《可燃性粉尘危害分析指南》一书介绍了如何通过规定标准或基于风险分析的方法进行粉尘危害分析(DHA)。主要内容包括粉尘火灾和爆炸的基本背景信息,工艺设备内部、外部和建筑物内部粉尘危害的防爆和防护系统指南,危害评估和控制的传统方法(包括相关标准的概述以及如何使用标准和检查表来确定所需的预防和缓解方法)、基于风险的粉尘危害分析方法、可燃性粉尘问题的一些特别注意事项,以及基于风险的粉尘危害经典分析示例。
《可燃性粉尘危害分析指南》可供化工安全人员、生产技术人员、科研人员以及高等学校相关专业师生使用。
美国化学工程师协会化工过程安全中心(CCPS)是美国化学工程师协会(AIChE)下属一家非盈利性的企业联合组织,该中心致力于在化工、制药、石油等领域的过程安全研究与评估。同时,CCPS带动了制造业、政府部门、咨询业、学术界、保险业等行业对工业过程安全的认识与提高。
刘昳蓉,北京风控工程技术股份有限公司高管,拥有近30年石油天然气与化工等能源行业的过程安全管理工作经验,主要工作领域包括危险与可操作性分析(HAZOP)、安全仪表完整性管理(SIL)、火灾爆炸分析(FEA)、定量风险分析(QRA)、可靠性设计与优化(RAM)、工程设计审查、人机工程审查(HFE)等。
第1章 绪论1
1.1 本书的目的2
1.2 本书内容概述2
1.3 参考文献4
第2章 背景7
2.1 粉尘火灾和爆炸问题的性质8
2.1.1 粉尘爆炸统计8
2.1.2 案例研究:海格纳士(Hoeganaes)公司10
2.2 发生粉尘火灾和爆炸的要素13
2.2.1 层火14
2.2.2 闪火和爆炸14
2.3 可燃性和爆炸性参数19
2.3.1 爆炸性筛查测试19
2.3.2 爆燃指数,KSt (bar·m/s) 19
2.3.3 最大爆炸压力,Pmax (bar) 20
2.3.4 爆炸下限浓度,MEC (g/m3) 20
2.3.5 最小点火能,MIE (毫焦,mJ) 21
2.3.6 粉尘云最低自燃温度,MAIT (℃) 21
2.3.7 层点火温度,LIT (℃) 21
2.3.8 极限氧浓度,LOC (%O2) 21
2.3.9 体电阻率(Ω·m) 22
2.4 与可燃性蒸气的对比22
2.5 参数的影响23
2.6 总结23
2.7 参考文献24
第3章 设备内部的粉尘危害27
3.1 预防、保护和缓解方法28
3.1.1 点火源控制29
3.1.2 惰化/氧化剂控制30
3.1.3 可燃浓度控制31
3.1.4 泄爆31
3.1.5 爆燃抑制32
3.1.6 爆炸封闭32
3.1.7 爆燃隔离32
3.2 问题33
3.2.1 空气/物料分离器34
3.2.2 粉碎设备(研磨机、粉碎机等) 36
3.2.3 干燥器37
3.2.4 筒仓/料斗38
3.2.5 可移动式容器39
3.2.6 输送机40
3.2.7 搅拌器/混合器42
3.2.8 向有易燃蒸气环境的容器进料43
3.3 总结43
3.4 参考文献44
第4章 设备外部的粉尘危害47
4.1 案例学习——帝国糖业(Imperial Sugar) 48
4.1.1 设施48
4.1.2 事件经过48
4.1.3 教训49
4.2 房间或建筑物内的问题50
4.3 预防和保护方法52
4.3.1 设备外粉尘积聚控制52
4.3.2 点火源控制54
4.3.3 限损结构54
4.4 总结54
4.5 参考文献55
第5章 危害评估和控制的传统方法57
5.1 引言58
5.1.1 工艺安全信息(PSI) 58
5.1.2 胜任的团队58
5.2 传统方法的基本步骤59
5.2.1 第1步:确定是否涉及可燃性粉尘59
5.2.2 第2步:确定适用的标准62
5.2.3 第3步:确定存在火灾/爆炸危险的位置64
5.2.4 第4步:对照标准要求审查装置/设备运行情况65
5.2.5 第5步:提出建议66
5.2.6 第6步:记录审查结果66
5.2.7 第7步:落实建议67
5.3 总结68
5.4 参考文献69
第6章 基于风险的粉尘危害分析方法71
6.1 引言72
6.2 基于风险的危害分析方法73
6.2.1 第1步:辨识失效场景74
6.2.2 第2步:后果分析74
6.2.3 第3步:确定后果是否可接受75
6.2.4 第4步:估计可能性和风险75
6.2.5 第5步:确定初始风险是否可接受79
6.2.6 第6步:提出建议和评估解决方案80
6.2.7 第7步:确定削减后的风险是否可接受81
6.2.8 第8步:记录结果82
6.3 DHA 风险评估、附加要求83
6.3.1 DHA负责人能力要求83
6.3.2 文件记录83
6.4 变更管理及风险评估更新83
6.5 总结84
6.6 参考文献84
第7章 特别注意事项:已建设施存在的可燃性粉尘问题87
7.1 引言88
7.2 已建设施和可燃性粉尘88
7.2.1 潜在问题88
7.2.2 问题的影响91
7.2.3 预防措施92
7.3 总结92
7.4 参考文献93
第8章 分析示例95
8.1 引言96
8.2 示例1 96
8.2.1 过程描述——示例1 96
8.2.2 传统粉尘危害分析——示例1 97
8.2.3 基于风险的粉尘危害分析——示例1 104
8.2.4 传统分析与基于风险的分析对比——示例1 134
8.3 示例2 135
8.3.1 过程描述——示例2 135
8.3.2 传统粉尘危害分析——示例2 136
8.3.3 基于风险的粉尘危害分析——示例2 137
8.3.4 传统分析与基于风险的分析对比——示例2 139
8.4 示例3 140
8.4.1 过程描述——示例3 140
8.4.2 传统粉尘危害分析——示例3 141
8.4.3 基于风险的粉尘危害分析——示例3 141
8.4.4 传统分析与基于风险的分析对比——示例3 146
8.5 总结146
8.6 参考文献146
附录A 法规和规范148
A.1 法规148
A.1.1 美国148
A.1.2 国际148
A.2 规范149
A.3 参考文献152
附录B 其他资源153
B.1 书籍153
B.2 美国化学安全委员会报告153
B.3 期刊文献154
B.4 其他155
附录C 基于风险的DHA 分析数据157
C.1 加工装置火灾或粉尘爆炸概率评估157
C.1.1 初始事件频率159
C.1.2 点火概率159
C.1.3 保护层PFD 161
C.2 参考文献162
附录D 良好实践163
D.1 自我评估163
D.2 清洁164
D.3 防爆方法166
附录E DHA 分析流程图168
索引171