什么是粉尘爆炸?
粉尘爆炸:可燃性粉尘在爆炸极限范围内,遇到热源(明火或高温),火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间,化学反应速度极快,同时释放大量的热,形成很高的温度和很大的压力,系统的能量转化为机械能以及光和热的辐射,具有很强的破力。
粉尘爆炸的条件
粉尘的火灾爆炸事故多发生在煤矿、面粉厂、糖厂、纺织厂、厂、饲料、塑料、金属加工厂及粮库等厂矿企业。这与粉尘爆炸所需条件有关。粉尘爆炸本身是一类的燃烧现象,它也需要、助燃物和点火源三个条件。
1、粉尘本身是可燃粉尘。可燃粉尘分有机粉尘和无机粉尘两类。有机粉尘如面粉、木粉、化学纤维粉尘等,基本是可燃的。而无机粉尘包括金属粉尘和一部分矿物性粉尘(如煤、硫等),也都是可燃粉尘。黄沙和尘土的粉尘也很微小,但由于它们本身不能够燃烧,因此不具危险性。
2、粉尘必须悬浮在助燃气体(如空气中),并混合达到粉尘的浓度爆炸极限。粉尘在助燃气体中悬浮是由于粉碎、研磨、输送、通风等机械作用造成的。大粒径的粉尘一般沉降为只有燃烧能力的沉积粉尘,只有小粒径的粉尘才能在助燃气体中悬浮。同时,爆炸粉尘的危险性也用浓度爆炸极限下限来表示,一般是20-60g/m3,低于这个浓度,难以形成持续燃烧,更谈不上爆炸。
3、有足以引起粉尘爆炸的点火源。粉尘具有较小的自燃点和小点火能量,只要外界的能量超过小点火能量(多数在10mJ-100mJ)或温度超过其自燃点(多数在400℃-500℃),就会爆炸。
当上述三个条件同时满足时,就可能发生粉尘火灾爆炸事故。
除尘系统
2.可燃性粉尘与可燃气体等易加剧爆炸危险的介质共用一套除尘系统,不同防火分区的除尘系统互联互通。
3.干式除尘系统未规范采用泄爆、隔爆、惰化、抑爆等任一种控爆措施。
4.除尘系统采用正压吹送粉尘,且未采取可靠的防范点燃源的措施。
5.除尘系统采用粉尘沉降室除尘,或者采用干式巷道式构筑物作为除尘风道。
6.铝镁等金属粉尘及木质粉尘的干式除尘系统未规范设置锁气卸灰装置。
(三)防火防爆
7.粉尘爆炸危险场所的20区未使用防爆电气设备设施。
8.在粉碎、研磨、造粒等易于产生机械点火源的工艺设备前,未按规范设置去除铁、石等异物的装置。
9.木制品加工企业,与砂光机连接的风管未规范设置火花探测报警装置。
(四)、粉尘清理
10.未制定粉尘清扫制度,作业现场积尘未及时规范清理。
但中国线路板行业发展了几十年,一直没有粉尘防爆的要求。而纵观行业发展史,也未曾听闻线路板行业发生过粉尘爆炸事件。
粉尘爆炸的产生条件
(1)粉尘本身具有可燃性,可燃粉尘(Combustible dust)是指在一定条件下与气态氧化剂(主要是空气)发生剧烈氧化反应的粉尘;
(2)在有限空间内,粉尘悬浮在空气中达到爆炸浓度(爆炸的低浓度叫做爆炸下限,高浓度叫做爆炸上限。由于粉尘的爆炸上限值过大,在多数场合下都达不到,故较少使用);
(3)足够引起粉尘爆炸的起始能量,该能量可以表现为火焰、电火花等多种形式。
大多数加工行业中的粉尘是“可燃的”。当悬浮在空气中的可燃性粉尘达到支持火焰传播的浓度时,同时点火源有足够能量,爆炸就会发生。就粉尘云而言,术语“可燃”,“易燃”,和“易爆”都具有相同的含义,可以互换使用。
为了消除/控制粉尘云爆炸危害,应采取以下措施:
> 了解粉尘的爆炸特性,
> 识别在正常和异常情况下,可燃性粉尘云存在或可能会存在的场所
> 识别在正常和异常情况下,可能存在的点火源,
> 正确的厂房设计以消除或控制粉尘爆炸的发生,保护人员和设备。
如上文所强调的,为了评价粉尘在设施中爆炸的风险及选择适当的安全基本要求,应先确定设施中需处理/加工的粉尘的爆炸特性。粉尘的爆炸特性通常分为两类,“爆炸的可能性(点火感度)”和“爆炸的后果(爆炸烈度)”。本文讨论这两类特性的测试。
实验室测试确定“爆炸后果(爆炸烈度)”
> 大爆炸压力,大压力上升速率,爆炸烈度(Kst Value) (ASTM E 1226)
实验室测量大爆炸压力和大压力上升速率,并用于计算粉尘云的爆炸烈度值Kst。这些数据可用于设计粉尘爆炸防护措施如泄爆、抑爆、耐爆等装置。
粉尘爆炸危害评定
粉尘云爆炸的安全基本要求
粉尘云爆炸风险管理包括采取措施避免爆炸发生(爆炸预防)或设计设施和设备以在发生爆炸时保护员工和设施(爆炸保护)。爆炸的预防和/或保护措施选择通常是基于以下几点:
> 关于粉尘对点火源的感度和粉尘的爆炸烈度的相关资料的熟识程度
> 过程和操作的性质
> 员工对可能存在的粉尘爆炸后果了解程度和鉴别能力,以及遵守预防措施的自觉性
> 爆炸对人员,环境,和业务的影响
爆炸预防措施
采取了以下措施后,爆炸的风险可以降低:
> -将环境中的氧化剂除去(通常是空气中的氧),使燃烧无法继续
> -通过适当的工厂设计,应用排气通风以及清洁来避免爆炸性粉尘云产生。
> -所有能点燃粉尘云的点火源被辨识并消除或得到有效控制。
爆炸保护措施
如果爆炸性环境不能被阻止形成和/或无法合理地排除所有可能的点火源,那么粉尘云爆炸有可能发生。在这种情况下应采取爆炸保护措施以保护员工并使设施损失减少到小。应该指出的是,除了采取合理的步骤以降低粉尘云形成/传播的可能性并排除点火源外,爆炸保护措施也应纳入考量。爆炸保护措施包括:
> -设备构造成能够承受工业过程中粉尘爆燃产生的大爆炸压力
> -将爆炸爆炸产物(压力和火焰)从设备泄放到安全的地方
> -在早期阶段检测出爆炸的发生,使用合适的抑制剂抑制爆炸
> -粉尘爆炸可以通过管道,输送机等传播。 不论考虑什么类型的爆炸保护措施,应防止爆炸从原发地传播到其他地方。这被称之为“隔爆”。隔离爆炸的步是避免不必要的连接。此外,可能需要在爆炸传播路径中设置障碍物来保护员工和设施。
粉尘爆炸筛选
中心除了全面了解企业粉尘爆炸特性(包括敏感度参数和烈度参数),为粉体企业或涉粉企业工艺设计、厂房设计、设备选型及事故隐患排查等提供;并且规范粉体企业或涉粉企业的安全生产,为粉体或涉粉企业生产、加工、处理、转运或贮存过程爆炸风险防控及安全生产提供技术支撑。
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