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干式喷漆室火灾事故分析与对策
作者:总管理员 发布日期:2018-06-12 12:31 关注次数: 二维码分享

摘 要:针对干式喷漆室易发火灾事故的现象,本文介绍了干式喷漆室的结构特点,分析了产生火灾事故的原因,提出了相应的改良措施。

关键词:干式喷漆室、火灾、分析、对策


1 前言

喷漆室是带有机械通风的安全设备,为密闭式或半密闭式的围护结构,室内气流组织应能有效地捕集漆雾及溶剂蒸气,并经漆雾处理装置处理后,达到一定的漆雾去除率,使其集中安全排放,同时保证操作者呼吸带实测的溶剂蒸气浓度满足相关职业安全卫生规定[1]。喷漆室从漆雾净化方式可以分为两大类:湿式喷漆室和干式喷漆室。如果喷漆室同时实现喷漆和烘干两种功能则称为喷烘漆室。不同类型的喷漆室,不仅设备结构和漆雾净化方式不同,其安全性能也存在差别。

干式喷漆室采用过滤网或折流板方式去除漆雾,与湿式喷漆室相比,具有无生产废水、结构简单、基础浅、投资省、施工周期短等优点,最早用于汽车维修行业的喷烘房,逐步推广到其它行业,在中、小批量喷漆作业场合应用广泛,并且在工程机械等很多喷涂作业量较大的场合也是应用广泛。由于其自身结构方面的缺陷,火灾事故频发,本文对干式喷漆室结构及火灾事故原因进行探讨,并在此基础上提出安全对策,以期同行在设计过程中改进结构,做到安全生产。

2 喷漆作业的火灾危险性

喷漆过程产生大量过喷的漆雾颗粒,同时该工序也是整个涂装过程中有机气体挥发量**的阶段,当溶剂蒸汽或漆雾遇到明火或火花时容易引起火灾事故。

相关专业人员采用故障树分析法(FAT)分析后认为,涂装生产线喷喷漆室作业火灾爆炸事故可能有85种途径[2]。当喷漆室内通风设备设计有缺陷时,使可燃气体不能及时排出,达到爆炸浓度极限,遇有静电或火花时,极易引起喷漆室火灾爆炸事故发生,造成人员伤亡、财产损失。

3 干式喷漆室组成及结构特点

干式喷漆室主要由室体、送排风系统、加热装置、工件输送装置及电气控制系统等组成。

3.1室体

干式喷漆室一般采用拼装式结构,以型钢为骨架,岩棉夹芯彩板为壁板,室体两端开设手动或电动大门,两侧设置人行小门。室体内外均用槽型和角型包角,具有装饰性,又能密封。室体两侧可以做大面积玻璃采光,也可为全采板结构,照明灯嵌在夹芯板内,增加美观。

3.2干式喷漆室送、排风系统

送排风系统由送、排风机、风管、过滤系统组成。工作时送排风系统同时工作,新风经初效过滤后从室体上部静压层再经过无纺布过滤后,以层流状态自上而下通过工件进入室体下部格栅,排风系统将经过净化的废气排到室外。

排风过滤采用三层过滤,第一层为安装在格栅下的漆雾过滤棉,用于吸附过喷的漆雾颗粒,第二层为M型过滤棉,进一步捕捉漆雾,第三层为活性炭过滤层,用于吸附有机废气,吸附饱和后定期更换。通过三层过滤,可以确保有机废气达标排放。

送排风机设置在封闭箱内,大大减低噪音,使噪音低于国家标准。


图1 喷漆室结构简图

3.3加热装置

可以根据用户所在地的能源情况,合理选用柴油、天然气(液化气、管道煤气)、电等不同能源。国内一般以油、气为主,燃烧器采用意大利百得产品,换热器为间接燃烧方式,采用进口耐热不锈制作而成。燃烧器可与风机及电控系统联锁,自动控温,安全可靠。

3.4喷烘两用室的工作原理

干式喷漆室经常设计为喷、烘两用,喷漆工作时送排风系统同时工作,新风经初效过滤后从室体上部静压层再经过无纺布过滤后,以层流状态自上而下通过工件进入室体下部格栅,排风系统将经过净化的废气排到室外。烘干作业时,通过转换阀的控制,排风机组关闭,送风机组作为循环风机,从室内底部取风,从顶部送入,形成热风对流循环。

4 干式喷漆室火灾事故原因分析

通过近几年对大型喷漆室火灾事故原因进行分析,干式喷漆室引起火灾事故的原因主要是因为其特有的结构及排风系统,这也是湿式喷漆室火灾事故发生较少的原因。具体分析如下:

(1)风机选型及电气火灾。干式喷漆室最早引入到国内时,主要用于汽车修补这样的小批量作业,为减小占地面积,风机选型一般采用外转子双进风风机,叶轮为前向多翼圆弧型叶片,电机采用外转子低噪声三相异步电动机,叶轮与电机经螺栓连接后成一体。由于风机叶片相对较密,过喷的漆雾颗粒极易堵塞,从而造成风机过载或偏载,引发火灾事故。同时由于其电机内置,接线难以达到防爆等级,尤其是在喷漆、烘干两用情况下,电线受热易于老化,遇有有机可燃气体容易引发火灾事故。

(2)操作人员违反操作规程使用设备,引发火灾事故。根据干式喷烘漆室操作规程要求,在过滤装置堵塞时要及时更换,并且不得在过滤装置去除的情况下进行喷漆作业,以免漆雾颗粒进入风机和风管中堆积,造成火灾事故。但笔者多次在不同现场看到工人违反这一操作规程,为了尽快完成生产任务,在过滤装置堵塞后直接拆除几块后即进行喷涂作业,在生产任务不忙时再换上新的过滤棉。同时在喷、烘交替使用情况下,喷漆后要延时再进行烘干作业,否则室体及风道内的漆雾有可能粘到加热炉外壁,在高温下也容易引发火灾事故。

(3)设备维护不及时引发火灾事故。喷烘两用喷漆室内表面应经常清理,以尽量减少可燃物的沉积;风机、风管内壁应定期检查清理。室体内部的清理只要管理到位,基本可以做到。但风机和风管由于封闭在内部难以清理,在一些事故现场,笔者观察到风机叶片中除厚厚的油漆固体颗粒堆积外,有些还夹杂着棉纱、报纸等物,说明风机基本上没有清理过,极易引起火灾事故。

(4)摩擦自燃引发火灾事故。干式喷漆室的漆雾净化方式为干式过滤吸附,细小的漆雾颗粒极易通过过滤材料,吸附在风机叶片和风管内壁上,久而久之,风管内壁基本上涂满一层漆雾颗粒,由于这一附着层表面积较大,瞬间遇到浓度较高溶剂气流时,达到自燃温度而引起自燃,这种情况一般是初始火灾面积较小,烟囱首先冒烟。笔者曾在某公司涂装作业现场发现这一现象,该公司人员称已发生多起类似事故,工人已有急救经验。

5 干式喷漆室安全对策

针对干式喷漆室易发火灾事故,除按照涂装安全规程要求加强生产安全管理外,从上面分析中可以看出,主要是其排风系统存在缺陷而极易引发火灾事故,应在以下几方面对传统的干式喷漆室设计进行改良。

(1)风机选型采用GW型插入式离心风机或普通离心风机。与双进风风机相比,这两种风机电机均在风道外面,可以有效避免电气方面的安全隐患,同时这两种风机叶片也与前述双进风风机有所不同,叶片之间间距较大,即使有部分漆雾堆积,不会影响整个排风系统的运行。三种风机型式见下图:


图2 三种风机简图

(2)在排风系统中增加水喷淋除漆雾装置[2]。该装置在排风前增加水洗装置,采用多级水喷淋,使通过干式过滤材料的细小颗粒进一步被捕集,此种方式类似于湿式喷漆室的漆雾净化方式,可以避免风机及风管的积漆,减少火灾事故发生的概率。

(3)在风管中增加自动喷淋装置。根据防火规范要求,一般干式喷漆室为节拍式生产,不需设置自动喷淋系统。根据上述分析,风机和风管的区域发生火灾的可能性较大,自动喷淋对扑灭初始火灾效果较好。此方式据说已有实际应用,但采用该种方式,需要定期检查喷嘴,防止漆雾颗粒附着在上面而堵塞喷嘴。

(4)研发新型安全的干式净化方式。据文献[4]介绍,为了喷漆室节能减排和环保,德国杜尔公司**推出一种干式净化装置,将一种特殊滤料加入排风气流中, 在喷涂过程中,涂料微粒随着空气的循环在过滤器进行分离,此种方式过滤元件可再生和自动清洁;德国艾斯曼公司新近推出新的半干湿静电漆雾捕集(净化)装置(ESCRUB)。从漆雾净化原理方面分析,这两种新型漆雾净化方式在安全方面与传统的干式喷烘漆室有着本质的区别。

6 结束语

基于的干式喷漆室在安全方面存在一定隐患,建议各企业在选择喷漆室时根据自身场地、投资等条件慎重选择,做到安全生产;同时希望有条件的企业和设计单位加强研发环保、节能、安全的新型漆雾净化方式。

能减排环保的新思路—— 由湿式漆雾捕集装置转换成干式或静电漆雾捕集装置。

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