港口危險(xiǎn)貨物防爆叉車選型分析

王志偉

（天津港物流發(fā)展有限公司，天津，300456）

0 引言

危險(xiǎn)貨物集裝箱在集裝箱整體運(yùn)量中占比較小，但對于重要樞紐港口（如天津港）來說，具備危險(xiǎn)貨物操作能力，是完善港口服務(wù)功能、服務(wù)區(qū)域經(jīng)濟(jì)的重要組成部分。但危險(xiǎn)貨物的裝卸，如內(nèi)燃或蓄電池叉車在易燃易爆性環(huán)境中作業(yè)，可能會(huì)因火花、靜電、過熱等因素導(dǎo)致爆炸性事故[1]。為確保港口生產(chǎn)安全，依據(jù)相關(guān)法律法規(guī)，需要根據(jù)操作危險(xiǎn)貨物的類別及屬性，選擇適用的防爆叉車，實(shí)現(xiàn)危險(xiǎn)貨物拆裝箱、出入庫及其搬運(yùn)作業(yè)。

本文針對危險(xiǎn)貨物集裝箱專業(yè)化堆場的防爆電氣設(shè)備選型和爆炸環(huán)境劃分進(jìn)行討論[2]，并結(jié)合港口危險(xiǎn)貨物的類型、危險(xiǎn)貨物堆存場景、防爆叉車作業(yè)模式等，進(jìn)行港口防爆叉車選型的分析，為提升港口危險(xiǎn)貨物集裝箱作業(yè)的安全水平提供支持。

1 港口危險(xiǎn)貨物類型

依據(jù)《港口危險(xiǎn)貨物安全管理規(guī)定》（中華人民共和國交通運(yùn)輸部令2017年第27號，中華人民共和國交通運(yùn)輸部令2019年第34號修訂）的定義，港口危險(xiǎn)貨物是指具有爆炸、易燃、毒害、腐蝕、放射性等危險(xiǎn)特性，在港口作業(yè)過程中容易造成人身傷亡、財(cái)產(chǎn)毀損或者環(huán)境污染而需要特別防護(hù)的物質(zhì)、材料或者物品。包含散裝固體、散裝液體及包裝類港口危險(xiǎn)貨物。而包裝類港口危險(xiǎn)貨物按照《國際海運(yùn)危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸規(guī)則》的定義分成9大類，第1類為爆炸品；第2類為氣體；第3類為易燃液體；第4類為易燃固體、易自燃物質(zhì)、遇水放出易燃?xì)怏w的物質(zhì)；第5類為氧化性物質(zhì)和有機(jī)過氧化物；第6類為有毒和感染性物質(zhì)；第7類為放射性物質(zhì)；第8類為腐蝕性物質(zhì)；第9類為雜類危險(xiǎn)物質(zhì)和物品。

以天津港為例，天津物捷物流有限公司具有天津市港航管理局下發(fā)的《港口經(jīng)營許可證》及《港口危險(xiǎn)貨物作業(yè)附證》，在天津港內(nèi)是天津海關(guān)和天津海事局指定的唯一危險(xiǎn)貨物的查驗(yàn)堆場，出口主要貨物以氫氧化鈉（NaOH）、硫化鈉（Na2S）和硫氫化納（NaHS）為主，其中作業(yè)頻次較高的貨物還有甲酸（CH2O3）、乙酸（C2H4O2）、丙烯酸（C3H4O2）等，其危險(xiǎn)貨物類別為第8類，副危險(xiǎn)性為第3類，即該種危險(xiǎn)貨物的主要危險(xiǎn)特性為腐蝕性，同時(shí)還具有閃點(diǎn)較低、易燃的特性。進(jìn)口主要貨物以寶馬摩托車和奔馳汽車配件為主。

天津物捷物流有限公司出口貨品中第8類危險(xiǎn)貨物主要以甲酸、乙酸、氫氧化鈉為主，第9類危險(xiǎn)貨物中主要包括二水合二氯異氰尿酸鈉(C3H4Cl2N3NaO5)和莠去津（C8H14ClN5），各類危險(xiǎn)貨物特性如表1所示。

2 港口危險(xiǎn)貨物堆存要求

天津物捷物流有限公司具有操作危險(xiǎn)貨物第2至第6類和第8類、9類作業(yè)的能力及操作經(jīng)驗(yàn)，目前服務(wù)內(nèi)容包括危險(xiǎn)貨物第8、9類的存儲(chǔ)、裝箱、集港、查驗(yàn)等。

天津物捷物流有限公司總占地面積為9.2萬平方米，倉庫貨棚面積為7 200余平方米，作業(yè)堆場面積為6萬平方米，全場堆存能力為3 090標(biāo)箱，設(shè)計(jì)年吞吐量為10萬標(biāo)箱?？紤]到氫氧化鈉、硫化鈉和硫氫化納等第8類危險(xiǎn)貨物具有吸濕性強(qiáng)、易潮解等特性，在遇水過程中放熱、自燃，產(chǎn)生的水溶液具有強(qiáng)堿性，這類危險(xiǎn)貨物堆存需要防水、防潮。另一方面，對于二水合二氯異氰尿酸鈉、莠去津等9類危險(xiǎn)貨物，化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，但具有一定的氧化性或較高溫度下被較強(qiáng)酸和堿水解的特性，需要與上述第8類危險(xiǎn)貨物進(jìn)行有效隔離。

表1 貨類特性分析

由于天津物捷物流有限公司操作的以上貨物都存放在集裝箱內(nèi)，能夠做到防水防潮和不同危險(xiǎn)貨物的有效隔離，滿足GB 15603—1995《常用化學(xué)危險(xiǎn)品貯存通則》及GB/T 36029—2018《港口危險(xiǎn)貨物集裝箱堆場安全作業(yè)規(guī)程》的隔離、隔開、分離等存儲(chǔ)的要求。同時(shí)要做到分類、分區(qū)，即不同類別的港口危險(xiǎn)貨物要按類別分別劃定區(qū)域，分開存放。

需要注意的是，存放甲酸、乙酸和硫化鈉的集裝箱在作業(yè)過程中要防撞、防碰、防靜電，上述危險(xiǎn)貨物集裝箱作業(yè)時(shí)要進(jìn)行箱內(nèi)狀態(tài)監(jiān)控（如箱內(nèi)溫度、濕度、防爆等），可利用熱成像攝像機(jī)、防爆叉車等進(jìn)行集裝箱拆裝管控。

3 港口防爆叉車選型

防爆叉車選型涉及滿足生產(chǎn)作業(yè)的一般性因素（如動(dòng)力形式、噸位選擇、門架形式）和防爆型因素（如叉齒、輪胎、進(jìn)排氣、冷卻、電氣電路）。

3.1 一般性因素

考慮到天津港危險(xiǎn)貨物作業(yè)對象為存放第8類和第9類危險(xiǎn)貨物的集裝箱，具有單箱作業(yè)重量大的特點(diǎn)，防爆叉車動(dòng)力形式采用防爆柴油叉車，而天津物捷物流有限公司存放危險(xiǎn)貨物的場地為危險(xiǎn)貨物集裝箱堆場，地面平坦，符合“20%坡道爬坡能力”的國家標(biāo)準(zhǔn)要求。

通常，天津港危險(xiǎn)貨物集裝箱為標(biāo)準(zhǔn)件居多，叉車載荷計(jì)算見公式（1）。

式中C為載荷中心距。此值為固定值（以Linde叉車為例，其型號為E20、E30的均為500 mm）

Y為貨物中心線至貨叉垂直段前臂的水平距離值。

X為前懸臂。叉車前輪中心線至貨叉垂直段前臂的水平距離值，為固定值（以Linde叉車為例，其型號為E20的為339 mm、E30的為442.5 mm）

現(xiàn)假設(shè)叉車操作貨物時(shí)，貨物中心正好在貨叉中間，利用公式（2）進(jìn)行估算：

故車輛載荷可用公式（3）計(jì)算：

計(jì)算結(jié)果見表2。

危險(xiǎn)貨物堆場在實(shí)際應(yīng)用過程中，可根據(jù)配備的防爆叉車載荷及裝備的叉長結(jié)合上表來選擇裝運(yùn)貨物的重量。在防爆叉車門架形式方面，考慮危險(xiǎn)貨物集裝箱堆場堆垛高度一般為多層集裝箱碼放，以及部分危險(xiǎn)貨物集裝箱堆放在具有限高要求的倉庫貨棚，防爆叉車采用三級門架形式，可以滿足危險(xiǎn)貨物集裝箱的作業(yè)要求。

表2 叉車載荷計(jì)算表

3.2 防爆性因素

根據(jù)GB25285.1—2010《爆炸性環(huán)境 爆炸預(yù)防和防護(hù) 第1部分：基本原則和方法》中所提出的13種潛在點(diǎn)燃源，考慮天津物捷物流有限公司危險(xiǎn)貨物堆場屬于露天區(qū)域作業(yè)且具備較好的避雷條件，粉塵濃度、電磁輻射或其他沖擊波強(qiáng)度都不足引燃條件，只需要考慮熱表面、火焰和熱氣體、機(jī)械產(chǎn)生的火花、電氣設(shè)備、雜散電流與陰極腐蝕、靜電等6種點(diǎn)燃源的防治措施。結(jié)合以上因素，綜合考慮防爆叉車起重系統(tǒng)、進(jìn)排氣系統(tǒng)、防爆叉車?yán)鋮s系統(tǒng)、防爆叉車電氣電路的有效控制及其裝置選擇。

（1）防爆叉車起重系統(tǒng)包括叉齒和輪胎，同時(shí)考慮到集裝箱內(nèi)作業(yè)為較為密閉的作業(yè)環(huán)境，如有易燃?xì)怏w輕微泄漏，如果達(dá)到爆炸極限，一旦遇到叉車發(fā)動(dòng)機(jī)、排氣裝置溫度較高，或是車輛電氣設(shè)備斷路、貨叉磕碰其他金屬物品引發(fā)火花及靜電釋放等情況，極易引發(fā)火災(zāi)甚至爆炸。所以在防爆叉車設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)注意接觸性靜電火花，必須是防靜電含銅叉齒和防靜電輪胎并且配置靜電導(dǎo)除裝置。

（2）進(jìn)排氣系統(tǒng)控制，可采用進(jìn)氣截止閥、排氣阻火器、火星消除器等措施，分別實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)正常燃燒或意外爆炸時(shí)的火焰阻隔、發(fā)動(dòng)機(jī)進(jìn)氣端口內(nèi)引起爆炸的控制和容納、柴油機(jī)排氣火花消除。

（3）防爆叉車?yán)鋮s系統(tǒng)控制，采用排氣換熱器，實(shí)現(xiàn)柴油機(jī)排氣冷卻到防爆規(guī)定值以下。防爆叉車電氣電路，采用隔爆形式，屬于結(jié)構(gòu)防爆型手段，通過隔爆外殼，將產(chǎn)生火花電弧的部件置于隔爆外殼內(nèi)，隔爆外殼承受內(nèi)部爆炸壓力而不致?lián)p壞，并保證內(nèi)部火焰氣體通過間隙傳播且降低能量，不足以引爆殼外的氣體。

綜上，選擇防爆叉車，必須選擇具有生產(chǎn)資質(zhì)的，具有防爆能力的生產(chǎn)專業(yè)供應(yīng)商。應(yīng)采用主動(dòng)防護(hù)和被動(dòng)防爆相結(jié)合的多級防爆措施，以有效提高整機(jī)的防爆智能化程度和防爆可靠性。主動(dòng)防護(hù)是在整機(jī)防爆系統(tǒng)中設(shè)置絕緣監(jiān)控系統(tǒng)、熱保護(hù)系統(tǒng)和過載保護(hù)系統(tǒng)，在叉車發(fā)生危險(xiǎn)前自動(dòng)對叉車控制，達(dá)到防患未然。被動(dòng)防爆是將電氣設(shè)備設(shè)計(jì)成隔爆型、增安型、本安型或特殊型等防爆型式[3-5]，保證叉車故障不會(huì)引起點(diǎn)燃或爆炸。

4 防爆叉車選型實(shí)踐

以天津物捷物流公司為例，目前主要作業(yè)港口危險(xiǎn)貨物為第8類及第9類，在具體作業(yè)貨物中可能涉及甲酸、乙酸等；主要作業(yè)內(nèi)容為危險(xiǎn)貨物集裝箱的拆裝箱作業(yè)。其中乙酸的閃點(diǎn)較低，為39℃，液體有揮發(fā)性，依據(jù)GB500016—2014《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范(2018年版)》中規(guī)定其火災(zāi)危險(xiǎn)性分類為乙類貨物，在設(shè)備選型時(shí)應(yīng)充分考慮該種貨物的特性。

結(jié)合上述情況，在危險(xiǎn)貨物集裝箱拆裝箱作業(yè)時(shí)，防爆區(qū)域?yàn)?區(qū)、溫度組別為T4、氣體類別ⅡB,不涉及粉塵防爆問題，其防爆要求達(dá)到ExdeibmbⅡBT4Gc要求即可。

5 結(jié)論

綜上所述，為有效強(qiáng)化危險(xiǎn)貨物作業(yè)的安全管控，需要重點(diǎn)落實(shí)以下內(nèi)容：

1）根據(jù)作業(yè)環(huán)境和作業(yè)貨類，采用符合國家標(biāo)準(zhǔn)的防爆叉車進(jìn)行作業(yè)。

2）在設(shè)備選型時(shí)，要充分考慮分析各主要因素，切實(shí)采購最適用的生產(chǎn)設(shè)備，以滿足生產(chǎn)作業(yè)需要。危險(xiǎn)貨物堆場在實(shí)際應(yīng)用過程中，可根據(jù)配備的防爆叉車載荷及裝備的叉長相結(jié)合，選擇裝運(yùn)貨物的重量。

3）作業(yè)過程遵守操作規(guī)程，做好設(shè)備的運(yùn)維保養(yǎng)及其主動(dòng)防護(hù)和被動(dòng)防爆。