粉尘爆炸检测
【定义】 粉尘爆炸,指粉尘在爆炸限范围内,遇到热源(明火或温度),火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间,化学反应速度*快,同时释放大量的热,形成很高的温度和很大的压力,系统的能量转化为机械功以及光和热的辐射,具有很强的破坏力。
【具有爆炸性的粉尘】具有爆炸性粉尘有:金属(如、铝粉);煤炭;粮食(如小麦、淀粉);饲料(如血粉、鱼粉);农副产品(如棉花、烟草);林产品(如纸粉、木粉);合成材料(如塑料、染料)。
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。
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
影响粉尘爆炸的因素有哪些?
粉尘是指分散的固体物质。粉尘爆炸是指悬浮于空气中的可燃粉尘触及明火或电火花等火源时发生的爆炸现象。
粉尘爆炸条件:可燃粉尘爆炸应具备三个条件,即粉尘本身具有爆炸性,粉尘必须悬浮在空气中并与空气混合到爆炸浓度,有足以引起粉尘爆炸的火源。
较常见的粉尘爆炸有煤粉、面粉、木粉、糖粉、玉米粉、土豆粉、干奶粉、铝粉、锌粉、、粉等。
但只要我们加强防范措施,这类爆炸还是可以避免的。如采用有效的通风和除尘措施,严禁吸烟及明火作业。在设备外壳设泄压活门或其他装置,采用爆炸遏制系统等。对有粉尘爆炸危险的厂房,必须严格按照防爆技术等级进行设计,并单设置通风、排尘系统。要经常湿式打扫车间地面和设备,防止粉尘飞扬和聚集。
*系统要有很好的密闭性,必要时对密闭容器或管道中的可燃性粉尘充入氮气、二氧化碳等气体,以减少氧气的含量,抑制粉尘的爆炸。
如果粉尘被判定为可燃粉尘的话,那么通常要考虑以下几方面的测试项目:
点燃敏感度
通过A/B类测试,粉尘的爆炸特性得到了确认。那么,我们需要了解其点火敏感度来确定周边环境中所存在的潜在点火源是否可以点燃该粉尘。潜在的点火源可能是静电释放、机械火花(研磨/摩擦)或者高温热表面等。
点火敏感度包括小点燃能量和点燃温度。其中点燃温度又分为:粉尘云点燃温度(MIT-C)和粉尘层点燃温度(MIT-L, LIT)
小点燃能量(MIE)
易燃物质的小点燃能量(MIE)是理想条件下使用电容火花放电或电感放电点燃浓度的材料所需的小能量。在评估静电释放及机械引燃危害时,小点火能是一个很重要的参数。通常有两种方法来测试小点燃能量,纯电容法或者加入电感到已有的电路中(电感法)。电感法使用1 mH 的电感接入对地环路,获得持续的火花。粉尘和空气混合物的小点燃能的测试方法可参见IEC61241-2-3/EN 13821标准,标准推荐了可使用上述两种方法中的任意一种进行,方法的选择取决于数据的应用。
通常电感测试获得的数据会比纯电容测试获得的数据低。通过电感测试获得小点燃能量通常会被小点燃温度一起被使用,以用来决定机械运动过程中产生的各种火花带来的危害。纯电容法获得数据必须用来进行静电危害评估。小点燃能检测方法的确定需要在测试之初进行说明并得到认可。
易发生粉尘爆炸的工艺过程
粉碎过程
按作用力性质不同,粉碎过程有:挤压、撞击、研磨、劈裂以及弯曲、撕裂等方法,一般情况下,粉碎研磨要同时利用多种作用力。粉碎操作由于机械力的作用会扬起大量粉尘,设备内悬浮的粉尘往往处于爆炸浓度范围之内。且各种力的作用更容易产生摩擦、撞击火花,静电等点火源,导致粉尘爆炸的发生。这类设备如颚式破碎机、滚筒轧碎机、球磨机、胶体磨等,都是具有粉尘爆炸的危险设备。
分离过程
典型的分离装置有旋风分离器。和其他类似装置一样,分离的主要原理都是利用气流旋转过程中作用在物料上的离心力,使物料按重量大小达到分离的效果。在风力作用下,分离器内的粉尘均处于悬浮状态,此时,如存在足够能量的点火源,爆炸事故会不可避免地发生。
除尘过程
除尘器的原理通常是利用滤材将气体流中的颗粒阻挡住,除尘前粉尘是处于悬浮状态的,不仅如此,在滤材清灰时通常采用脉冲反吹风方式,此时,粘附在滤材上的粉尘又再次处于悬浮状态,若恰好有足够能量的点火源,也将发生粉尘爆炸事故。
干燥过程
干燥是从含水或湿物料中脱除水分或其他溶剂的操作过程,气流干燥器是一种流化设备,湿物料在高速热气流载体的流动中进行传热传质,再经旋风分离器使物料中水分随热空气排出;喷雾干燥器是将含水量高达75%~80%的溶液、悬浮液或熔融液的物料在热气流中喷成细雾,雾滴在很短时间内燥成粉末;沸腾干燥器又称流化床干燥器,是利用热气流使散粒状物料在干燥器内呈沸腾状态,使水分汽化、脱除,达到干燥的目的。使用喷雾、气流或沸腾干燥器干燥颗粒状物料或粉料时,设备内形成的可燃粉尘-空气混合物的爆炸事故在生产中时有发生。
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