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。静电粉末喷涂现场因粉末涂料的成分特性及应用场景的环境特性,尘爆也是我们始终关注及落实防范的!粉尘爆炸的条件及危害:
一、条件:
(1)粉尘本身具有可燃性或者爆炸性;
(2)粉尘必须悬浮在空气中并与空气或氧气混合达到爆炸限;
(3)有足以引起粉尘爆炸的热能源,即点火源;
(4)粉尘具有一定扩散性;
(5)粉尘在密封空间
二、危害:
(1)粉尘爆炸的较高压力持续时间长,释放的能量大,具有强的破坏性。
(2)在爆炸后的短时间内爆炸中心区会形成负压,周围的新鲜空气便由外向内填补进来,与扬起的粉尘混合,在次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。
(3)能产生一氧化碳和(如塑料)自身分解的有毒气体。
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。
粉尘爆炸检测方法和标准:
干燥减量法GB/T 6284
卡尔·费休法GB 6283
激光衍射法ISO 13320
粉尘云可爆性筛选试验ASTM E1226 VDI 2263-1
粉尘云小点火能GB/T 16428 ASTM E2019BS、 EN 13821
粉尘云小爆炸浓度GB/T 16425 ASTM E1515、 BS EN 14034-3、VDI 2263-1
粉尘云小着火温度GB/T 16429、ASTM E1491、BS EN 50281-2-1、VDI 2263-1、IEC 1241-2-1
粉尘层小着火温度GB/T 16430、ASTM E2021、BS EN 50281-2-1、VDI 2263-1、IEC 1241-2-1
较小点火能量(MIE):这是衡量点燃粉尘所需能量的指标。有些粉尘需要大量能量来点燃(在某些爆炸中,点火源是过热轴承或明火)。其他粉尘可以用*少的能量点燃。静电可以点燃许多类型的粉尘。MIE是指需要多少能量才能使粉尘点燃。
较低爆炸浓度(MEC):测量必须存在多少粉尘才能引起爆炸。它通常用空气中的粉尘测量。它告诉你,如果周围有热源,空气中会有多少粉尘点燃。这很重要,因为它解释了需要在空气中漂浮多少粉尘才能引起爆炸。二次爆炸发生在该区域积聚的粉尘在*次爆炸时放入空气中时,可能会产生更多的粉尘并且*加危险。
较小和较大爆炸压力(PMIN和PMAX):较小和较大爆炸压力。粉尘测试在可测量压力的容器内进行。Pmin是粉尘点燃产生的较小压力。Pmax,*重要的是,爆炸点火可以产生的较大压力。
粉尘是否可爆?利用粉尘爆炸筛选装置主要用于初步鉴定粉尘样品是否具有爆炸性,可用于现场判定粉尘的爆炸性。
(1)判定依据: VDI2263.1-1990
(2))在爆炸筛选装置内4点火能量的条件下是否产生持续性火焰。如果粉尘不能在哈特曼中被点燃,那么需要更强大的点火源在更大的容器(1m3罐)中进行测试。
(3)判定依据:VDI2263.1-1990
(4)在1 m3装置内10kJ点火能量条件下产生的压力高于初始测试压力0.5bar。
常用的防护措施或方案主要有四种:遏制、泄放、抑制、隔离。其中泄放分为正常情况下的压力泄放和无火焰泄放;隔离分为机械隔离和化学隔离。主要防护设备包括:防爆板(Explosion Panel)、防爆门(Explosion Vent)、无焰泄放系统(Flameless Venting)、隔离阀(Explosion Isolation Valve)以及抑爆系统(ExplosionSuppression Systems)。在实际应用中,并不是每一种防护措施单使用,往往采用多种防护措施进行组合运用,以达到更可靠更经济的防护目的。
先,对于遏制,是在设计、制造粉体处理设备的时候采用增加设备厚度的方法以设备的抗压强度,但是这种措施往往以高成本为代价,在金属材料价格日益昂贵的,采用这种措施显然是非常不经济的。
其次,对于泄放,包括正常泄放和无焰泄放,是利用防爆板、防爆门、无焰泄放系统对所保护的设备在发生爆炸的时候采取的主动爆破,泄放爆炸压力的办法进行泄压,以达到保护粉体处理设备的。防爆板通常用来保护户外的粉体处理设备,如粉尘收集器、旋风收集器等,压力泄放的时候并随有火焰以及粉体的泄放,可能对人员和附近设备产生伤害和破坏;防爆门通常用来保护处理粉体的车间建筑,以达到整个车间避免产生粉体爆炸;对于处于室内的粉体处理设备,有时对泄放要求非常严格,不能产生火焰、物料泄放或者没有预留泄放空间的情况下,通常会采用无焰泄放系统,以达到保护人员以及周围设备的。
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