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。
粉尘爆炸常规检测项目:
水分含量、粒度分布、粉尘云小点火能、粉尘云小爆炸浓度、粉尘云小着火温度、粉尘层小着火温度。
粉尘爆炸性条件检测:
(1)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;
(2)在有限空间内,粉尘悬浮在空气中达到爆炸浓度(爆炸的浓度叫做爆炸下限,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);
(3)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。
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
点燃温度(MIT)
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)。
粉尘云点燃温度(MIT-C)是指在粉尘云(粉尘和空气的混合物)受热时,使粉尘云被点燃并发生火焰传播的热表面温度。粉尘云的点燃温度指示热表面点火敏感性。点燃温度试验可以为以下工艺操作提供有关信息:
干燥器中可能存在的热表面导致的点火敏感性
轴承与其它机械部件过热导致的点火敏感性
摩擦起火的点火敏感性
电气设备的允许外表面温度
注:点燃温度也不是粉尘的一项基本的固有特性,其取决于颗粒尺寸、含水量与测试设备等。
粉尘层点燃温度(MIT-L, LIT)是指在粉尘层受热表面加热时,粉尘层被点燃时的加热温度(热表面温度)。粉尘层点燃温度反映了粉尘在堆积状态时对点燃的敏感程度。粉尘层着火后通常不会自身发生爆炸,但可成为粉尘爆炸的点火源。粉尘的点燃温度为能点燃粉尘层(5, 12毫米厚)的加热自立表面的温度对于较厚的粉尘层,可能在较低的温度隐燃/灼热-这种现象通常称之为自热。该测试仅适用于达到点燃温度前不会熔化或蒸发的材料。
粉尘层着火温度(MIT-L, LIT)的主要应用在于电气防爆设备的选型以及控制有粉尘的场所的发热设备的表面温度。
不管是工艺装置还是工作场所内的粉尘的操作处理我们都要知道粉尘的点燃敏感度信息。有了这些信息我们才可以识别所有有能力点燃粉尘云的点火源以及采取相应的措施。同样包括MIE,粉尘在高温表面(包括机械和电气设备)被引燃的敏感度。进行这两个测试来评估高温表面点燃的敏感度-粉尘云的小点燃温度(MIT)和粉尘层(标准是5mm)的小点燃温度(LIT)。根据的欧洲标准要求用这两个测试确定可以用于潜在危险区域的电气和非电气的表面温度。
如果一种物质很容易被点燃(例如,MIE、MIT或者LIT比较低),那么避免点火源不能认为是终的“基础”。在这种情况下,点火源要尽可能地识别并还需要采取一些其他的爆炸预防和保护措施才能达到终的“基础”要求。
生产过程中常见的多种引火源
1、设备内的摩擦撞击火花:设备内部由于机械运转部位缺乏润滑而摩擦生热;物料、硬性杂质或脱落的零件与设备内壁碰击打出火星。表面粗糙的坚硬物体相互猛烈撞击或摩擦时,产生的火星撞击或摩擦脱落的高温固体微粒。据统计,仅粉碎研碎设备因摩擦撞击引起的爆炸事故占57%。
2、电火花和静电火花:电气设备故障引起的电火花是常见的一种引火源,事故案例较多。物料在输送和粉碎研磨的搅拌中,粉料与管壁、设备壁,粉料的颗粒与颗粒之间的摩擦和碰击。
3、沉积粉尘的阴燃和自燃,沉积在加热表面如照明装置、电动机、机械设备热表面的粉尘,受热一段时间后会出现阴燃,终也可能转变为明火,成为粉尘爆炸的引火源。粉尘易阴燃的层厚范围为10~20mm。可燃粉尘在沉积状态下还具有自燃的倾向,因为粉尘微粒与空气接触发生氧化放热反应,在一定条件下热量不能充分散发,粉层内温度会升高引起自燃。长期积聚在设备裂缝中和管道拐弯处的粉尘易发生自燃。
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