吳 俊

（1.江蘇牧羊控股有限公司，江蘇 揚州 223127；2.國家飼料加工裝備工程技術中心，江蘇 揚州 225127）

近年來，國內相繼發(fā)生了幾起重特大安全生產事故，特別是2015年昆山“8.2”中榮金屬制品有限公司特別重大爆炸事故，給所有可燃性粉塵加工企業(yè)敲響了警鐘。當月國家安全監(jiān)管總局迅速發(fā)布了“嚴防企業(yè)粉塵爆炸五條規(guī)定”，在全國范圍內對相關企業(yè)開展粉塵爆炸專項整頓，與此同時一批粉塵防爆類國家標準和行業(yè)標準開啟了新一輪的修訂和起草工作。筆者有幸參與了“SAC/TC 288/SC 5 WG”負責的“GB 17440糧食加工、儲運系統(tǒng)粉塵防爆安全規(guī)程”和“GB 19081飼料加工系統(tǒng)粉塵防爆安全規(guī)程”兩項糧食類粉塵防爆標準的修訂工作，同時參與了“SAC/TC 384”負責的“飼料機械安全設計要求”新標準的起草，以及“ISO/TC 293 WG4”負責的國際飼料機械安全標準立項和起草工作。隨著新標準的陸續(xù)頒布和實施，所涉單位如何依據(jù)標準條款，結合行業(yè)特點，制定出一套行之有效的粉塵爆炸預防和防護綜合治理辦法并加以實施，顯得非常緊要。本文主要依據(jù)“GB/T 12476.3-2017可燃性粉塵環(huán)境用電氣設備第3部分：存在或可能存在可燃性粉塵的場所分類”中規(guī)定的原則和方法，詳細闡述飼料加工粉塵爆炸危險場所的分類。

1 場所分類的目的

玉米、小麥、豆粕等農作物是飼料的主要原料，在生產加工過程中不可避免地會產生粉塵。這類粉塵屬于ⅢB級（非導電可燃性）粉塵，存在燃燒甚至爆炸的風險，因此對飼料加工場所進行全面系統(tǒng)的粉塵爆炸危險評估和區(qū)域劃分是非常必要的[1]。

1.1 指導電氣設備的選型及其安裝位置的確定

在飼料加工場所，無論廠房設施還是加工設備，都會用到大量的電氣設備。而粉塵爆炸危險區(qū)域的劃分能很好地指導生產者選擇合適電氣設備及其安裝位置。根據(jù)場所分類結果，生產者可以：將更多的電氣設備設置于安全區(qū)域；受其功能限制無法避開危險區(qū)域的電氣設備，應盡可能的設置于粉塵爆炸危險級別低的區(qū)域；危險區(qū)域內的電氣設備應選用適用于該區(qū)域內的防爆型設備。

1.2 指導工藝設備的改進

通過對粉塵爆炸危險場所評估和區(qū)域劃分，飼料加工場所中的粉塵釋放源和釋放等級就一目了然了?？梢酝ㄟ^改進工藝配置、產品結構、材料更換等方式，針對性地減少釋放源或者將釋放源移至沒有點燃源的區(qū)域、降低釋放級別和管控風險。

1.2.1 減少粉塵釋放源

含有可燃性粉塵的通道盡可能做到全密封設計，減少工藝設備中不必要的開口；某些非金屬件（如透氣帽、軟連接等）選用致密不易破損的材料，嚴防粉塵泄漏；同時可以考慮將某些釋放源（如除塵風網(wǎng)出口、排雜口等）引出室外或室內空曠區(qū)域。

1.2.2 降低粉塵釋放源級別

在可預見的粉塵釋放量較大的釋放源（如卸料口、出料口等）附近，添設通風除塵裝置；設備內部配置抽風除塵裝置，釋放源處于負壓狀態(tài)，避免或減少粉塵釋放到設備外部。

1.2.3 管控釋放源風險

在可預見的粉塵釋放量較大的釋放源附近，配置粉塵濃度檢測系統(tǒng)，并連鎖報警或停機；在危險區(qū)域內可預見會發(fā)熱的傳動部件（如粉碎機軸承座等），配置測溫裝置，并連鎖報警或停機。

1.3 指導生產現(xiàn)場安全管理

生產單位可依據(jù)評估結果，制定一套有效的粉塵防爆安全生產管理制度。主要涉及粉塵和點燃源的監(jiān)控。工作場所粉塵清理，包括清理的頻次、清理工具、清理方法等，主要釋放源周邊粉塵應做到即發(fā)現(xiàn)即清理；監(jiān)控現(xiàn)場新釋放源的出現(xiàn)，特別是設備連接處，容易破損老化的部件，一旦發(fā)現(xiàn)粉塵釋放應及時修補或更換。設備維護清理后，所有的蓋板等密封件原位復原；危險區(qū)域內嚴禁外部點火源，包括明火、高溫物體、非防爆型移動電氣等；危險區(qū)域內動火作業(yè)，包括作業(yè)前的準備、作業(yè)后的監(jiān)控等。

2 粉塵釋放源

粉塵爆炸危險區(qū)域的形成，是因為場所中存在可燃性粉塵，場所分類首先應找到粉塵釋放源和評定其釋放等級[2]。

粉塵釋放源是指能向大氣環(huán)境釋放出可燃性粉塵的地點或部位。按粉塵釋放頻次和持續(xù)時間長短可分為3個級別：0級釋放（連續(xù)釋放）：釋放粉塵持續(xù)存在或預計長時間經(jīng)常存在；1級釋放：正常運行時，偶爾或周期性釋放可燃性粉塵的釋放源；2級釋放：正常運行時，一般不釋放，或偶爾、短期釋放。

2.1 釋放源級別評定時應注意

粉塵層經(jīng)擾動可能形成爆炸性粉塵環(huán)境（粉塵云），因此粉塵層也是釋放源。經(jīng)常被擾動的粉塵層（如人員通道地面上的粉塵層）可評定為1級釋放源；偶爾可能被擾動的粉塵層（如隱藏角落或設備上的粉塵層）可評定為2級釋放源；如果這些粉塵能做到即出現(xiàn)即清理，可視為非釋放源。

粉塵釋放時處于正壓或負壓狀態(tài)將影響該釋放源級別的評定和區(qū)域范圍的界定，負壓狀態(tài)下粉塵不易釋放到外部環(huán)境中，可適當予以降級評估。比如粉碎機補風口，正常運行時，在除塵器的作用下，風的流向是由外向內，粉碎機內部粉塵不易釋放，只有因故障而引起除塵效率降低或失效時，粉塵有可能通過補風口釋放到外部空間，因此該釋放源可評定為2級釋放源。

釋放粉塵的數(shù)量和濕度，釋放速度和高度，以及釋放時所處的環(huán)境等因素都將影響釋放源等級評定和區(qū)域范圍的界定。比如水產膨化機的旁通釋放的是加蒸汽調質后的潮濕粉塵，含水量＞20%，無點燃風險，該釋放源完全可以評定為安全釋放源。

釋放粉塵的可燃以及可燃性粉塵占比將直接影響評定結果。飼料加工場所中有的工段釋放的粉塵為不可燃粉塵，或者可燃性粉塵含量非常低，其粉塵云不存在被點燃而引起爆炸的風險。比如有些預混料工程，原料中的粉塵均為不可燃粉塵，那么這類釋放源均為安全釋放。

2.2 飼料加工場所常見釋放源

飼料加工場所設備內部和外部都可能存在粉塵的釋放。設備內部的粉塵屬于不可控粉塵，難以采用有效手段避免爆炸性粉塵環(huán)境產生；而設備外部的可控粉塵，可以通過現(xiàn)場管理和技術手段避免或限制其擴散，工作場所（設備外部）中嚴禁出現(xiàn)0級釋放源[3]。

2.2.1 設備內部釋放源

物料存儲設備包括原料倉、配料倉、待粉碎倉、待制粒倉、成品倉等。釋放級別可依據(jù)生成爆炸性粉塵環(huán)境（粉塵云）的頻次和持續(xù)時長來評定。存儲可燃性粉料的容器（如配料倉、待制粒倉、粉料成品倉等）評定為0級釋放源；存儲顆粒料和粉料混合物的容器（如原糧倉、待粉碎倉、粒料成品倉等），視其含粉量以及進料、出料的頻次可適當降級評定或直接定為安全級。

物料加工設備包括粉碎機、混合機、清理篩、烘干機等。由于擊打、碾磨、攪拌、摩擦、震動等機械能造成粉塵在機體內擴散而形成粉塵云，且伴隨著整個運行時段，通常該類設備內部應評定為0級釋放。但有些設備因其特殊性應區(qū)別對待，如水產膨化料烘干機，其前端進料為濕度＞20%的顆粒料，不存在點燃風險，應視為安全區(qū)域，出料端含有較少量干燥粉塵可評定為1級釋放源。

物料輸送設備包括輸送機、提升機、溜管、緩沖斗等。除了個別輸送濕料的設備外，其他輸送設備內部一般評定為0級釋放源。

粉塵處理設備包括旋風除塵器和脈沖除塵器等。除塵器進風管和內部粉塵處理側是0級釋放源；旋風除塵器出口風管內粉塵含量低，一般評定為1級釋放源；脈沖除塵器濾袋清潔側和出風管內正常狀態(tài)幾乎不含粉塵，只有當濾袋故障和破損時，可能有粉塵進入，故一般評定為2級釋放源。

2.2.2 設備外部的釋放源

卸料口和出料口是飼料加工場所中最明顯也是最重要的釋放源。包括汽車卸料坑、人工投料口、小料添加口、打包秤出料口等。通常在沒有任何通風降塵措施時，這類釋放源均應為1級釋放源。當加入有效除塵裝置，可大幅降低粉塵釋放量和粉塵濃度，可降級評定為2級釋放源。

因功能需要在設備或管道上增設的開口，包括補風口、透氣口和取樣點。最典型的補風口就是粉碎機和喂料器補風口，補風顧名思義就是設備內部需要補充外界氣流，設備正常運行時該類釋放源處于負壓狀態(tài)，可評定為2級釋放源；透氣口是為了平衡設備內、外部氣壓的，裝料時向外排放空氣，會伴有粉塵的釋放，通常會敷設一層類似脈沖除塵器濾袋的材料，以阻止粉塵的通過，常見于車間內部的倉頂，其釋放源等級評定取決于空氣過濾材質，如果是致密性好不易破損的材料，幾乎不會有粉塵釋放，即使有也是非常少量的，不可能形成爆炸性粉塵云，故可評定為安全釋放源，如果材質容易破損，那么存在有粉塵釋放的可能，可評定為2級釋放源；粉料取樣點一般評定為1級釋放源，顆粒料取樣點一般評定為2級釋放源。

飼料加工場所中有些設備存在排雜口，當排雜口與回收容器間未做密封處理或密封不到位時，就是一個潛在的釋放源。比較典型的排雜口有除塵器關風器下排塵口、烘干機清灰口、超微粉碎機排雜口等，其中除塵器排塵口和烘干機清灰口排放的是粉塵，敞開接料時應視為1級釋放源。如果采用捆綁套袋等簡易方式接料時，可能存在粉塵泄漏或袋子破損的，應視為2級釋放源。超微粉碎機重力排雜口，主要排放大粒徑雜物，只有當系統(tǒng)故障時才可能形成爆炸性粉塵環(huán)境，敞開接料時可視為2級釋放源。

有的含粉塵的設備和管道間或設備各部件間會用柔性材料連接，稱為軟連接。帶有軟連接的設備有配料秤、振動篩、回轉篩等。采用能阻隔粉塵釋放的致密材料，可認定為安全釋放源。但振動篩和回轉篩的軟連接在設備運行時會承受到徑向或橫向的機械力，可能因材料破損造成粉塵釋放，可評定為2級釋放源。

另外，設備密封件老化失效而未及時更換，檢修時密封結構造破壞或者檢修門未按要求原位復原，設備外粉塵層不及時清理等，都可能造成新的釋放源出現(xiàn)。

3 粉塵爆炸危險區(qū)域

粉塵爆炸危險場所根據(jù)爆炸性粉塵環(huán)境出現(xiàn)的頻次和持續(xù)時間，分為20區(qū)、21區(qū)和22區(qū)。20區(qū)：爆炸性粉塵云持續(xù)地、或長時間地或頻繁地出現(xiàn)的區(qū)域。21區(qū)：正常運行時，爆炸性粉塵云可能出現(xiàn)的區(qū)域。22區(qū)：正常運行時，爆炸性粉塵云一般不可能出現(xiàn)的區(qū)域，即使出現(xiàn)，持續(xù)時間也是短暫的。

3.1 區(qū)域范圍

區(qū)域范圍是指粉塵釋放源邊緣到被認為與該區(qū)域有關的危險不再存在的任何方向上的距離。當粉塵云濃度低于爆炸下限時，爆炸性粉塵環(huán)境就不存在了，爆炸危險區(qū)域到此截止[4]。

區(qū)域范圍的界定：釋放源邊緣向外擴一定距離，并垂直向下到地面，所形成的空間，被視為該釋放源對應的區(qū)域范圍。當粉塵擴散受到實體結構（墻壁、樓層、設備外殼等）限制時，則實體結構表面作為該區(qū)域的邊界。

不受實體結構限制（敞開）的20區(qū)，始終被21區(qū)包圍，不受限制的21區(qū)被22區(qū)包圍。如果發(fā)現(xiàn)區(qū)域外有粉塵堆積，宜適當擴大區(qū)域范圍。

釋放源邊緣外擴距離的界定直接影響到區(qū)域范圍的大小，通常1級釋放源邊緣外擴1 m和2級釋放源外擴3 m的距離就已經(jīng)足夠了[5]。但在實際評估中，有諸多因素會影響到外擴距離的取值。影響區(qū)域范圍的界定的因素主要包括幾種。

3.1.1 粉塵粒徑

可燃粉塵的粒徑越小，在空氣中懸浮時間更長，更容易擴散，區(qū)域范圍擴大；相反，粒徑越大，沉降更快，不易擴散，區(qū)域范圍縮小。

3.1.2 粉塵濕度

可燃性粉塵含水量將直接影響其被點燃甚至爆炸的可能性。水分增加有助于吸收熱量，減弱粉塵的爆炸性能，同時增加了粉塵的密度，加快其沉降速度。一般認為含水量＜10%的粉塵較易被點燃，含水量＞20%的粉塵不會被點燃。不影響物料加工質量和成品品質的前提下增加粉塵的濕度，是粉塵惰化的一種爆炸防護手段。

3.1.3 空氣濕度

空氣濕度增加，粉塵爆炸的風險降低。濕度增大，有利于親水性粉塵消除靜電和加速粉塵沉降，同時水分的蒸發(fā)消耗體系的熱能，稀釋了空氣中的含氧量，降低粉塵的燃燒反應速度，使粉塵不易爆炸。環(huán)境中空氣濕度越大，粉塵沉降越快，擴散范圍越小。

3.1.4 粉塵釋放量

釋放量大容易形成爆炸性粉塵云（粉塵云濃度超過粉塵爆炸下限且低于爆炸上限），相應的在釋放源周邊形成的區(qū)域范圍就大；釋放量越小，釋放源周邊粉塵云濃度越低，更不易形成爆炸性粉塵環(huán)境，相應的區(qū)域范圍也就越小[6]。

3.1.5 釋放速度和高度

粉塵釋放速度快，單位時間內釋放量就越大，離地越高，粉塵在空氣中的懸浮時間就越長，爆炸性粉塵環(huán)境范圍就越大。

3.1.6 釋放源所處環(huán)境

室外釋放源由于受到風雨等自然氣候的影響，釋放的粉塵將很快被風吹走或被雨水打落，不易在釋放源周邊停留而形成相對穩(wěn)定的爆炸性粉塵環(huán)境，從而也就大大縮小了爆炸危險區(qū)域的范圍。

外伶仃島全年污水排放系數(shù)為0.320～0.498，其中7月份排放系數(shù)最高，4月份排放系數(shù)最低，全年平均值為0.425；東澳島全年污水排放系數(shù)為0.267～0.519，其中7月份排放系數(shù)最高，12月份排放系數(shù)最低，全年平均值為0.386。海島污水排放系數(shù)低于大陸城市生活污水排放系數(shù)，一方面由于海島用水去向多，船上污水、海產品加工廢水及娛樂廢水難以進入管網(wǎng)收集；另一方面海島地質為基巖，污水管網(wǎng)鋪設困難，一些散戶和偏遠的商戶產生的污水并未接入收集管網(wǎng)。因此在海島污水處理體系規(guī)劃中，要著重考慮海島地質地形、居民區(qū)分布以及遠期建設規(guī)劃，合理布置污水管網(wǎng)。

3.2 飼料加工場所分區(qū)示例

當前的工藝決定了飼料加工場所中不同工段中的物料和環(huán)境存在巨大差異，在危險區(qū)域劃分時應充分考慮這些因素的影響，科學客觀地評估，不能一概而論。下面依據(jù)GB 12476.3中規(guī)定的原則和方法，對當前工藝設備條件下的飼料加工場所中粉塵爆炸危險區(qū)域的分布進行論述。

3.2.1 20區(qū)

20區(qū)主要包括爆炸性粉塵環(huán)境長時間或經(jīng)常出現(xiàn)的可燃粉塵存儲設備、加工處理設備和輸送設備內部。粉料存儲設備內部，例如：配料倉、待制粒、粉料成品倉；物料加工設備內部，例如：粉碎機、混合機、碎粒機、清理篩；物料輸送設備內部，例如：螺旋輸送、提升機、溜管、分配器；粉塵處理設備內部，例如：沙克龍、脈沖除塵器。

3.2.2 21區(qū)

21區(qū)包括可能出現(xiàn)爆炸性粉塵環(huán)境的可燃性粉塵存儲設備、加工處理設備內部，以及1級釋放源外部一定空間范圍內。

設備內部21區(qū)：顆粒料（可能含有少量可燃性粉塵）存儲設備內部：原料筒倉、待粉碎倉、顆粒成品料倉；配有通風除塵系統(tǒng)的粉料倉內部；前端串聯(lián)了沙克龍的脈沖除塵器內部，因沙克龍進行了首道除塵，其出風管道內和進入脈沖除塵器的粉塵含量低，不易形成爆炸性粉塵環(huán)境，一般可評定為1級釋放源。

設備外部21區(qū)：未配置通風除塵系統(tǒng)的汽車卸糧坑周邊。因卸料位置高，一次卸料量大，可考慮擴大相應危險區(qū)域的范圍：卸糧坑邊緣起到周邊3 m的距離為21區(qū)比較合適，21區(qū)邊緣外擴3 m的范圍必要時甚至可延伸至整個卸料房內部空間為22區(qū)。未配置通風除塵系統(tǒng)的人工投料口邊緣外擴1 m的范圍是21區(qū)，21區(qū)邊緣外擴3 m的范圍是22區(qū)，如果投放顆粒料時，21區(qū)邊緣外擴1 m的范圍為22區(qū)應該足夠了。未配置通風除塵系統(tǒng)的成品包裝秤出料口邊緣外擴1 m的范圍是21區(qū)，21區(qū)邊緣外擴3 m的范圍是22區(qū)，如果成品是顆粒料，21區(qū)邊緣外擴1 m的范圍為22區(qū)應該足夠了。

3.2.3 22區(qū)

除了前面所提及的22區(qū)外，飼料加工場所比較典型的22區(qū)還包括：配置了通風除塵系統(tǒng)的汽車卸糧坑邊緣外擴3 m的范圍是22區(qū)，必要時可延伸至整個卸料房內部空間為22區(qū)。配置了通風除塵系統(tǒng)的人工投料口周邊。投粉料時，投料口邊緣外擴3 m的范圍是22區(qū)；投放顆粒料時，投料口邊緣外擴1 m的范圍是22區(qū)應該足夠了。配置了通風除塵系統(tǒng)的成品包裝秤出料口周邊。粉料打包時，出料口邊緣外擴3 m的范圍是22區(qū)；顆粒料打包時，出料口邊緣外擴1 m的范圍是22區(qū)應該足夠了。粉碎機和喂料器補風口周邊。開口小，釋放量低，其補風口邊緣外擴1 m的范圍是22區(qū)應該足夠了。除塵器風機排風口周邊。排塵位置較高，排放速度較快，一般其邊緣外擴3 m的范圍是22區(qū)，如果發(fā)現(xiàn)3 m外還存在粉塵釋放，可適當增加區(qū)域范圍。強烈建議排風口引出室外，大面積減少室內危險區(qū)域范圍。設備軟連接周邊?；剞D篩和振動篩軟連接材料在機械力作用下可能破損的，其周邊1 m的范圍為22區(qū)應該足夠了。配料秤等不會受到機械力作用的軟連接材料，致密性好，安裝結構穩(wěn)固可靠且不會破損的，可視為安全區(qū)；否則其周邊1 m范圍應劃為22區(qū)。倉、緩沖斗等設備頂部的透氣帽周邊。致密性好，安裝結構穩(wěn)固可靠且不會破損的，可視為安全區(qū)；否則其周邊1 m范圍應劃為22區(qū)。超微粉重力排雜口周邊。主要排放大顆粒料或粒徑大的粉塵，排放粉塵量較少，其周邊1 m范圍為22區(qū)應該足夠。

3.2.4 其他

飼料加工場所中可能還存在的一些設備開口。水產膨化機旁通敞開式出料口：排放頻次低，且排放物料是經(jīng)添加水蒸氣調質后，水含量＞20%的潮濕粉料，不存在被點燃而引起爆炸的風險，故其周邊范圍應為安全區(qū)。地面潮濕粉料應及時清理，否則水分蒸發(fā)后，地面粉塵層又是一個新的釋放源。冷卻器補風口：冷卻的物料都是顆粒成型料，粉塵含量極少，其可能形成的粉塵云濃度遠低于爆炸下限，因此其周邊范圍可視為安全區(qū)。烘干機散料器敞開式出口：水產膨化機顆粒料濕度大，粒徑大，不可能產生爆炸性粉塵云，因此其周邊范圍應視為安全區(qū)。飛濺出的顆粒應及時清理，否則水分蒸發(fā)粉化后，粉塵層可視為新的釋放源。

4 評估流程和注意事項

4.1 評估人員

飼料加工粉塵爆炸危險場所評估涉及粉爆安全、工藝設備、粉料特性和管理制度等一系列軟硬件條件。至少需要以下人員參與：粉爆專業(yè)知識人員：熟悉相關制度規(guī)范，掌握評估方法，擁有實踐經(jīng)驗。指導場所分類工作有序開展；生產線供應方：熟知工藝流程和設備結構，能明確指出釋放源位置，并能通過調整設計來減少釋放源或降低釋放源等級；生產線使用方：熟知各工段物料特性，通過制定和實施相關制度來保證場所分類結果的有效性和持續(xù)性。

4.2 評估流程

根據(jù)工藝圖找出釋放源→明確釋放物料可燃性→如果可燃，通過調整設計方案減少釋放源→不能減少的，通過釋放源和其釋放物料特性判斷釋放源等級→通過調整設計方案降低該釋放源等級→根據(jù)釋放源最終評定結果，確定區(qū)域和區(qū)域范圍。

4.3 注意事項

危險場所評估是動態(tài)的，影響評估結果持續(xù)有效主要有兩個方面：設備失效或結構破損，可能會導致新釋放源出現(xiàn)。需要時刻關注生產線狀況，及時替換或修補問題設備或零件；工作場所粉塵堆積，可能會導致新釋放源出現(xiàn)[7]。這一點取決于現(xiàn)場清理效果。