粉尘爆炸是指有限空间内可燃粉尘与空气混合形成的粉尘云,在点火源的作用下,粉尘与空气的混合物迅速燃烧,引起温度和压力的化学反应急剧上升。粉尘爆炸主要伴随着铝粉、锌粉、铝加工粉、各种塑料粉、有机合成中间体、小麦粉、糖、锯末、染料、胶状木灰、奶粉、茶粉、烟粉、煤尘、植物纤维粉尘等。
粉尘爆炸时一般得具有以下五个条件,先是粉尘本身具有可燃性或者爆炸性,第二是粉尘必须悬浮在空气中并与空气或氧气混合达到爆炸限,第三有足以引起粉尘爆炸的热能源,即点火源,第四粉尘具有一定扩散性,是粉尘在密封空间会产生爆炸,如制粒烘箱、沸腾干燥机都会发生、水粉尘爆炸。
如果粉尘的小点燃能比较低时(特别是小于25mJ),那么要进一步考虑粉尘的静电性质。主要还有考虑以下三个主要参数:
粉尘的体积电阻率——给出了粉尘的导电性或者绝缘性。数据也可以用于电气设备的选型
静电弛豫时间——这是测量静电电荷多久才能减轻到范围,它和电阻率以及荷电率应用于所有静电危害的评估。
起电率——这个可以识别静电的产生有多么容易。它提供粉尘沿标准材质例如金属和塑料管传输时的静电电荷数量和正负的数据。该数据对于识别在生产过程中可能成为点火源的高度带点情况非常有帮助。该信息也可以用于解决不存在不运输的问题例如粉尘意外停机,附着或者不好的混合导致的静电产生问题
粉尘爆炸检测项目
粉尘云爆炸下限、粉尘云爆炸压力、粉尘云压力上升速率、爆炸指数、粉尘云着火温度、粉尘层着火温度、粉尘云小点火能量、粉尘云氧限浓度、撞击感度、摩擦感度、隔板、克南、时间/压力、爆炸上限、爆炸下限、闭杯闪点、开杯闪点(燃点)、持续燃烧、自燃温度、危险化学品鉴定、敏感性、爆炸仓、GHS、危险品运输、静电火花感度、自动爆发点、物质性能评价。
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。
MIETA小点火能测试仪用于测试能够引起粉尘云爆炸的火花小能量,评价粉尘云的潜在爆炸危险性。仪器由粉尘扩散装置哈特曼管,能量控制箱和电压图表记录器组成。能量控制箱可提供从4mJ到2000mJ的火花能量,大充电电压为15kV;电压图表记录器可记录电容放电过程中的电压变化,计算出电弧真正释放的能量大小。本测试符合ASTM E2019-03,IEC 61241-2-3,GB/T 16428《粉尘云小着火能量测定方法》要求。
爆炸隔离
爆炸隔离是防止爆炸由系统的一部分传播到另外一部分的防爆技术,是限制爆炸损失的重要方法。事故分析表明,初始爆炸往往破坏不十分严重,爆炸传播导致的连锁二次爆炸往往会破环整个生产系统和工厂。
1、用物料隔离
设备的下料部分一般为锥体,在正常生产过程中保持一定的积料可以防止火焰 通过下料口在设备之间传播。
2、旋转下料阀型隔爆装置
旋转下料阀型隔爆装置和普通的旋转下料阀结构类似,但其设计考虑了隔爆的要求:其壳体和叶片能承受爆炸压力;其间隙宽度和间隙长度符合熄 灭火焰的要求。
3、管道换向隔爆装置(管道换向器)
管道换向泄爆装置的目的是防止爆炸从粉体加工设备或旋风除尘器传向袋式除尘器。当爆炸压力波和火焰传过来时(压力波在前),装置上的泄爆片在压力波的作用下开启,泄出压力和火焰,从而防止火焰向下游设备传播。
4、芬特克斯阀
芬特克斯阀的原理是爆炸产生的压力波使阀体移动并封闭管道并自锁,从而防止火焰通过。芬特克斯阀又分为主动式和被动式两种。
5、式隔爆闸板阀/蝶阀
式闸板阀采用压力传感器和火焰传感器组合探测爆炸信号,并通过爆炸开启的高速启动部件关闭闸板阀。隔断装置也可以蝶阀。
6、式隔爆喷射罐
式隔爆喷射罐在火焰前锋到来之前在管道内形成一段惰性气氛,达到熄灭火焰的目的。这种隔爆方式又称为化学隔爆。
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