台湾新北市八仙水上乐园发生的可燃性彩色粉尘爆燃事故,教训十分深刻。目前,全国一些文艺演出、体育赛事、群众等活动中,经常使用可燃性彩色粉尘来烘托气氛和效果,一旦使用不当、管理不严,易引发事故,其危害主要表现:
一是具有强的破坏性,爆炸、爆燃波及范围广,特别是在大型活动和人员密集区,易导致群死群伤;
二是粉尘爆炸容易产生二次爆炸,威力大增;
三是爆炸、爆燃能产生大量有毒气体,造员中毒。
一些地区和单位对彩色粉尘使用中存在的风险认识不足,防范措施不完善,不到位,隐患突出。各地区、各有关部门和单位要通过认真组织开展大检查,从法规标准、责任、使用管理、现场防控、人员组织、应急处置等方面认真查找存在的问题,加大整治力度,完善规章制度,强化责任落实,建立长效机制,有效防范和遏制粉尘爆炸事故的发生。
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。
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。
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
爆炸严重性
通常我们在设计工艺的时候,要考虑到爆炸后果的严重性,以便于设计一个有效的防护措施。
爆炸保护措施通常有以下几种情况:
耐爆:设备必须有足够的强度来预防容器在爆炸中破裂。
泄爆:设计合适尺寸的泄爆板在爆炸中预防设备的超压。
抑爆:一个可以在达到危险压力以前检测并抑制爆炸的保护系统。
隔爆:用机械隔离或者化学隔离的方式将爆炸区域进行隔断,以减少爆炸所带来的损失。
无论使用上面哪一种措施,关键设计参数的计算都需要使用到爆炸严重性数据。
20升球测试提供了这个必要的爆炸严重性数据,包括爆炸压力(Pmax)和用来表示压力上升速率(dP/dt)的粉尘爆炸常数(Kst)。爆炸压力用于耐爆设计,粉尘爆炸常数用于泄爆和抑爆设计。
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