与空气相联系,细糖粉被认为是爆炸性混合物。根据材料的粒度,即使在5mJ的极低点火能量下也会发生爆炸。糖粉是工业过程中最具爆炸性的粉尘之一,因此可以被各种火源点燃,如机械或电火花。
在食品和饲料工业中,大约27%的爆炸发生在输送系统和电梯内及其周围。由于糖的爆炸性高,加工工业中许多工厂和作业区域被定义为防爆区。因此,大袋子的装填/排空以及筒仓车辆和油罐车的装载几乎完全在21和22防爆区进行。在这些区域,主要重点在于尽量减少可能的火源。特别是在加糖过程中,必须考虑静电电荷作为可能的火源。
当两种物质高速摩擦时,比如糖通过管道输送或吹入罐中时,就会产生静电荷。如果这两种物质中的一种与地电位隔离,或者电导率很差,所产生的静电荷就不能消散,而会积聚在材料上。如果发生这种情况,并且接近接地物体或超过周围大气的场击穿强度,就会发生突然的高能量火花放电。释放的点火能量取决于积聚电荷的物体的电容量。一般来说,对于小型到中型的金属容器,可以假定引燃能量在3到60mj之间。另一方面,由于筒仓卡车的集装箱尺寸,其点火能量甚至可以远远超过60mJ。因此,潜在的点火能量足以点燃爆炸性的糖-空气混合物。
出于这个原因,国际标准IEC 60079-32-1提供了关于必须采取哪些措施来尽可能地防止静电危险的信息。该标准的主要声明是“接地有帮助!”导电接地连接通过直接将电荷驱散到地电位来防止静电充电。这意味着没有电荷可以在材料上积累。油罐车接地时应采取不超过1MΩ的措施。为了确保这一极限值,应使用监测接地系统,在电导率不足的情况下发出危险信号,并在必要时能够自动停止加载过程。该标准还指出,接地系统应能够区分卡车和其他导电物体和结构,以避免错误使用该设备。
因此,像TIMM EKX-4这样的现代接地控制设备配备了各种电气和机械接口,以便向过程控制系统发送启动和停止信号。设备结合整体物体检测,在发出安全信号前,通过检查卡车是否连接,确保接地系统的正确使用。
在加工大袋糖时,要求是非常相似的。通常,糖的大袋装载系统被划分为Ex 21区。在这些区,导电大袋,即所谓的FIBC C型,是根据加工材料的最小点火能量而规定的。根据IEC 60079-32-1,这种类型的大袋必须在填充和排空过程中,在可燃粉尘、气体和蒸汽存在的情况下导电连接到接地电位。使用这样的大袋子,没有专用的接地连接,接地不充分。
这意味着在实际操作中,这些大袋子在每次充填排空过程之前,必须用最大电阻值10MΩ的接地连接接地,例如用电缆夹接地。然而,这种非常简单的解决方案仍然存在电缆连接不导电的风险,例如,由于断裂的电缆或在大袋子的导电接地片不足。在这种情况下,即使有接地线,也会在大包装袋上积聚静电,引起爆炸气氛点燃。
为了解决这一问题,还应该对大包实施包括物体检测在内的接地控制设备的接地监控,如TIMM EKX-FIBC。这是一种方便用户确保大袋始终按照相关标准接地的方法,因为放电连接是自动和永久检查的。另一方面,对于管理员来说,物体检测提供了额外的确定性,即接地没有被遗忘,接地线确实连接到了大袋子上。从而有效地避免操作错误。此外,过程控制以及灯或喇叭可以通过控制输出激活,以信号安全或不安全的状态。
总之,可以说,糖由于其最低点火能量低,是爆炸风险最高的粉尘之一,因此需要特别关注。由于静电电荷足以点燃这样的糖-空气混合物,应遵守IEC 60079-32-1中的要求。本国际标准规定了油轮的最大电阻值为1MΩ的接地连接,在加油或排空之前必须连接。监视连接被视为最佳实践。C型光纤电缆在每次充、排空前必须有导电接地连接,其电阻值不能超过10MΩ。
对于这两种类型的接地,在监控接地中使用接地控制装置是非常明智的。物体检测一方面可以保证接地控制装置的正确使用,另一方面可以随时监控接地连接的质量。在控制输出信号的帮助下,在发生危险的情况下,可以尽快做出反应,从而有效地防止静电电荷点火的风险。
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