粉尘爆炸,指可燃粉尘在受限空间内与空气混合形成的粉尘云,在点火源作用下,形成的粉中诺检测尘空气混合物快速燃烧,并引起温度压力急骤升高的化学反应。粉尘爆炸多在伴有铝粉、锌粉、铝材加工研磨粉、各种塑料粉末、有机合成药品的中间体、小麦粉、糖、木屑、染料、胶木灰、奶粉、茶叶粉末、烟草粉末、煤尘、植物纤维尘等产生的生产加工场所。
粉尘爆炸的五个要素
发生粉尘爆炸的五个要素是:点火源、、助燃物、封闭空间以及悬浮混合。如果缺少其中的一项的话,粉尘爆炸不会发生。
因此发生粉尘爆炸的主要条件包括:
粉尘具备一定的可燃性
粉尘能够形成粉尘云并可在空气中传播蔓延
粉尘的浓度必须在可爆炸限值范围内
粉尘颗粒大小分布能传播火焰
环境有助燃物可以支持燃烧
必须有点火源
粉尘爆炸有二次爆炸特性。在粉尘爆炸发生后,冲击波导致沉积粉尘被扬起,并被点燃发生爆炸,这种现象被称为二次爆炸,绝大多数粉尘爆炸事故的破坏是二次爆炸造成的。
评估粉尘爆炸危害的一个重要特征在于粉尘是否会形成粉尘云
颗粒的大小对易燃性以及粉尘云爆炸危害程度都有着很大的影响。根据美国NFPA 654定义,粒径小于500μm的粉尘应视为可发生爆炸的粉尘,粒子越细,表面积越大,因此粉尘发生爆炸的可能性更高。因此,粉尘的颗粒分布,对火焰传递很重要。另外,如果材料易粉碎的情况下,不管材料起始粒子大小如何,应视为工艺中有粉尘存在。
当处理固体颗粒物时,如果存在产生细末的可能性则应引起重视。即使只有很小一部分的粉尘是细末,也应理解为存在严重的粉尘爆炸的可能性。如果大块的物质被运输或被扰动,则细尘即使在大块的物料被处置之后也会悬浮在空中。
粉尘爆炸发生的条件是什么?
a、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;
b、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);
c、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。
重要的粉尘爆炸测试参数有哪些?
粉尘云爆炸压力,系指在某一爆炸容器下测试所得的爆炸压力(20L球使用普遍) 泄爆、通风、抑爆、隔离、部分惰化
粉尘云爆炸压力上升速率,系指在某一爆炸容器下测试所得的压力上升速率 爆炸指数,压力上升速率和容器体积归一化处理后的结果
粉尘云小爆炸浓度,也称:爆炸下限 粉尘浓度控制 粉尘云小点火能量 点火源 粉尘云着火温度 工业过程及表面温度的控制
粉尘层着火温度 工业过程及表面温度的控制 粉尘云限氧浓度,粉尘云发生火焰传播所需的氧浓度 惰化处理
案例分析:
2003年1月29日,在位于美国北卡州金斯顿地区的西部服务公司(West Pharmaceutical Service Inc.)发生了一起严重的粉尘爆炸事故,事故造成6名工人,38人受伤(其中包括2名消防员)。
西部主要生产载体橡胶部件,例如器活塞,隔塞物以及瓶塞等。生产操作工艺包括橡胶调配,成型以及挤出。橡胶调配工艺包括两条立的生产线,每条都配有混料机、研磨机和胶片机。原材料在工厂的另一个区域准备。
美国CSB调查确定是由天花顶上悬浮累积的聚乙烯粉尘点燃了这次爆炸。
西部没有充足的关于用硬脂酸锌和聚乙烯作为橡胶胶片工艺抗粘剂的工程评估
西部的工程管理体系中没有确保相关工业火灾标准得到实施应用
西部的管理体系中对于材料数据表的评审没有有效的定义出可燃性粉尘爆炸的危害
金斯顿工厂的危害沟通程序中没有有效定义可燃性粉尘爆炸危害,工人们根本没有意识到这点
CSB根据事故提出以下建议:
建立和完善新材料的评审和工程项目的评审机制
确保生产中容易产生可燃性粉尘的设施需要符合NFPA654规范要求
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