食品企业全水静止式杀菌系统事故原因分析及整改措施

周 新

(江苏省特种设备安全监督检验研究院常熟分院)

食品企业全水静止式杀菌系统事故原因分析及整改措施

周 新＊

(江苏省特种设备安全监督检验研究院常熟分院)

结合一起全水静止杀菌釜在运行过程中发生的误操作事故,通过对其门盖加装快开门安全联锁保护装置、运行过程中增加一些后续操作步骤等措施,使其达到安全、节能、经济、环保之目的。

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全水静止式杀菌系统是一些食品加工企业比较常用的设备,它的作用是将包装成型的食品进行短时高温杀菌处理,从而确保食品保持最佳的风味、色泽与品质,达到稳定产品质量,提高成品率,降低损耗率之目的。近期,常熟市一家食品加工企业在生产过程中,由于业务需求紧张,操作工安全意识淡薄,强制将一台全水静止式杀菌釜门盖带压(微压)打开,致使该名操作工烫伤。此次事故虽未造成大的人员伤亡,但其存在的事故隐患值得我们进行一些探讨。

图1 全水静止式杀菌系统运行流程

1 全水静止式杀菌系统工作原理

全水静止式杀菌系统主要由热水罐、全水静止式杀菌釜组成,通过冷水泵、热水泵、空压装置、压力控制装置、温控系统、液位控制系统、阀门、管道等设施对其进行合理运行。其运行流程如图 1所示。正常操作步骤如下所述:

(1)当全水静止式杀菌釜门盖关闭合格后,空压系统动作将门盖密封圈顶出,全水静止式杀菌釜完全密闭,阀门 1打开,然后冷水泵开始工作,向热水罐内进水,此时将热水罐排气阀打开。观察液位,当热水罐内液位达到中部位置时,关闭冷水泵,再关闭阀门 1,进水停止。

(2)打开阀门 2,进蒸汽开始加热,观察热水罐液位系统,通过调节热水罐排气阀、溢流阀,使液位保持在正常范围内,并将热水罐汽水混合物加热到一定温度和压力 (0.15MPa,110℃),关闭阀门2,停止加热(此时热水罐上阀门全都处于关闭状态)。

(3)打开阀门 3、4,将汽水混合物由热水罐注入到全水静止式杀菌釜内,同时调节热水罐进气阀、排气阀,确保整个热水注入过程中温度与压力达到设定要求。当全水静止式杀菌釜内液位达到中部位置时,关闭阀门 3,再打开阀门 5、6,打开热水泵,让热水作循环工作,调节热水罐进气阀、排气阀,确保整个加热保温过程中温度与压力达到设定要求 (0.22 MPa,121℃)。观察温度和液位的变化,通过调节全水静止式杀菌釜溢流阀,使液位保持在正常范围内。当全水静止式杀菌釜内温度达不到要求时,阀门 6开,反之则关闭,保温保压一定时间以达到杀菌之目的。结束后,打开阀门 7,关闭阀门 5,热水开始回收。

(4)当热水回收至热水罐的中液位后,关闭热水泵,关闭阀门 4、7,打开阀门 8,打开全水静止式杀菌釜排气阀,将全水静止式杀菌釜内剩余热水排净,并将釜内压力降至零,然后打开全水静止式杀菌釜门盖,待釜内食品冷却至合适温度后取出。

2 事故原因分析

2.1 主要设备参数

(1)热水罐

图2为 3.9 m3热水罐,其设计压力 0.4 MPa,设计温度 151℃,最高工作压力 0.35 MPa,最高工作温度 147℃,工作介质为水、水蒸气,主要材质为 0Cr18Ni9。

图2 3.9 m3热水罐

(2)全水静止式杀菌釜

图3为 3.9 m3全水静止式杀菌釜,其设计压力 0.4MPa,设计温度 151℃,最高工作压力 0.35 MPa,最高工作温度 147℃,工作介质为水、水蒸气、食品,主要材质 0Cr18Ni9。

图3 3.9 m3全水静止式杀菌釜

2.2 事故原因分析

全水静止式杀菌釜快开门 (盖)无可靠的安全连锁保护装置,能带压强制打开;操作工安全意识淡薄,对操作系统一知半解。

对其整个系统进行排查,还发现存在以下隐患或缺点:

(1)杀菌系统存在能源浪费现象;

(2)设备出厂资料、运行台帐等资料随处乱放;

(3)安全附件未定期校验;

(4)操作现场无流程图或操作说明。

3 整改措施

3.1 加装快开门安全连锁装置

(1)根据《固定式压力容器安全技术监察规程》第 3.20规定,快开门式压力容器应当具有满足以下要求的安全联锁功能后方可投入运行:

(a)当快开门达到预定关闭部位,方能升压运行;

(b)当压力容器的内部压力完全释放,方能打开快开门。

(2)全水静止式杀菌釜门盖为啮齿式快开门结构,在其门盖卡箍处 (非受压元件)开一小孔,装上气动阀及销子 (见图 4),使气动阀与全水静止式杀菌釜蒸汽进汽阀、空压系统 (密封圈顶出)、电接点压力表相互配合,以符合规程要求。

图4 加装在门盖卡箍处的气动阀及销子

(3)加装后操作步骤如下所述:

(a)当快开门门盖达到完全啮合位置时,销子顶入,与之联锁的空气进气电磁阀打开,门盖密封圈顶出,全水静止式杀菌釜完全密封,然后蒸汽进汽阀方能打开,开始进汽升压。如快开门门盖未达到完全啮合位置时,则销子无法顶入,与之联锁的进气电磁阀、蒸汽进汽阀等均无法动作。

(b)当全水静止式杀菌釜内压力完全释放后,电接点压力表指针回零,与之联锁的销子方能起跳,全水静止式杀菌釜门盖方可打开。如釜内仍有压力,则电接点压力表不归零,与之联锁的销子不起跳,门盖就无法打开。3.2 改进操作步骤

对整个杀菌系统的操作步骤在原有基础上做适当改进,以达到节能、环保、增加经济效益之目的。改进后的系统运行流程如图 5所示。

图5 改进后的全水静止式杀菌系统运行流程

具体改进步骤:前述四项操作步骤中的 (1)、(2)、(3)三项操作步骤均不变,仅对第 (4)项操作步骤作一改进。

当热水回收至热水罐的中液位后,打开阀门9,关闭阀门 7,观察全水静止式杀菌釜液位;当液位降至低液位时,关闭热水泵,关闭阀门 4、9,打开阀门 10,启动冷水泵,全水静止式杀菌釜开始进水;当水位升至中液位后,关闭冷水泵,关闭阀门 10,打开阀门 5,启动热水泵,全水静止式杀菌釜内冷水作循环冷却;调节全水静止式杀菌釜进气阀、排气阀,确保整个冷却过程的温度和压力达到要求;运行大约 30 min后,循环水温度可达 75℃左右,打开阀门 9,关闭阀门 5,将循环热水回收至保温桶内。当液位降至低液位时,关闭热水泵,关闭阀门 9,打开阀门 10,启动冷水泵,按一次循环冷却步骤做二次循环冷却 (运行大约 15 min后,循环水温度可达 30℃左右);循环结束后打开阀门 11,关闭阀门 5,将循环热水回收至另一保温桶内。当液位降至低液位时,关闭热水泵,关闭阀门 11,打开阀门 8,打开全水静止式杀菌釜排气阀,将全水静止式杀菌釜内剩余热水排净,并将釜内压力降至零,然后打开全水静止式杀菌釜门盖,将食品取出。其回收后的冷却水 (分别为 75℃、30℃左右)可作为锅炉用水、员工生活用水、热水罐补水等之用。

3.3 其他措施

(1)建立设备台帐,做到一机一档 (包括出厂资料、整改资料、压力容器全面检验资料、安全附件校验报告、历年运行记录等)。

(2)建立安全附件台帐,定期进行校验。

(3)操作工定期进行安全培训,使其熟练掌握全水静止式杀菌系统操作全过程,将一些规章制度、流程图等悬挂于操作现场醒目位置。

(4)定期对设备进行维护、保养。

＊周新,男,1982年 1月生,助理工程师。常熟市,215500。

2010-02-10)