粉尘爆炸是指有限空间内可燃粉尘与空气混合形成的粉尘云,在点火源的作用下,粉尘与空气的混合物迅速燃烧,引起温度和压力的化学反应急剧上升。粉尘爆炸主要伴随着铝粉、锌粉、铝加工粉、各种塑料粉、有机合成中间体、小麦粉、糖、锯末、染料、胶状木灰、奶粉、茶粉、烟粉、煤尘、植物纤维粉尘等。
粉尘爆炸时一般得具有以下五个条件,先是粉尘本身具有可燃性或者爆炸性,第二是粉尘必须悬浮在空气中并与空气或氧气混合达到爆炸限,第三有足以引起粉尘爆炸的热能源,即点火源,第四粉尘具有一定扩散性,是粉尘在密封空间会产生爆炸,如制粒烘箱、沸腾干燥机都会发生、水粉尘爆炸。
如果粉尘被判定为可燃粉尘的话,那么通常要考虑以下几方面的测试项目:
点燃敏感度
通过A/B类测试,粉尘的爆炸特性得到了确认。那么,我们需要了解其点火敏感度来确定周边环境中所存在的潜在点火源是否可以点燃该粉尘。潜在的点火源可能是静电释放、机械火花(研磨/摩擦)或者高温热表面等。
点火敏感度包括小点燃能量和点燃温度。其中点燃温度又分为:粉尘云点燃温度(MIT-C)和粉尘层点燃温度(MIT-L, LIT)
小点燃能量(MIE)
易燃物质的小点燃能量(MIE)是理想条件下使用电容火花放电或电感放电点燃浓度的材料所需的小能量。在评估静电释放及机械引燃危害时,小点火能是一个很重要的参数。通常有两种方法来测试小点燃能量,纯电容法或者加入电感到已有的电路中(电感法)。电感法使用1 mH 的电感接入对地环路,获得持续的火花。粉尘和空气混合物的小点燃能的测试方法可参见IEC61241-2-3/EN 13821标准,标准推荐了可使用上述两种方法中的任意一种进行,方法的选择取决于数据的应用。
通常电感测试获得的数据会比纯电容测试获得的数据低。通过电感测试获得小点燃能量通常会被小点燃温度一起被使用,以用来决定机械运动过程中产生的各种火花带来的危害。纯电容法获得数据必须用来进行静电危害评估。小点燃能检测方法的确定需要在测试之初进行说明并得到认可。
影响粉尘爆炸的因素有哪些?
粉尘是指分散的固体物质。粉尘爆炸是指悬浮于空气中的可燃粉尘触及明火或电火花等火源时发生的爆炸现象。
粉尘爆炸条件:可燃粉尘爆炸应具备三个条件,即粉尘本身具有爆炸性,粉尘必须悬浮在空气中并与空气混合到爆炸浓度,有足以引起粉尘爆炸的火源。
较常见的粉尘爆炸有煤粉、面粉、木粉、糖粉、玉米粉、土豆粉、干奶粉、铝粉、锌粉、、粉等。
但只要我们加强防范措施,这类爆炸还是可以避免的。如采用有效的通风和除尘措施,严禁吸烟及明火作业。在设备外壳设泄压活门或其他装置,采用爆炸遏制系统等。对有粉尘爆炸危险的厂房,必须严格按照防爆技术等级进行设计,并单设置通风、排尘系统。要经常湿式打扫车间地面和设备,防止粉尘飞扬和聚集。
*系统要有很好的密闭性,必要时对密闭容器或管道中的可燃性粉尘充入氮气、二氧化碳等气体,以减少氧气的含量,抑制粉尘的爆炸。
粉尘爆炸检测标准
ISO IEC 80079-20-2-2016 爆炸性气体环境第20-2部分 材料特性 可燃性粉尘试验方法
GB/T12474-2008 空气中可燃气体爆炸限测定方法
ASTM EI 1226-12a 测定粉尘云爆炸性的标准试验方法
AQ4273-2016 粉尘爆炸危险场所用除尘系统技术规范
BSEN152 0173 3840-2012 气体和蒸气爆炸限的测定
AQ4241-2015纺织工业除尘设备防爆技术规范
VDI 2263-1:1990 粉尘燃烧和粉尘爆炸危险评定——防护措施测定粉尘特性的试验方法
GB/T 16429 ASTM E1491 BS EN 50281-2-1 粉尘云小着火温度
当氧浓度低于某一限浓度时,无论粉尘浓度为多大,粉尘云均不能发生爆炸,该浓度称为该种粉尘的限氧浓度(限氧浓度可查有关资料获得)。控制气氛浓度在限氧浓度以下的惰化称为惰化。通过往气氛中加入惰性气体,但氧浓度仍在限氧浓度之上的方法称为部分惰化。
粉体处理设备内部很难控制粉尘浓度在爆炸限之外,因此惰化是防止形成可爆粉尘云的重要措施,煤粉、金属粉尘和塑料类粉尘通常采用惰化的方法进行爆炸防护。部分惰化虽不能完全防止爆炸的发生,但可增尘的小点火能量(从而减小了点燃频率),并降低爆炸的猛烈程度。
惰化是通过降低氧浓度防止爆炸,或者减少点燃的可能性并降低爆炸猛烈程度的方法。惰化常用于煤粉、金属粉尘和塑料类粉尘等粉体的处理过程。
惰性介质可以采用氮气、二氧化碳、烟道气和用惰性气体稀释到必要含氧量的空气或其它工业废气以及惰性粉尘等。常用的惰化气体为氮气和二氧化碳。
可燃性粉尘在生产加工行业中出现的场景
可燃性粉尘在生产加工行业中的很多情况下都有可能会产生:
先,在涉粉生产的工艺中,特别是在除尘、气力输送、机械输送、破碎、粉碎、研磨、球磨、筛分、风选、熔融雾化、熔融造粒、混合、压片、气流干燥、流化床干燥、喷雾干燥、旋转干燥、铣屑、锯切、打磨、抛光、抛丸、喷砂、喷漆等工艺。
其次,除了涉粉生产工艺中,在一些设备设施上,通常容易出现可燃性粉尘积聚的情况,这些设备包括(但不局限于)料仓、漏斗、收料容器、管道、球磨机、雷蒙磨、除尘器、干燥机、提升机、皮带机、刮板机、螺旋输送、电子称、地面、设备表面、墙体、钢结构、悬挂顶棚等。
还有,在涉粉生产的很多关键操作过程中也会产生易燃粉尘的情况,例如投料、卸料、正常作业、设备检查、检修以及清扫等操作。
因此,在我们涉粉生产过程中,我们在考虑可燃性粉尘存在的场所时,需要考虑到这些工艺、设备以及相关操作所带来的粉尘爆炸危害。
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