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工业防爆领域新理念新技术新装备点击
  • 2020-07-04 10:50:34
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9 月9-11日,“2020国际安全和应急博览会”将在杭州举办,其中“国际工业防爆科技论坛”和“工业防爆技术装备博览会”作为此次博览会的两大重头戏,工业防爆领域的新技术、新装备将悉数亮相。

聚焦安全   致力创新   “黑科技”作用显现

文/《中国应急管理报》记者  刘小科

近年来,我国工业防爆领域涌现出许多新技术、新装备,所带来的新观点与新理念也在相关应用领域发挥着积极作用。上世纪50 年代,我国开始对矿用电气设备、矿用电气安装、石油化工行业防爆电气产品实行合格证制度及准入制度,后来成为国际电工委员会防爆电气产品认证体系成员国之一。几十年的光景,我国在工业防爆领域取得的成就令世界瞩目。

易燃易爆物料进入仓库后自动安排存储位置的防爆无人仓储系统、搭载了防爆传感器可在空中实时监测危化企业厂区并传输重要数据的无人机巡检系统、自动规划路径运输危险物料的防爆无人运输车、堪称智能物联网神经末梢的物流网防爆终端等,这些极具未来感的“黑科技”正在改变着我们的思维方式,颠覆了我们对企业传统生产过程的认知。

日前,记者采访了国家防爆产品质量监督检验中心(天津),邀请该中心高级工程师、常务副主任殷红及她所带领的技术专家团队围绕工业防爆技术发展方向、相关标准制定的历史沿革等方面内容,结合工业防爆新技术应用实例,细说工业防爆领域的新装备、新技术及新管理手段在企业安全生产工作中发挥的关键作用。



01
新理念新技术带来显著变化




今年9 月,“2020国际安全和应急博览会”将在浙江省杭州市举办,其中“国际工业防爆科技论坛”和“工业防爆技术装备博览会”作为此次博览会的两大重头戏,工业防爆领域的新技术、新装备将悉数亮相。化工企业风险分级管控与隐患排查治理作为该博览会的新看点之一,各参展方将围绕适用装备、关键技术、管理理念、专业服务四大领域,推广国内外先进的安全管理理念和体系,促进安全与应急领域的科技创新和装备应用,推动安全和应急产业高质量发展。同时,作为新理念之一的防爆安全一体化服务会引起业界高度关注。此外,多项新技术将闪亮登场,包括防爆安全管家服务技术、石油化工企业的安全仪表控制系统、应用在石油化工企业的工业级应急照明集中电源及智能防爆技术等。

一系列新理念、新技术的推出,已经悄然给工业防爆应用领域带来了显著的变化。

防爆新装备使石油开采变得更安全

针对复杂和特殊环境下的防爆安全,国家防爆产品质量监督检验中心(天津)对海上高温高湿、振动腐蚀环境防爆电气的质量、寿命进行了深入研究,取得了多项研究成果,编制了《中海油防爆电气安全管理实施细则》等相关管理制度,对现场防爆设备、相关管理及作业人员、安全生产隐患和技术档案进行安全溯源管控。

在中海油惠州炼化二期项目防爆安全第三方检测检验服务、中海油山东海化盐化一体化项目防爆检测检验和整改技术服务、中海油广西液化天然气、中石油煤层气、天津空客、宝洁公司、一汽公司等防爆安全检验及综合技术服务中,该中心技术专家团队对上述项目采购的防爆电气设备开展到货验收、安装指导、竣工验收检查,组织承包商参加防爆技术培训,保证了项目的防爆安全质量。

值得一提的是,在海南LNG、粤东LNG、深圳LNG、苏里格气田防爆安全一体化服务中,该中心的技术专家团队创新应用防爆电气设备全生命周期数字化安全管理,确保防爆电气设备在选型、采购、安装、使用、维护、检查、报废、回收再利用全过程均符合国家相关标准,实现了智能管理及防爆电气设备管理本质安全。



02
无人防爆设备引领未来




与此同时,该中心技术专家团队作为技术指导参与研发的工业防爆新装备技术,将会在实际应用中给企业带来更大的便利和全方位的安全保障。新研发的防爆无人仓储系统,借助先进的防爆传感器、防爆电机、防爆控制器等,可实现易燃易爆物料进入仓库后自动安排存储位置,自动完成输送、举高、平移等操作,自动登记物料相关信息,自动监测存储部位周边温度、气体成分等。

全新的无人机巡检系统可通过防爆无人机和防爆传感器在空中观测危化企业厂区,实现温度监测、远红外成像、气体成分分析,同时在事故处置中也可作为“侦察兵”,替代人工进行现场观测。

出于安全考虑,无人运输车将逐步取代天车等悬挂运输系统。无人运输车是在采用物联网及人工智能技术的基础上,自动规划运输路径,以托载的方式运输危险物料。此外,还衍生出无人巡检车、无人消防车、无人洗涤车、无人除尘车等各种用途的特种车辆。车辆储能系统的电池、动力系统中的电机减速机及应用了防爆处理技术的传感器是无人运输车的核心部件。

目前,金属3D 打印使用的是选择性激光熔化技术,具有成形精度高、复杂结构构造能力强等优势。金属3D 打印在打印过程中会用到大量金属粉末,金属粉末越细小,打印出的成品部件性能越好。

凡事有一利必有一弊,由于粉末越细小,其吸附性、团聚性也越强,比表面积也越大,被氧化几率也越高,并且具有了易爆特性。防爆超声波振动筛的问世,使金属粉末安全高效重复利用成为了现实,可实现金属粉末在安全状态下进行筛滤、搅拌和均质化。防爆超声波振动筛处理的金属粉末可以是从3D 打印设备的收粉槽或收粉缸中回收来的,除去大颗粒物质后二次使用;也可以将全新的金属粉末在去除其中粒径较大的成分后,供3D 打印设备使用。

具有革命性意义的物流网防爆终端,包括自带温度监测、振动监测及自润滑系统的防爆智能电机,可根据环境光线强弱自动开启或关闭及自动调节照明亮度的防爆智能灯具,能够自动监测设备状态、自动上传设备电压、电流、温度等运行参数的防爆电气设备等。这些终端成为了整个智能物联网的神经末梢。

殷红表示,随着我国防爆电气生产企业数量不断增加,防爆电气产品种类不断更新,防爆技术也在不断升级,防爆电气行业朝着集成化爆炸保护系统、爆炸预防系统、智能一体化安防系统的方向发展。

现在, 我国部分天然气场站已开始使用智能巡检机器人代替人工巡检, 实现了重要数据实时传输,并提高了工作效率。由此可以预见,在数字化解决方案大行其道的趋势下,更智能的无人防爆设备将成为未来我国工业防爆技术应用领域的主流。



03
从“牙牙学语”到跻身国际方阵




众所周知,任何领域取得的突破都不是横空出世的,都会经过反复论证、演化的过程。就工业防爆领域而言,截至目前,我国在该领域的发展共经历过仿造学习、自主研发、优化提升、安全管控四个阶段。

1953 年,我国开始对矿用电气设备实行防爆电气产品合格证制度,对矿用电气安装实行许可准入制度,对石油化工行业防爆电气产品实行防爆合格证制度。1977 年,我国首次发布防爆电气设备国家标准——《防爆电气产品制造试验规范》,规定了爆炸性环境用电气设备的型式试验、结构参数、试验方法和批准程序,当时我国生产防爆电气产品的企业数量较少,所生产的产品也大多参考了国外同类产品。

1983 年,我国防爆电气生产企业开始自主研发项目急需的防爆电气产品,防爆电气产品逐渐有了自己的产品型谱,但仍处于产量低、生产规模小的阶段,核心产品仍然依赖进口。进入21 世纪,随着我国市场经济的快速发展和制造业国际地位的不断提升,创新驱动和技术进步使防爆电气制造业进入快速发展时期,许多防爆电气产品的技术工艺已达到国际先进水平。

工业防爆新理念保驾机械加工行业健康安全成长

2010 年至今,我国危化品企业数量大幅增长,已达3万余家,数量之多,规模之大,使现场设施防爆安全变得尤为重要,因此必须采取防爆安全一体化综合管控措施,从根本上保证生产安全。

由于防爆电气产品进入不同的国家和地区需要进行重复检验和认证,成为了防爆电气产品流通中的障碍。对此,1992 年,国际电工委员会开始筹建防爆电气产品国际认证组织,并于1996 年正式成立了国际电工委员会防爆电气产品认证体系,截至目前,该体系共有35个成员国、59个认证机构、69个检测实验室,我国是该体系的正式成员国之一。

从“牙牙学语”到跻身国际方阵,我国在工业防爆领域取得的成就可谓有目共睹,这与我国对安全生产与工业防爆技术的高度重视密不可分,推出了一系列制度标准并根据实际情况及时予以修订更新,同时也凝聚着工业防爆领域科技工作者的心血。



04
标准与研究成果相互作用




“工业防爆是一个概念集合,包括煤矿井下防爆、石油化工气体防爆、粉尘防爆三个子概念,其分别对应煤炭企业、石油化工企业与粉尘涉爆企业。”殷红说,“发生爆炸事故,可以说是涉事企业的一条夺命索,可能会宣告企业寿命的终结。同时,也会给人民群众生命财产造成重大损失。”翻开生产安全事故档案,国内外发生爆炸事故所带来的惨痛教训历历在目,无时不刻在提醒企业做好安全生产工作的重要性。

1988 年7 月6 日21 时45 分,英国北海阿尔法石油平台发生连环大爆炸,当时在平台上共有226人,其中61人生还、165人丧生,事故还造成了巨大的经济损失。

事后查明,阿尔法石油平台压缩机房内凝析油注入泵A上的安全阀被拆下检修,工人用一个不标准的盲板法兰临时替代安全阀,且未上紧,随后在交接班时也未向接班工人说明情况。当晚,凝析油注入泵B 出现故障,跳闸,接班工人不清楚凝析油注入泵A 的状况,也未检查,便启动了凝析油注入泵A,造成大量凝析油冲破盲板法兰并大量外溢,遇到火花后起火爆炸。

防爆新装备时刻保障海上石油平台生产安全

通过这起事故,可以看出涉事企业存在诸多管理不严格和不规范的问题,还有一些企业因为安全意识淡薄、疏于管理、检查不及时等原因,造成安全系统相关设备无法正常、可靠运行。

为保证企业生产安全,最大限度防范风险,我国制定了有针对性的工业防爆技术标准,即基础防爆标准采用国际标准,防爆安全管理标准则根据实际管理需求制定,同时不断加以更新完善。

可以说,一方面,工业防爆领域的研究成果对标准的更新完善起到了推动作用;另一方面,新标准的设立也能助力防爆产品技术不断进步。



05
了解事故危害采取得当措施




国务院安委会印发《全国安全生产专项整治三年行动计划》后,《危险化学品安全专项整治三年行动实施方案》作为11 个实施方案之一, 专门强调了粉尘爆炸的危险性及加强相关企业安全风险管控的重要性

目前,我国粉尘涉爆企业为防止工作现场粉尘集聚,主要采取喷雾降尘措施,使周围环境的粉尘浓度尽可能降到最低。但是该措施属于消除可燃性物质的“一次防爆措施”,很少有企业采取“二次防爆措施”,忽视了高温、火花、电气设备等点燃源所带来的风险。

该中心技术专家团队在大量研究成果的基础上提出,对喷涂油漆环境这类属于粉尘和气体混合环境,如果采取单一的粉尘防爆措施或气体防爆措施是欠妥的,应当采取气体加粉尘防爆措施。

此外,通过分析粉尘爆炸事故原因后发现,比防爆措施采取不得当更可怕的是安全意识缺失,部分企业对粉尘爆炸的危害性没有给予充分的重视。

“ 现阶段,我国安全生产总体仍处在爬坡过坎期,安全发展理念树立得还不够牢,安全预防控制体系有待继续完善。”殷红说,“根据国家相关标准,防止粉尘爆炸,企业要做到‘五个必须’。”

这“五个必须”,即必须确保作业场所符合标准规范要求,严禁设置在违规多层房、安全间距不达标厂房和居民区内;必须按标准规范设计、安装、使用和维护通风除尘系统,每班按规定检测和规范清理粉尘,在除尘系统停运期间和粉尘超标时严禁作业,并停产撤人;必须按规范使用防爆电气设备,落实防雷、防静电等措施,保证设备设施接地,严禁作业场所存在各类明火和违规使用作业工具;必须配备铝镁等金属粉尘生产、收集、贮存的防水防潮设施,严禁粉尘遇湿自燃;必须严格执行安全操作规程和劳动防护制度,严禁员工不按规定佩戴使用防尘、防静电等劳保用品上岗。



06
帮危险场所实现本质安全




有些企业担心,在应用工业防爆新技术、新设备或引入新管理手段后,企业运营成本会提高。对此,国家防爆产品质量监督检验中心(天津)技术专家团队表示,短期内运营成本会有所提高,但是创新驱动和技术进步会节能降耗,会降低人力成本,促进企业提高劳动效率和经济效益,做好安全生产工作还会产生积极的社会效益。毕竟企业应用工业防爆新技术、新设备或引入新管理手段的成本要远远低于发生生产安全事故后的损失。

工业防爆技术在石油化工行业得到广泛应用

该中心提供的防爆安全管控一体化服务,是以防爆安全检测检验和综合技术服务为主的防爆电气设备全生命周期安全管理,不仅能降低成本、提质增效,更能从根本上消除事故隐患,保证危险场所本质安全。防爆电气设备全生命周期安全管理是从信息化、智能化、数字化三个阶段逐步进行技术研发和现场应用,可对石油化工企业管道和站场实行电子智能卡管理,采集设备基础工况信息,强化对环境和人员的识别监控措施,在保证安全的前提下,降低现场人员的劳动强度,提高生产效率,实现经济效益的最大化,从根本上防止企业“带病”运行。

根据《全国安全生产专项整治三年行动计划》相关要求,深化源头治理、系统治理和综合治理,重在压实责任链条,通过制定管理办法、开展重点工程、建立相应保障机制等举措,构建安全隐患排查和安全预防控制体系,扎实推进安全生产治理体系和治理能力现代化,使事故总量和较大事故持续下降、重特大事故得到有效遏制,为全面维护好人民群众生命财产安全和经济高质量发展、社会和谐稳定提供有力的安全保障。“ 新一轮科技和产业革命正在创造历史机遇,这是有目共睹的。近几年出现了‘ 互联网+ ’、共享经济、3D 打印、智能制造等新理念、新业态,这些新理念、新业态创造了巨大的需求。”殷红坦言,“用新技术改造传统产业的潜力巨大,在新业态高速发展和强化安全生产严格、科学管理的同时,应全面推广工业防爆新技术、新设备及新管理手段,助力企业做好安全生产工作。”

本文原载于《中国应急管理报》2020年6月30日第6版“专题”栏目