周 新

(江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院常熟分院)

食品企業(yè)全水靜止式殺菌系統(tǒng)事故原因分析及整改措施

周 新＊

(江蘇省特種設(shè)備安全監(jiān)督檢驗研究院常熟分院)

結(jié)合一起全水靜止殺菌釜在運行過程中發(fā)生的誤操作事故,通過對其門蓋加裝快開門安全聯(lián)鎖保護(hù)裝置、運行過程中增加一些后續(xù)操作步驟等措施,使其達(dá)到安全、節(jié)能、經(jīng)濟(jì)、環(huán)保之目的。

殺菌系統(tǒng) 殺菌釜 食品 事故

全水靜止式殺菌系統(tǒng)是一些食品加工企業(yè)比較常用的設(shè)備,它的作用是將包裝成型的食品進(jìn)行短時高溫殺菌處理,從而確保食品保持最佳的風(fēng)味、色澤與品質(zhì),達(dá)到穩(wěn)定產(chǎn)品質(zhì)量,提高成品率,降低損耗率之目的。近期,常熟市一家食品加工企業(yè)在生產(chǎn)過程中,由于業(yè)務(wù)需求緊張,操作工安全意識淡薄,強(qiáng)制將一臺全水靜止式殺菌釜門蓋帶壓(微壓)打開,致使該名操作工燙傷。此次事故雖未造成大的人員傷亡,但其存在的事故隱患值得我們進(jìn)行一些探討。

圖1 全水靜止式殺菌系統(tǒng)運行流程

1 全水靜止式殺菌系統(tǒng)工作原理

全水靜止式殺菌系統(tǒng)主要由熱水罐、全水靜止式殺菌釜組成,通過冷水泵、熱水泵、空壓裝置、壓力控制裝置、溫控系統(tǒng)、液位控制系統(tǒng)、閥門、管道等設(shè)施對其進(jìn)行合理運行。其運行流程如圖 1所示。正常操作步驟如下所述:

(1)當(dāng)全水靜止式殺菌釜門蓋關(guān)閉合格后,空壓系統(tǒng)動作將門蓋密封圈頂出,全水靜止式殺菌釜完全密閉,閥門 1打開,然后冷水泵開始工作,向熱水罐內(nèi)進(jìn)水,此時將熱水罐排氣閥打開。觀察液位,當(dāng)熱水罐內(nèi)液位達(dá)到中部位置時,關(guān)閉冷水泵,再關(guān)閉閥門 1,進(jìn)水停止。

(2)打開閥門 2,進(jìn)蒸汽開始加熱,觀察熱水罐液位系統(tǒng),通過調(diào)節(jié)熱水罐排氣閥、溢流閥,使液位保持在正常范圍內(nèi),并將熱水罐汽水混合物加熱到一定溫度和壓力 (0.15MPa,110℃),關(guān)閉閥門2,停止加熱(此時熱水罐上閥門全都處于關(guān)閉狀態(tài))。

(3)打開閥門 3、4,將汽水混合物由熱水罐注入到全水靜止式殺菌釜內(nèi),同時調(diào)節(jié)熱水罐進(jìn)氣閥、排氣閥,確保整個熱水注入過程中溫度與壓力達(dá)到設(shè)定要求。當(dāng)全水靜止式殺菌釜內(nèi)液位達(dá)到中部位置時,關(guān)閉閥門 3,再打開閥門 5、6,打開熱水泵,讓熱水作循環(huán)工作,調(diào)節(jié)熱水罐進(jìn)氣閥、排氣閥,確保整個加熱保溫過程中溫度與壓力達(dá)到設(shè)定要求 (0.22 MPa,121℃)。觀察溫度和液位的變化,通過調(diào)節(jié)全水靜止式殺菌釜溢流閥,使液位保持在正常范圍內(nèi)。當(dāng)全水靜止式殺菌釜內(nèi)溫度達(dá)不到要求時,閥門 6開,反之則關(guān)閉,保溫保壓一定時間以達(dá)到殺菌之目的。結(jié)束后,打開閥門 7,關(guān)閉閥門 5,熱水開始回收。

(4)當(dāng)熱水回收至熱水罐的中液位后,關(guān)閉熱水泵,關(guān)閉閥門 4、7,打開閥門 8,打開全水靜止式殺菌釜排氣閥,將全水靜止式殺菌釜內(nèi)剩余熱水排凈,并將釜內(nèi)壓力降至零,然后打開全水靜止式殺菌釜門蓋,待釜內(nèi)食品冷卻至合適溫度后取出。

2 事故原因分析

2.1 主要設(shè)備參數(shù)

(1)熱水罐

圖2為 3.9 m3熱水罐,其設(shè)計壓力 0.4 MPa,設(shè)計溫度 151℃,最高工作壓力 0.35 MPa,最高工作溫度 147℃,工作介質(zhì)為水、水蒸氣,主要材質(zhì)為 0Cr18Ni9。

圖2 3.9 m3熱水罐

(2)全水靜止式殺菌釜

圖3為 3.9 m3全水靜止式殺菌釜,其設(shè)計壓力 0.4MPa,設(shè)計溫度 151℃,最高工作壓力 0.35 MPa,最高工作溫度 147℃,工作介質(zhì)為水、水蒸氣、食品,主要材質(zhì) 0Cr18Ni9。

圖3 3.9 m3全水靜止式殺菌釜

2.2 事故原因分析

全水靜止式殺菌釜快開門 (蓋)無可靠的安全連鎖保護(hù)裝置,能帶壓強(qiáng)制打開;操作工安全意識淡薄,對操作系統(tǒng)一知半解。

對其整個系統(tǒng)進(jìn)行排查,還發(fā)現(xiàn)存在以下隱患或缺點:

(1)殺菌系統(tǒng)存在能源浪費現(xiàn)象;

(2)設(shè)備出廠資料、運行臺帳等資料隨處亂放;

(3)安全附件未定期校驗;

(4)操作現(xiàn)場無流程圖或操作說明。

3 整改措施

3.1 加裝快開門安全連鎖裝置

(1)根據(jù)《固定式壓力容器安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》第 3.20規(guī)定,快開門式壓力容器應(yīng)當(dāng)具有滿足以下要求的安全聯(lián)鎖功能后方可投入運行:

(a)當(dāng)快開門達(dá)到預(yù)定關(guān)閉部位,方能升壓運行;

(b)當(dāng)壓力容器的內(nèi)部壓力完全釋放,方能打開快開門。

(2)全水靜止式殺菌釜門蓋為嚙齒式快開門結(jié)構(gòu),在其門蓋卡箍處 (非受壓元件)開一小孔,裝上氣動閥及銷子 (見圖 4),使氣動閥與全水靜止式殺菌釜蒸汽進(jìn)汽閥、空壓系統(tǒng) (密封圈頂出)、電接點壓力表相互配合,以符合規(guī)程要求。

圖4 加裝在門蓋卡箍處的氣動閥及銷子

(3)加裝后操作步驟如下所述:

(a)當(dāng)快開門門蓋達(dá)到完全嚙合位置時,銷子頂入,與之聯(lián)鎖的空氣進(jìn)氣電磁閥打開,門蓋密封圈頂出,全水靜止式殺菌釜完全密封,然后蒸汽進(jìn)汽閥方能打開,開始進(jìn)汽升壓。如快開門門蓋未達(dá)到完全嚙合位置時,則銷子無法頂入,與之聯(lián)鎖的進(jìn)氣電磁閥、蒸汽進(jìn)汽閥等均無法動作。

(b)當(dāng)全水靜止式殺菌釜內(nèi)壓力完全釋放后,電接點壓力表指針回零,與之聯(lián)鎖的銷子方能起跳,全水靜止式殺菌釜門蓋方可打開。如釜內(nèi)仍有壓力,則電接點壓力表不歸零,與之聯(lián)鎖的銷子不起跳,門蓋就無法打開。3.2 改進(jìn)操作步驟

對整個殺菌系統(tǒng)的操作步驟在原有基礎(chǔ)上做適當(dāng)改進(jìn),以達(dá)到節(jié)能、環(huán)保、增加經(jīng)濟(jì)效益之目的。改進(jìn)后的系統(tǒng)運行流程如圖 5所示。

圖5 改進(jìn)后的全水靜止式殺菌系統(tǒng)運行流程

具體改進(jìn)步驟:前述四項操作步驟中的 (1)、(2)、(3)三項操作步驟均不變,僅對第 (4)項操作步驟作一改進(jìn)。

當(dāng)熱水回收至熱水罐的中液位后,打開閥門9,關(guān)閉閥門 7,觀察全水靜止式殺菌釜液位;當(dāng)液位降至低液位時,關(guān)閉熱水泵,關(guān)閉閥門 4、9,打開閥門 10,啟動冷水泵,全水靜止式殺菌釜開始進(jìn)水;當(dāng)水位升至中液位后,關(guān)閉冷水泵,關(guān)閉閥門 10,打開閥門 5,啟動熱水泵,全水靜止式殺菌釜內(nèi)冷水作循環(huán)冷卻;調(diào)節(jié)全水靜止式殺菌釜進(jìn)氣閥、排氣閥,確保整個冷卻過程的溫度和壓力達(dá)到要求;運行大約 30 min后,循環(huán)水溫度可達(dá) 75℃左右,打開閥門 9,關(guān)閉閥門 5,將循環(huán)熱水回收至保溫桶內(nèi)。當(dāng)液位降至低液位時,關(guān)閉熱水泵,關(guān)閉閥門 9,打開閥門 10,啟動冷水泵,按一次循環(huán)冷卻步驟做二次循環(huán)冷卻 (運行大約 15 min后,循環(huán)水溫度可達(dá) 30℃左右);循環(huán)結(jié)束后打開閥門 11,關(guān)閉閥門 5,將循環(huán)熱水回收至另一保溫桶內(nèi)。當(dāng)液位降至低液位時,關(guān)閉熱水泵,關(guān)閉閥門 11,打開閥門 8,打開全水靜止式殺菌釜排氣閥,將全水靜止式殺菌釜內(nèi)剩余熱水排凈,并將釜內(nèi)壓力降至零,然后打開全水靜止式殺菌釜門蓋,將食品取出。其回收后的冷卻水 (分別為 75℃、30℃左右)可作為鍋爐用水、員工生活用水、熱水罐補(bǔ)水等之用。

3.3 其他措施

(1)建立設(shè)備臺帳,做到一機(jī)一檔 (包括出廠資料、整改資料、壓力容器全面檢驗資料、安全附件校驗報告、歷年運行記錄等)。

(2)建立安全附件臺帳,定期進(jìn)行校驗。

(3)操作工定期進(jìn)行安全培訓(xùn),使其熟練掌握全水靜止式殺菌系統(tǒng)操作全過程,將一些規(guī)章制度、流程圖等懸掛于操作現(xiàn)場醒目位置。

(4)定期對設(shè)備進(jìn)行維護(hù)、保養(yǎng)。

＊周新,男,1982年 1月生,助理工程師。常熟市,215500。

2010-02-10)