联动、人员管理及培训教育、应急管理等方面管理，提出有针对性的控制措施，为防控饲料粉碎防爆提供技术支持和理论指导。
参考文献:
[1]褚慎强.饲料加工企业常见的安全风险识别[J].国外畜牧学:猪与禽,2015,35（6）:78.
[2]芮国新,向君,江苏华.饲料加工系统粉尘电气防爆[J].饲料工业,2004（11）:10-11.
作者简介：朱宗孝，身份证号：32102719830612XXXX，男，汉族，籍贯：江苏扬州，本科，研究方向：机电工程