港口危險貨物防爆叉車選型分析

王志偉

（天津港物流發展有限公司，天津，300456）

0 引言

危險貨物集裝箱在集裝箱整體運量中占比較小，但對于重要樞紐港口（如天津港）來說，具備危險貨物操作能力，是完善港口服務功能、服務區域經濟的重要組成部分。但危險貨物的裝卸，如內燃或蓄電池叉車在易燃易爆性環境中作業，可能會因火花、靜電、過熱等因素導致爆炸性事故[1]。為確保港口生產安全，依據相關法律法規，需要根據操作危險貨物的類別及屬性，選擇適用的防爆叉車，實現危險貨物拆裝箱、出入庫及其搬運作業。

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

1 港口危險貨物類型

依據《港口危險貨物安全管理規定》（中華人民共和國交通運輸部令2017年第27號，中華人民共和國交通運輸部令2019年第34號修訂）的定義，港口危險貨物是指具有爆炸、易燃、毒害、腐蝕、放射性等危險特性，在港口作業過程中容易造成人身傷亡、財產毀損或者環境污染而需要特別防護的物質、材料或者物品。包含散裝固體、散裝液體及包裝類港口危險貨物。而包裝類港口危險貨物按照《國際海運危險貨物運輸規則》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、遇水放出易燃氣體的物質；第5類為氧化性物質和有機過氧化物；第6類為有毒和感染性物質；第7類為放射性物質；第8類為腐蝕性物質；第9類為雜類危險物質和物品。

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的《港口經營許可證》及《港口危險貨物作業附證》，在天津港內是天津海關和天津海事局指定的唯一危險貨物的查驗堆場，出口主要貨物以氫氧化鈉（NaOH）、硫化鈉（Na2S）和硫氫化納（NaHS）為主，其中作業頻次較高的貨物還有甲酸（CH2O3）、乙酸（C2H4O2）、丙烯酸（C3H4O2）等，其危險貨物類別為第8類，副危險性為第3類，即該種危險貨物的主要危險特性為腐蝕性，同時還具有閃點較低、易燃的特性。進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類危險貨物主要以甲酸、乙酸、氫氧化鈉為主，第9類危險貨物中主要包括二水合二氯異氰尿酸鈉(C3H4Cl2N3NaO5)和莠去津（C8H14ClN5），各類危險貨物特性如表1所示。

2 港口危險貨物堆存要求

天津物捷物流有限公司具有操作危險貨物第2至第6類和第8類、9類作業的能力及操作經驗，目前服務內容包括危險貨物第8、9類的存儲、裝箱、集港、查驗等。

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，作業堆場面積為6萬平方米，全場堆存能力為3 090標箱，設計年吞吐量為10萬標箱。考慮到氫氧化鈉、硫化鈉和硫氫化納等第8類危險貨物具有吸濕性強、易潮解等特性，在遇水過程中放熱、自燃，產生的水溶液具有強堿性，這類危險貨物堆存需要防水、防潮。另一方面，對于二水合二氯異氰尿酸鈉、莠去津等9類危險貨物，化學性質穩定，但具有一定的氧化性或較高溫度下被較強酸和堿水解的特性，需要與上述第8類危險貨物進行有效隔離。

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，能夠做到防水防潮和不同危險貨物的有效隔離，滿足GB 15603—1995《常用化學危險品貯存通則》及GB/T 36029—2018《港口危險貨物集裝箱堆場安全作業規程》的隔離、隔開、分離等存儲的要求。同時要做到分類、分區，即不同類別的港口危險貨物要按類別分別劃定區域，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過程中要防撞、防碰、防靜電，上述危險貨物集裝箱作業時要進行箱內狀態監控（如箱內溫度、濕度、防爆等），可利用熱成像攝像機、防爆叉車等進行集裝箱拆裝管控。

3 港口防爆叉車選型

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

3.1 一般性因素

考慮到天津港危險貨物作業對象為存放第8類和第9類危險貨物的集裝箱，具有單箱作業重量大的特點，防爆叉車動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貨物的場地為危險貨物集裝箱堆場，地面平坦，符合“20%坡道爬坡能力”的國家標準要求。

通常，天津港危險貨物集裝箱為標準件居多，叉車載荷計算見公式（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）

現假設叉車操作貨物時，貨物中心正好在貨叉中間，利用公式（2）進行估算：

故車輛載荷可用公式（3）計算：

計算結果見表2。

危險貨物堆場在實際應用過程中，可根據配備的防爆叉車載荷及裝備的叉長結合上表來選擇裝運貨物的重量。在防爆叉車門架形式方面，考慮危險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，可以滿足危險貨物集裝箱的作業要求。

表2 叉車載荷計算表

3.2 防爆性因素

根據GB25285.1—2010《爆炸性環境 爆炸預防和防護 第1部分：基本原則和方法》中所提出的13種潛在點燃源，考慮天津物捷物流有限公司危險貨物堆場屬于露天區域作業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度都不足引燃條件，只需要考慮熱表面、火焰和熱氣體、機械產生的火花、電氣設備、雜散電流與陰極腐蝕、靜電等6種點燃源的防治措施。結合以上因素，綜合考慮防爆叉車起重系統、進排氣系統、防爆叉車冷卻系統、防爆叉車電氣電路的有效控制及其裝置選擇。

（1）防爆叉車起重系統包括叉齒和輪胎，同時考慮到集裝箱內作業為較為密閉的作業環境，如有易燃氣體輕微泄漏，如果達到爆炸極限，一旦遇到叉車發動機、排氣裝置溫度較高，或是車輛電氣設備斷路、貨叉磕碰其他金屬物品引發火花及靜電釋放等情況，極易引發火災甚至爆炸。所以在防爆叉車設計時應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除裝置。

（2）進排氣系統控制，可采用進氣截止閥、排氣阻火器、火星消除器等措施，分別實現柴油機正常燃燒或意外爆炸時的火焰阻隔、發動機進氣端口內引起爆炸的控制和容納、柴油機排氣火花消除。

（3）防爆叉車冷卻系統控制，采用排氣換熱器，實現柴油機排氣冷卻到防爆規定值以下。防爆叉車電氣電路，采用隔爆形式，屬于結構防爆型手段，通過隔爆外殼，將產生火花電弧的部件置于隔爆外殼內，隔爆外殼承受內部爆炸壓力而不致損壞，并保證內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，必須選擇具有生產資質的，具有防爆能力的生產專業供應商。應采用主動防護和被動防爆相結合的多級防爆措施，以有效提高整機的防爆智能化程度和防爆可靠性。主動防護是在整機防爆系統中設置絕緣監控系統、熱保護系統和過載保護系統，在叉車發生危險前自動對叉車控制，達到防患未然。被動防爆是將電氣設備設計成隔爆型、增安型、本安型或特殊型等防爆型式[3-5]，保證叉車故障不會引起點燃或爆炸。

4 防爆叉車選型實踐

以天津物捷物流公司為例，目前主要作業港口危險貨物為第8類及第9類，在具體作業貨物中可能涉及甲酸、乙酸等；主要作業內容為危險貨物集裝箱的拆裝箱作業。其中乙酸的閃點較低，為39℃，液體有揮發性，依據GB500016—2014《建筑設計防火規范(2018年版)》中規定其火災危險性分類為乙類貨物，在設備選型時應充分考慮該種貨物的特性。

結合上述情況，在危險貨物集裝箱拆裝箱作業時，防爆區域為2區、溫度組別為T4、氣體類別ⅡB,不涉及粉塵防爆問題，其防爆要求達到ExdeibmbⅡBT4Gc要求即可。

5 結論

綜上所述，為有效強化危險貨物作業的安全管控，需要重點落實以下內容：

1）根據作業環境和作業貨類，采用符合國家標準的防爆叉車進行作業。

2）在設備選型時，要充分考慮分析各主要因素，切實采購最適用的生產設備，以滿足生產作業需要。危險貨物堆場在實際應用過程中，可根據配備的防爆叉車載荷及裝備的叉長相結合，選擇裝運貨物的重量。

3）作業過程遵守操作規程，做好設備的運維保養及其主動防護和被動防爆。