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。
限氧浓度(LOC)
一般来说在贫氧环境中工作是避免产生易燃环境的常见的方法,但这种只适用于氧气含量容易控制并监测的封闭环境(例如容器的内部)。当使用这种基础时,必须设置限氧浓度(LOC)使粉尘云不能燃烧。限氧浓度(LOC)是指当氧含量降低到一定程度的时候,无论粉尘浓度怎样变化,粉尘云都不会发生爆炸,该浓度称之为限氧浓度(LOC)。限氧浓度是能使粉尘云中火焰可持续传播的氧气含量的小百分数。该数据是在20L球形装置内都能检测出来的。
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
相关测试
1、粉尘云可爆性筛选试验:该测试用于判定是否爆炸性粉尘测试标准:
A、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B、ASTM EI 1226-12a测定粉尘云爆炸性的标准试验方法
C.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
2、爆炸下限(LEL):可燃蒸气、气体或粉尘与空气组成的混合物遇火源即能发生爆炸的浓度(可燃蒸气、气体的浓度,按体积比计算)
测试标准:
A、GB/T 16425-2018粉尘云爆炸下限浓度测定方法B、ASTME 1515-14可燃粉尘爆炸浓度标准测定方法
C、BSEN 14034-3:2006+A1:2011粉尘云爆炸特性测定第3部分:粉尘云爆炸下限LEL的测定D、VDI2263-1:1990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
3、爆炸压力Pmax、爆炸指数Kst:反映爆炸猛烈程度的重要参数,用于爆炸泄压、爆炸抑制、爆炸隔离和抗爆设计。
测试标准:
A、GB /T 16426-1996粉尘云爆炸压力和压力上升速率测定方法B、ASTM E1226-12a测定粉尘云爆炸性的标准试验方法
C. BSEN 14034-1-2004+A1: 2011,BSEN 14034-2-2006 +A1:2011粉尘云爆炸特性的概念:粉尘云爆炸压力Pmax的测定,粉尘云爆炸特性的测定:第4部分:尘云的限氧气浓度LOC的测定
D、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E、ISO 6184-1:1985抑爆系统.第1部分:空气中可燃粉尘爆炸指数的测定
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。
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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