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。
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。
粉尘爆炸检测项目:
1、可爆性筛选试验(Go/No-Go Screening Test)
2、敏感性测试
粉尘云小点火能(MIE)
粉尘云着火温度(MIT)
粉尘层着火温度(LIT)
3、爆炸威力测试
粉尘云爆炸压力(Pmax)
爆炸压力上升速率(dp/dt)
爆炸指数(Kst)和爆炸等级(St)
4、限测试
粉尘云小爆炸浓度(MEC/LEL)
限氧浓度(LOC)
5、静电特性
粉尘层电阻率(ρv)
KST是一项非常重要的测试!Pmax测量粉尘在封闭空间中施加爆炸的较大压力,但KST是爆炸性的一般测量值。它被广泛接受作为除尘系统设计目的的标准测量。
KST的重要性:
KST是爆炸压力的测量值,不是可燃性。低KST并不意味着您的粉尘不会燃烧并导致灾难性的损坏。KST只告诉你潜在的爆炸力有多强,而不是尘埃是多么易燃。
KST为0表示粉尘不可燃;它的Pmin和Pmax是0,在测试室中它不会产生任何爆炸。KST大于0表示粉尘易燃;当测试Pmax时,它会在测试室中产生爆炸。从0到200(包括许多金属粉尘),爆炸等级为1,一阵微弱的爆炸。注意:“弱爆炸”并不意味着“没有损坏”!灾难性的帝国制糖厂爆炸摧毁了一座建筑并杀十几个人,这是由KST为1的糖粉引起的。KST从200到300是强烈的爆炸(2级),可能包括纤维素粉尘,其他有机细粉尘,以及一些金属和塑料。*过300的KST是一次非常强烈的爆炸(3级)。铝和属于这一类。
与任何粉尘KST零以上是潜在可燃,并且可以引起爆炸。您的系统需要适当的防火和防爆。防火是保持点火源远离除尘器的关键,包括火花捕集器,中止闸门,水或化学抑制系统。爆炸通风对于确保爆炸不会造成严重损坏也至关重要。
不要以为日常不会燃烧的粉尘不会爆炸
粉体爆炸的形成和发展的过程:在密闭的工业设备内部产生的许多粉末和灰尘与空气中的氧气混合,假如达到适当的浓度,万一产生了火花,会由火花发展成小火球,如不抑制会由小火球发展成大火球,并伴随有高温高压的产生,当压力升高到一定程度,超出了设备的抗压强度,会发生爆炸。在此过程中,升高的压力会产生冲击波,而且冲击波的传播速度远大于火焰传播的速度,利用这个原理,让抑爆系统的传感器及时探测到冲击波,在火焰还没有时间发展成爆燃的时候,发射器喷射出抑爆剂(碳酸氢钠),将火焰喷灭,从而避免小火球演变成大火球,甚至形成爆炸,从而破坏设备,甚至危害到人身。
爆炸特点:
(1)多次爆炸是粉尘爆炸的特点;
(2)粉尘爆炸所需的小点火能量较高,一般在几十毫焦耳以上。
(3)与可燃性气体爆炸相比,粉尘爆炸压力上升较缓慢,较高压力持续时间长,释放的能量大,破坏力强。
某些厂矿生产过程中产生的粉尘,特别是一些有机物加工中产生的粉尘,在某些特定条件下会发生爆炸燃烧事故。国内外的研究成果表明,这些条件一般有三种:(1)可燃性粉尘以适当的浓度在空气中悬浮,形们常说的粉尘云;(2)有充足的空气和氧化剂;(3)有火源或者强烈振动与摩擦。通常认为,易爆粉尘只要满足条件(1)和条件(2),意味着具备了可能发生事故的苗头。
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