为什么粉尘会点燃?正宗的说法是比表面积增加,换热效率提高,所以容易点燃。一定浓度的粉尘空气混合物与一定浓度的燃气混合物相似,都能够在开放空间爆燃,在封闭空间爆炸。然而,按照程的点火理论来说,粉尘直径缩小,会导致预热损失的减少(因为空气是不良导体),本来表面吸热会有很大一部分传到内部(固体燃料的特征是点火需预热),称作预热损失。粉尘体积减小之后,表面吸热无处可传,停留在表面的结果,是传热时间尺度的降低,升温加速,所以点火不需要时间,是危险性增加的传热学理由了。粉尘容易点火,可以说是粉尘为何爆炸的一个重要环节,但不是后果严重的全部理由。
粉尘点火敏感度
粉尘于小点火能测试:确定电气设备放电是否可点燃爆炸性粉尘与空气混合物,小灯火能量用以评定电气或静电放电能引起相应的点燃危险,终确定电气设备能否适中诺检测合安装于爆炸性粉尘存在的场所。
粉尘着火温度测试:控制设备表面热表面温度,防止粉尘于和粉尘层被点燃,为粉尘防爆电气设备选型提供依据。
标准测试项目
为了了解粉尘的爆炸参数,通常会进行以下3种试验。
筛选试验(可爆/不可爆)
测试目的:了解粉尘是否可燃可爆。
测试内容:进行高能量点火试验,以验证粉尘是否能被点燃。
筛选测试设备
MIE(小点燃能量)试验
测试目的:了解粉尘的小点燃能量。
测试内容:当发现粉尘可燃后,使用不同的点火能量对其进行额外测试,以确定粉尘所需的点燃能量。
测试目的:了解粉尘爆炸的上升时间和压力。
测试内容:爆炸试验将在密闭容器中进行,以验证点火后粉尘的爆炸情况。爆炸指数和爆炸压力将由一系列试验确定。粉尘云将通过化学点火器点燃。
粉尘爆炸性测试
粉尘爆炸筛选
粉尘爆炸敏感度参数
粉尘云小点火能MIE
粉尘层着火温度LIT
粉尘云着火温度MIT
粉尘层比电阻
粉尘爆炸下限浓度LEL
粉尘云限氧浓度LOC
粉尘爆炸烈度参数
爆炸压力
爆炸压力上升速率
爆炸指数
现场防爆检测
粉尘爆炸隐患排查
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
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
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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