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化學品儲存柜到底是否需要接地和通風？

轉載：員文權


這幾年由于國內(nèi)要求化學品儲存柜引至尾氣處理系統(tǒng)，因此很多企業(yè)實驗室中的化學品儲存柜將通風系統(tǒng)引至如活性炭吸附裝置或者噴淋塔進行VOCs處理。本文通過相關事故案例及全球常用儲存柜相關標準，試圖探討以下三個方面問題。

  1. 儲存柜是否靜電接地？

  2. 儲存柜是否需要通風？

  3. 儲存柜使用過程中常見問題有哪些？

一、事故案例

案例1：

歐洲一家公司實驗室使用儲存柜存放易燃液體，易燃液體存放在安全罐及圓底燒瓶中，之前使用了很多年未出現(xiàn)安全事故。在儲存柜一直未打開約一周后，儲存柜發(fā)生了爆炸，導致儲存柜及實驗室地面嚴重破壞，并引起火災。事故調(diào)查發(fā)現(xiàn)很可能是其中一個燒瓶中產(chǎn)生的壓力將塞子頂出后，易燃液體揮發(fā)，在儲存柜內(nèi)形成爆炸性環(huán)境被點燃后發(fā)生爆炸。

事故教訓：

  1. 如果儲存柜有通風系統(tǒng)，將揮發(fā)的易燃蒸氣濃度降至爆炸下限以下，可以有效避免此次事故的發(fā)生。

  2. 儲存柜進行靜電接地可以預防揮發(fā)的易燃蒸氣被靜電點燃的風險。

案例2：

美國一家工廠操作人員在儲存柜中進行分裝時，液體溢出到容器表面，操作人員在擦拭表面溢出的液體時產(chǎn)生靜電從而導致爆炸。事故導致1人死亡及10人受傷。

事故教訓：易燃液體儲存柜靜電接地可以有效預防此類事故的發(fā)生，特別是對于有分裝操作的儲存柜。

二、儲存柜相關標準

目前儲存柜相關的標準主要有以下四個標準。

  1. 美國消防協(xié)會-NFPA30(2021)：易燃和可燃液體規(guī)范

  2. 歐洲標準-EN14470-1(2004)：易燃液體安全儲存柜

  3. 美國法特瑞互助保險公司(FM Global)標準-FM6050(2016)：易燃液體儲存柜認證標準

  4. 美國保險商實驗室公司(Underwriters Laboratories) UL1275(2021)：易燃液體儲存柜安全標準

  5. 除了上述四個常用標準外，其它一些國家也有相應的標準，如澳大利亞的標準AS/NZS2243.10(2004)：實驗室安全-化學品儲存。
我國從國家層面并未制定相應的標準(如GB標準), 但一些地方出臺了當?shù)氐膬Υ婀褚?，如蘇州市危險化學品儲存專用柜安全管理指南、無錫地標DB3202T/1023-2021危險化學品中間儲存設施安全管理規(guī)范。
本文將基于以上5個標準進行相關問題探討。在探討相關問題前先明確儲存柜的使用目的和分類。

三、儲存柜的目的

儲存柜總體來講有如下四個用途或者目的：

  1. 防止存放的化學品外力損壞。

  2. 將不相容的化學品分開存放。

  3. 泄漏后可以收集。

  4. 著火時，有一定的耐火等級(至少10分鐘)從而允許人員撤離或者使用滅火設施。

根據(jù)FM6050和UL1275標準規(guī)定，發(fā)生火災時儲存柜可以保護存放的物質(zhì)至少10分鐘，人員可以撤離并啟動應急響應程序。根據(jù)歐洲標準-EN14470-1，基于耐火時間不同，分為F15，F(xiàn)30, F60, F90四類。由于發(fā)生火災時，存在很多不確定因素(10分鐘是否所有人員可以安全撤離并進行滅火)，因此增加儲存柜的耐火時間可以提供更多的撤離及響應時間。

備注：F15代表耐火時間15分鐘，以此類推。


下面的視頻很好的展示了三種不同儲存柜發(fā)生火災時的防火性能的不同。


，時長05:01


下面的視頻展示了儲存柜發(fā)生火災時的保護原理。


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四、儲存柜分類

根據(jù)儲存物質(zhì)的性質(zhì)不同，常用到的儲存柜有以下四類。

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黃色-易燃液體儲存柜(閃點<37.8℃)紅色-可燃液體儲存柜(閃點>37.8℃) 

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藍色-腐蝕性液體白色-有毒物質(zhì)

五、問題討論

1. 儲存柜到底是否需要靜電接地？


  • NFPA30中并未明確說明儲存柜是否需要靜電接地，只是在6.5.4.2中要求所有金屬設備(如儲罐、機器、管道)可能出現(xiàn)可以被點燃的混合物時需要靜電接地與跨接。

  • FM6050及UL1275中規(guī)定金屬的儲存柜需要在儲存柜外面留有接地點用于靜電接地。

  • 歐洲標準EN14470-1及澳大利亞的標準AS/NZS2243.10-并未規(guī)定靜電接地要求。

  • 綜上所述，雖然NFAP30/ EN14470-1/ AS/NZS2243.10標準中并未明確規(guī)定靜電接地要求，但從上述兩個事故案例給我們的啟發(fā)可以看出易燃液體儲存柜靜電接地從安全角度是很重要的措施。
2. 儲存柜到底是否需要通風？
從安全風險角度，儲存柜到底是否需要通風？幾個常用標準中給出如下解釋。

  • 基于儲存柜的目的-4(著火時，耐火等級至少達到10分鐘從而允許人員撤離或者使用滅火設施), NFPA30規(guī)定儲存柜不能通風，但是同時說明如里需要通風(如監(jiān)管部門要求)，需要排至室外安全地點或者引至VOC處理系統(tǒng)，但是不應影響儲存柜防火性能。

  • EN14470-1中卻明確規(guī)定儲存柜應配備進風口及排風口，從而可以引至尾氣處理系統(tǒng)，并且同時規(guī)定通風系統(tǒng)至少滿足10次/小時的換氣次數(shù)。同時要求儲存柜進風口及排風口在溫度達到70±10℃時可以自動關閉。

  • FM6050雖未明確規(guī)定通風要求，但是規(guī)定儲存柜的檢測需要根據(jù)EN14470-1進行(包括通風系統(tǒng))。

  • UL1275只是規(guī)定儲存柜需要配備通風接口。

  • 澳大利亞標準AS/NZS 2243.10中規(guī)定通常情況下不需要通風，除非需要用于風險控制措施。如果通風用于風險控制措施(如用于揮發(fā)性物質(zhì)、劇毒物質(zhì)或者腐蝕性物質(zhì))，則需要排至室外安全地點。風管需要與儲存柜具有一樣的耐火等級。此外，每個儲存柜需要單獨通風以防止互串及火災擴大。
綜上所述，歐洲標準EN14470-1及澳大利亞標準AS/NZS 2243.10明確規(guī)定(或者某種條件下)需要有通風系統(tǒng)以控制儲存柜內(nèi)化學品泄漏后帶來的風險。NFPA30從防火角度發(fā)出規(guī)定不能通風。有如此差異的一個很大原因是成本。如果同時滿足通風和防火要求，則此類防火柜通常很貴。
如果我們從風險控制角度來看，第1個事故案例可以看出如果儲存柜具備有效的通風系統(tǒng)，則可以防止易燃液體儲存柜發(fā)生著火爆炸。因此，個人認為是否需要通風應該基于風險判斷，如對于易燃液體及高揮發(fā)性的有毒/腐蝕性物質(zhì)最好配備有效的通風系統(tǒng)，并作為重要的控制措施進行管理。
3. 儲存柜使用過程中常見問題
由于目前國內(nèi)要求儲存柜接至尾氣處理系統(tǒng)，因此很多企業(yè)實驗室中的儲存柜將通風系統(tǒng)引至如活性炭吸附裝置或者噴淋塔進行VOCs處理。但是同時也帶來了以下幾個典型風險。

  • 幾個儲存柜風管連接至總管后進入尾氣處理系統(tǒng)，但未考慮回火及互串風險。

  • 風管大多數(shù)為非金屬材質(zhì)(如PP管道)，導致耐火等級不夠且?guī)盱o電風險。

  • 雖然有通風系統(tǒng)，但通風系統(tǒng)效果較差，打開后仍然有強烈的味道，并未進行很好的通風系統(tǒng)設計與計算。

  • 存放不規(guī)范，未考慮化學品之間的不相容性。

總結

1. 化學品儲存柜使用管理過程中需要系統(tǒng)性的策略，在考慮尾氣處理的同時需要考慮帶來的新的安全風險。

2. 存放易燃液體的儲存柜盡可能的進行靜電接地，其它類別的儲存柜從風險角度可以不考慮靜電接地。

3. 對于高揮發(fā)性的有毒和腐蝕性物質(zhì)建議采用通風系統(tǒng)作為風險控制措施以防止泄漏后形成爆炸性環(huán)境及人員暴露風險。

4. 通風系統(tǒng)建議進行相應系統(tǒng)性的設計，包括風機選型及風量核算等。

5. 儲存柜增加通風系統(tǒng)后需要進行系統(tǒng)性的風險評估以識別相關危害并控制帶來的新的風險。