案例研究:减轻易燃灰尘危害的基于风险方法

TimothyLCullina,PE*达斯蒂达MBA博士

抽象性

上头国家消防协会发布代码提供防火防爆指南木块制造设施可燃灰度指南涵盖范围NPFA664,《木材处理和木工设施防火爆标准》.在这次案例研究中,第一步是审查过程并判定哪些材料构成可燃灰尘危险下一步是根据NFPA 664指令性要求评价现有设备在有些情况下,NFPA 664指令性要求要求对过程进行重大和昂贵的修改。通过执行过程危险分析使用基于风险方法实现可接受风险水平,实施保护体系和保障

导 言

案例研究启动后,木块制造厂发生易燃尘爆论文将描述事件后以基于风险方法处理该设施可燃灰尘危险方法由三部分组成:采样计划获取适当的测试数据、空白分析以及流程危险分析

事件描述

充气冷却器启动并通知当地消防局。 消防员准备扑灭充气冷灭火时,热熔通向充气冷却器包房并启动易燃灰分解火拆火破解包房爆口,导致大火通过6英尺管道向墙上传播并传到离楼8尺远的附近交错钢仓侧面,火焰散入装有干木粒子的筒仓侧面并穿透内嵌顶部喷口,导致热封入筒仓并启动新火炉

图1显示Pellet冷却器与Baghouse的关系和Baghouse与外部Silos的关系图2显示爆口释放开口和筒仓图3显示修复后Pellet Cooler包房,爆炸Scurch标记可见于Bag屋上方

图1.事件区图	图2.外井附近的文特出口	图3.修复贝片冷却器

关闭隔离阀压下引火回发回包房,虽然Hammer Mill大楼隔离阀及其附带推倒倒地倒地,隔离阀阻止脱火上流生产设备,这里没有新火

消防员快速解开Pellet冷却器初始大火,在此期间OSHA抵达启动调查

事件期间没有人员受伤,目前没有门、没有管道和无孔不入的Baghouse身体完好无损。 Pellet Coler没有受损,消防员甚至保住了筒仓。 一周内恢复作业

危险识别:物属性和过程描述

植物接收绿色和窑式采样粒子,在粒子制作前存储前单独处理。图4提供粒子制作过程流程图并识别采样计划确定的绿点和KD采样点

Green wood, primarily large wood chips with smaller chips and sawdust, has moisture content near 50%.  This material is reduced in size, dried and then reduced in size again.  Then, roughly 85% of the wood particulate is conveyed into a storage silo in preparation for pellet making.  The remaining 15% of the green wood particulate is fed through a third, smaller hammer mill for further size-reduction to enable it to serve as fuel for the rotary kiln.  Table 1 presents moisture content and size analysis of the green wood particulate at points in the process after size reduction or drying has taken place.

图4. 流程图

表1绿木分割

图5提供工厂楼布局。Dryer大楼与覆盖接收区和木块处理设施的其他3座楼分离,绿木微粒存储开口如图6所示不同绿色素材源混合覆盖区后加载送入Dryer大楼小端加载器取KD木粒子并进KD接收区顶部传送器。表2提供第三尺寸减序后绿木粒子可燃灰检验结果。该素材用作回转窑燃料

图5 植物楼布局	图6绿木存储

表2可燃灰尘数据燃料木分割

^†P级_最大值k_街坊确定10kj点火能1000mJ是MIE测试器能卸载的最大能量

KD粒子比绿木粒子小得多干燥,并用闭合拖车来到工厂,如图7所示。 KD粒子使Hammer Mills楼单尺寸下降传递表3显示水分含量、粒子尺寸分析以及可燃灰度测试结果

图7KD卸载拖车粒子

表3KD木板样本分析

进程最后阶段,绿色粒子和KD粒子混合并注入粒子厂表4提供混合进料可燃灰测试结果,按ASTM方法E1226研磨小至75微米后

表4可燃灰尘混合木分片

^{++测试前准备ASTME1226}

危险分析

应当指出,NFPA664定义“干不可磨木灰度”指质中粒度大于500微米并水分含量小于25%(湿基)的木粒子,尽管Fauske和AssociatesLLC(FAI)不支持这一定义,因为多项测试结果提供数据有违此定义,但它在标准中并仍然是达标分析的一个因素

绿木粒子不提供可燃尘解火危险,直到第三次降低尺寸用作回转窑燃料。即便如此,点云难度从高最小点能和大于500微米的大质量中位粒子中可见。Evan5kj点火器未点燃后料厂样本。_街坊31++-30%条形/sec由相当高的能源点火后生成(10kj)再次显示绿木粒子风险较低,直到它与KD粒子相混合再制粒子。如上所述,该点火数据有违NF664定义非易燃木灰,只要它不是20升容器反冲点火的结果。

KD木粒子往往作为可燃灰尘运抵工厂,单处理该材料的设计决策谨慎性强。KD木粒子很容易登入空气并易点燃,尤其是静电排出(见表3)卸载KD木粒子的雇员更有可能从接收区设备燃起火花,以及KD木粒子卸载所用电动工业卡车热面点火

测试喷口计算显示,基于K新测试结果,现有喷口尺寸不足_街坊. 喷口设计依赖k_街坊OSHA盐湖技术中心提供的测试数据取19巴米/秒,而ASTME1226分析确定时取182巴米/秒

空白分析

木板公司雇用FAI提供实现NFPA达标方面的技术支持。第一,FAI对NFPA设施、过程和程序进行了差分分析。Gap分析包括识别并记录NFPA指导或标准与设备、实践和管理系统现有实施之间的差异

空白分析确定了可归为三大类的若干关注问题:

1. 保护设备处理可燃灰尘
2. 电气区分类并
3. 非当前安全管理系统或不存在安全管理系统

设备处理易燃灰尘保护

设施中有些灰尘收集器没有安装爆炸防护装置,当安装时,爆炸防护喷口设计基于OSHAK_街坊=19巴米/秒,代之以NFPA68和ASTM方法E1226确定值,尽管OSHA报告注解不使用报告K_街坊值设计计算本K_街坊OSHA前一次执法操作分析 。)这些喷口也没有通向安全地点 。喷口指向仅8尺外的木粒存储槽 。此外,大多数传送器和空气材料分离器上没有隔离

In an effort to minimize fugitive dust, most conveyors were enclosed and under negative pressure provided by an air material separator.  This allowed the conveyors to serve as air ducts allowing small particulate to be carried in the air stream while heavier particles rode the conveyor between pieces of equipment.  This approach allowed the sufficiently small airborne particulate to by-pass the Hammer Mills, thus reducing mechanical and electrical loading of the mills.  However, this design created long sections of unprotected or under-protected duct and equipment.  To maintain this design feature, conveyors and some air material separators could not be protected by prescriptive means and required further analysis provided by the PHA.

室内桶升降机允许与地方权限局(AHJ)大楼代码相容差不符合NFPA654调压、点火预防及防危险传播需求,这本可以通过安装起火喷口、带式显示器和自调整带对齐系统或简单拆换室内桶升降机来纠正,FAI推荐并管理接受后一选项

工厂设计原理的另一方面带入了百分之百设备室内,但楼间传送器除外。在防止与天气有关的设备撞击的同时,这为安全目的带入设备室外比较常见OSHA事件调查组表示,NFPA664规范方法8.6.2.1要求旋转窑迁出楼外

8.6.2.1具有易燃危险的扶轮干机应定位于下列地点之一:

外门

(2) 单立楼

单闭机室限制损耗构造

确定其他设备问题,例如验证管道工程和封装传送器尺寸适当,提供足够的空气流并包括踏板金属分离设备

电气区分类

漏洞分析包括审查电气区分类,设施配电接线、隔板、管道和插口符合二类2项要求,但设施没有记录式电气分类计划,没有适当评分设备,如二类2项空间带电工业卡车点火生成设备如无级便携式吸尘器也应禁止

NFPA 70国家电码502和NFPA 499推荐化工区电气装置分类方法使用点源法创建设施分类计划这项计划确定有限半径设备为二级2项,并提供了内务要求和散落灰尘控制措施以保持这一分类所识别半径以外的位置归为通用类计划还限制非定级设备用于二级评分区在某些方面,这意味着改变设备和程序以遵守NEC规则,包括获取二级2级可移植真空供内务使用

安全管理系统

漏洞分析发现文字可燃灰尘管理程序并不存在,如变换管理、内务管理、预防性维护检查等。 可燃灰尘训练努力微乎其微,记录不全。

FAI为新政策、书面程序和培训提供指南供开发实施经验证这些新程序将满足记录保存和审计需求有了这些策略与程序后,又进行了一项新的个人防护设备综合评价。 这次评价发现的一项重要发现后来得到PHA支持,为卸载KD树粒子的雇员提供防火覆盖物

FAI还举办了工厂管理监督员培训班,题目包括可燃灰度感知检验维护需求可燃灰尘管家指令处理问题,例如建议使用自然树扫帚清洗技术,禁止制造灰云或压缩空气而不首先采取所有适当预防措施及时散落灰尘控制以停止泄漏并记录对MOC、维护培训的要求。 反过来,管理者重复培训生产维护员工

空白分析发现许多问题可按照NFPA 664指令性要求纠正,但有些问题更加复杂化,需要进一步测试和评价以制定策略尽量减少可燃灰尘危险FAI建议基于风险方法,国家计生协标准中提及该方法可接受替代所述指令性行动,以确定并优先采取减少或减轻风险所需行动以下是基于风险研究的一些重点领域

• 关键植物区采样测试木粒子
• 提供易燃粉尘管理和宣传培训;
• 执行进程危险分析并
• 以风险排序方式执行PHA建议

使用基于风险方法PHA处理问题并优先处理漏洞分析确定的项目

过程危险分析

执行PHA前,FAI花时间与客户开发风险管理矩阵代表自身风险容度。风险矩阵开发涉及偶发事件产生的人事和公共安全、环境保护和业务中断或损失后果。这项努力产生五级详细似7级风险矩阵表5显示风险描述和行动时间框架矩阵开发.

表5风险描述和行动时间框架

PHA使用HAZOP方法满足NFPA664危险分析要求范围包括可燃灰危险识别和粒子制造过程从原材料接收到打包和散装负载结果评价,流程按流程区和控制机区划分为18节点,例如,窑干木划分为4节点如下举例绿木处理由8节点组成,混合粒子和粒子通过打包/填充由6节点组成(参参图4)。例举KD节点如下:

• 节点一接收KilnDried木分解
• 节点2从Hoper到Meteringbin存储KDWP
• 节点3KDMetringbin至KDHammer厂
• 节点4填充Silos1、2和3

FAI引导PHA团队识别危险、后果和保障,用标准单词和进程专用导词分析流程参数,如木流、空气流、设备运算和信号流团队辨识出单元故障或不当操作会如何产生偏离设计意图的情况,并辨明每种假想可能发生的后果。下一步团队根据严重程度和概率估计为这些假设案分配风险排名进程的持续运维和瞬态运维都包括在研究中。

一种假想发现设计控制缺陷,绿木在启动操作时计入回转窑中,后在维护关闭后启动操作中实现,并导致小火后执行推荐修改,总之,PHA开发54条建议以响应识别的不可接受和略为可接受风险(见表5)。

值得注意的是,PHA结果并不同意回转窑基于粒子大小、水分含量、人员接触和其他可燃灰度测试结果的实验室结果提出易燃危险工人们每转两次便进楼取设备计数 。 归根结底这些计数重新连通并转入自动数据采集系统并报告控制中心( 远程定位 ) 。 干燥过程确实显示防火危险, PHA建议增加防火保障 。 这些保障包含在OSHA推荐的校正操作中 。 图8提供旋转式烘干机楼块流画

OSHA请求该设施从拟议的专家名单中雇用独立第三方专家,就拟议纠正行动及其实施以及PHA的可接受性发表意见,独立专家接受PHA的结论并满足OSHA对工人安全的关切

图8扶轮机搭建块流串

结论

使用定义清晰测试策略、漏洞分析PHAPHA允许客户优先行动并分派负责人员处理建议并跟踪实施过程;FAI保留其他设施完成相同过程

我们欢迎问题和讨论详情联系团队灰尘@fauske.com.