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)。
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。
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
粉尘是否可爆?利用粉尘爆炸筛选装置主要用于初步鉴定粉尘样品是否具有爆炸性,可用于现场判定粉尘的爆炸性。
(1)判定依据: VDI2263.1-1990
(2))在爆炸筛选装置内4点火能量的条件下是否产生持续性火焰。如果粉尘不能在哈特曼中被点燃,那么需要更强大的点火源在更大的容器(1m3罐)中进行测试。
(3)判定依据:VDI2263.1-1990
(4)在1 m3装置内10kJ点火能量条件下产生的压力高于初始测试压力0.5bar。
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。
当然,在物质材料在不同环境及工艺的情况下,也会存在很大的差异,因此,我们通常建议对原材料进行粉尘爆炸的相关特性测试,以进行确定。当工艺中混杂有不同物料的混合粉尘时(如混料、除尘等),通常需要对在这些特定工艺中存在的混合物料进行相关测试。
在实验室分析中,可爆性判断一般需要通过粉尘爆炸性筛分测试来进行判断。粉尘爆炸性筛分(也称A/B分类测试或者GO/NO GO测试),该测试的目的是检测一个扩散的粉尘云在环境条件下和高温时是否存在爆炸的危害。为了决定粉尘是否具有爆炸性,当粉尘能形成上述所说的粉尘云时,则需要进行A/B组的分类测试。通过这个测试,物质将会被分为A类(可爆性)及B类(不可爆性)。
A/B分类测试是使用被称作为哈特曼管的装置来进行的。它的构造是一个垂直安装的约1升的有机玻璃管(哈特曼管),哈特曼管中配备压缩空气,粉尘扩散系统和连接到一个高压变压器的铜电。该变压器用来在2个电间产生一个高能量的,连续的电弧,并以此作为点火源,当粉尘由压缩空气吹起进过点火源时,观察其是否发生点燃及压力释放的过程,如果存在,即可判定为可燃粉尘。
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