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化学品储存柜到底是否需要接地和通风?

发布时间:2021-12-21      点击次数:210


化学品储存柜到底是否需要接地和通风?

这几年由于国内要求化学品储存柜引至尾气处理系统,因此很多企业实验室中的化学品储存柜将通风系统引至如活性炭吸附装置或者喷淋塔进行VOCs处理。本文通过相关事故案例及全球常用储存柜相关标准,试图探讨以下三个方面问题。


1.  储存柜是否静电接地?

2.  储存柜是否需要通风?

3.  储存柜使用过程中常见问题有哪些?


一、事故案例

案例1

欧洲一家公司实验室使用储存柜存放易燃液体,易燃液体存放在安全罐及圆底烧瓶中,之前使用了很多年未出现安全事故。在储存柜一直未打开约一周后,储存柜发生了爆炸,导致储存柜及实验室地面严重破坏,并引起火灾。事故调查发现很可能是其中一个烧瓶中产生的压力将塞子顶出后,易燃液体挥发,在储存柜内形成爆炸性环境被点燃后发生爆炸。

事故教训:


1.  如果储存柜有通风系统,将挥发的易燃蒸气浓度降至爆炸下限以下,可以有效避免此次事故的发生。

2.  储存柜进行静电接地可以预防挥发的易燃蒸气被静电点燃的风险。


案例2

美国一家工厂操作人员在储存柜中进行分装时,液体溢出到容器表面,操作人员在擦拭表面溢出的液体时产生静电从而导致爆炸。事故导致1人死亡及10人受伤。

事故教训:易燃液体储存柜静电接地可以有效预防此类事故的发生,特别是对于有分装操作的储存柜。

二、储存柜相关标准


目前储存柜相关的标准主要有以下四个标准。

1.  美国消防协会-NFPA30(2021):易燃和可燃液体规范

2.  欧洲标准-EN14470-1(2004):易燃液体安全储存柜

3.  美国法特瑞互助保险公司(FM Global)标准-FM6050(2016):易燃液体储存柜认证标准

4.  美国保险商实验室公司(Underwriters Laboratories) UL1275(2021):易燃液体储存柜安全标准

5.  除了上述四个常用标准外,其它一些国家也有相应的标准,如澳大利亚的标准AS/NZS2243.10(2004):实验室安全-化学品储存。

我国从国家层面并未制定相应的标准(GB标准), 但一些地方出台了当地的储存柜要求,如苏州市危险化学品储存专用柜安全管理指南、无锡地标DB3202T/1023-2021危险化学品中间储存设施安全管理规范。本文将基于以上5个标准进行相关问题探讨。在探讨相关问题前先明确储存柜的使用目的和分类。


三、储存柜的目的

储存柜总体来讲有如下四个用途或者目的:

1.  防止存放的化学品外力损坏。

2.  将不相容的化学品分开存放。

3.  泄漏后可以收集。

4.  着火时,有一定的耐火等级(至少10分钟)从而允许人员撤离或者使用灭火设施。

根据FM6050UL1275标准规定,发生火灾时储存柜可以保护存放的物质至少10分钟,人员可以撤离并启动应急响应程序。根据欧洲标准-EN14470-1,基于耐火时间不同,分为F15F30, F60, F90四类。由于发生火灾时,存在很多不确定因素(10分钟是否所有人员可以安全撤离并进行灭火),因此增加储存柜的耐火时间可以提供更多的撤离及响应时间。

备注:F15代表耐火时间15分钟,以此类推。


四、储存柜分类


根据储存物质的性质不同,常用到的储存柜有



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五、问题讨论


1. 储存柜到底是否需要静电接地?

 

·         NFPA30中并未明确说明储存柜是否需要静电接地,只是在6.5.4.2中要求所有金属设备(如储罐、机器、管道)可能出现可以被点燃的混合物时需要静电接地与跨接。

·         FM6050UL1275中规定金属的储存柜需要在储存柜外面留有接地点用于静电接地。

·         欧洲标准EN14470-1及澳大利亚的标准AS/NZS2243.10-并未规定静电接地要求。

·         综上所述,虽然NFAP30/ EN14470-1/ AS/NZS2243.10标准中并未明确规定静电接地要求,但从上述两个事故案例给我们的启发可以看出易燃液体储存柜静电接地从安全角度是很重要的措施。

2. 储存柜到底是否需要通风?从安全风险角度,储存柜到底是否需要通风?几个常用标准中给出如下解释。

·         基于储存柜的目的-4(着火时,耐火等级至少达到10分钟从而允许人员撤离或者使用灭火设施), NFPA30规定储存柜不能通风,但是同时说明如里需要通风(如监管部门要求),需要排至室外安全地点或者引至VOC处理系统,但是不应影响储存柜防火性能。

·         EN14470-1中却明确规定储存柜应配备进风口及排风口,从而可以引至尾气处理系统,并且同时规定通风系统至少满足10/小时的换气次数。同时要求储存柜进风口及排风口在温度达到70±10℃时可以自动关闭。

·         FM6050虽未明确规定通风要求,但是规定储存柜的检测需要根据EN14470-1进行(包括通风系统)

·         UL1275只是规定储存柜需要配备通风接口。

·         澳大利亚标准AS/NZS 2243.10中规定通常情况下不需要通风,除非需要用于风险控制措施。如果通风用于风险控制措施(如用于挥发性物质、剧毒物质或者腐蚀性物质),则需要排至室外安全地点。风管需要与储存柜具有一样的耐火等级。此外,每个储存柜需要单独通风以防止互串及火灾扩大。

综上所述,欧洲标准EN14470-1及澳大利亚标准AS/NZS 2243.10明确规定(或者某种条件下)需要有通风系统以控制储存柜内化学品泄漏后带来的风险。NFPA30从防火角度发出规定不能通风。有如此差异的一个很大原因是成本。如果同时满足通风和防火要求,则此类防火柜通常很贵。如果我们从风险控制角度来看,第1个事故案例可以看出如果储存柜具备有效的通风系统,则可以防止易燃液体储存柜发生着火爆炸。因此,个人认为是否需要通风应该基于风险判断,如对于易燃液体及高挥发性的有毒/腐蚀性物质最好配备有效的通风系统,并作为重要的控制措施进行管理。3. 储存柜使用过程中常见问题由于目前国内要求储存柜接至尾气处理系统,因此很多企业实验室中的储存柜将通风系统引至如活性炭吸附装置或者喷淋塔进行VOCs处理。但是同时也带来了以下几个典型风险。

·         几个储存柜风管连接至总管后进入尾气处理系统,但未考虑回火及互串风险。

·         风管大多数为非金属材质(PP管道),导致耐火等级不够且带来静电风险。

·         虽然有通风系统,但通风系统效果较差,打开后仍然有强烈的味道,并未进行很好的通风系统设计与计算。

·         存放不规范,未考虑化学品之间的不相容性。


总结


1. 化学品储存柜使用管理过程中需要系统性的策略,在考虑尾气处理的同时需要考虑带来的新的安全风险。

2. 存放易燃液体的储存柜尽可能的进行静电接地,其它类别的储存柜从风险角度可以不考虑静电接地。

3. 对于高挥发性的有毒和腐蚀性物质建议采用通风系统作为风险控制措施以防止泄漏后形成爆炸性环境及人员暴露风险。

4. 通风系统建议进行相应系统性的设计,包括风机选型及风量核算等。

5. 储存柜增加通风系统后需要进行系统性的风险评估以识别相关危害并控制带来的新的风险。






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