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粉塵爆炸基礎(chǔ)知識及其風險控制

		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年01月12日
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粉塵爆炸基礎(chǔ)知識及風險控制
內(nèi) 容 提 要
1、粉塵爆炸的基本概念
1.1粉塵為啥會爆炸？
1.2哪些粉塵會爆炸？
1.3粉塵爆炸的必要條件是什么？
1.4描述粉塵爆炸特性的參數(shù)有哪些？測試這些參數(shù)有何意義？
1.5影響粉塵爆炸特性的因素有哪些？
2、粉塵爆炸風險控制
2.1 何謂粉塵爆炸風險？如何定義？
2.2 粉塵爆炸風險如何評估？
2.3 粉塵爆炸風險如何控制？
2.4 粉塵爆炸危險場所如何劃分？
2.5 防爆電氣如何選擇？
1.1粉塵為什么會爆炸？
可燃物質(zhì)越細小越容易點燃、燃燒速度越快

1.1粉塵為什么會爆炸？
物質(zhì)燃燒釋放的是化學(xué)能
1g TNT(C6H2CH3(NO2)3) 完全燃燒釋放  4.5kJ；
1g 玉米淀粉（C6H10O5)n 完全燃燒釋放  多少能量？
1g鋁粉呢？30kJ

1.2.哪些物質(zhì)會發(fā)生粉塵爆炸？
粉塵爆炸的化學(xué)本質(zhì)——燃燒
只要能發(fā)生燃燒的物質(zhì)，理論上都能發(fā)生粉塵爆炸
非穩(wěn)定的氧化物會產(chǎn)生粉塵爆炸
有些物質(zhì)和CO2,N2也能發(fā)生反應(yīng)
能發(fā)生粉塵爆炸的物質(zhì)
天然有機物質(zhì)（谷物，糖，麻等）
合成有機材料（塑料，有機顏料，殺蟲劑等）
煤
金屬（鋁，鎂，鋅，鐵，鋯等）
哪些物質(zhì)不會發(fā)生粉塵爆炸？
硅酸鹽
硫酸鹽
硝酸鹽
碳酸鹽
普通水泥
沙子
天然大理石
不銹鋼粉塵？石墨？炭黑？活性炭？  
1.3.粉塵什么條件下會爆炸？ 
可燃粉塵
氧化劑（air）
點火源
空間相對受限
粉塵云
（1）可燃性粉塵:可與助燃氣體發(fā)生氧化反應(yīng)而燃燒的粉塵。
（2）氧化劑—氧氣，CO2,N2?。
（3）點火源:高溫表面或火花或輻射等。     
（4）粉塵云：懸浮并達到爆炸下限。
（5）密閉空間:粉塵云被限制在相對密閉的空間。

（1）明火：  
     吸煙；工業(yè)動火-如氣焊割；其它明火-如加熱爐
（2）高溫物體：
加熱設(shè)備、供暖設(shè)備和管線（電烙鐵、暖氣片、未加保溫的熱力管道）；非防爆電機、燈具的熱表面（過熱馬達、白熾燈）；
其他（汽車排氣管、煙囪火星、焊割作業(yè)金屬熔渣）
（3）電氣火花：
電氣線路短路
電纜老化
電纜因環(huán)境原因被破壞（機械破壞、老鼠啃咬等）
非防爆電氣設(shè)備啟?；蜻\行過程產(chǎn)生的火花
非防爆的接插件、非防爆開關(guān)、非防爆電機
 電氣設(shè)備過載
（4）靜電放電：
火花放電、刷型放電、電暈放電、靜電積累、人體靜電等
常見點火源
（5）撞擊與摩擦
各種打磨拋光工具和金屬件的摩擦
轉(zhuǎn)動軸摩擦發(fā)熱
粉碎研磨設(shè)備中混入雜物（鐵屑等）
斗式提升機跑偏、打滑、斷帶
皮帶輥與支架摩擦
刮板機刮板與箱體摩擦
螺旋輸送機堵料摩擦
旋轉(zhuǎn)下料閥堵料摩擦
風機葉輪與殼體或外物摩擦或碰撞
采用不防爆的作業(yè)工具
（6）光線照射與聚焦：雷閃電、光線聚焦
（7）化學(xué)反應(yīng)放熱：氧化燃燒、自燃
常見點火源
容易發(fā)生粉塵爆炸的工藝與設(shè)備
打磨拋光
各類金屬制品、木制品、塑料制品等存在打磨拋光生產(chǎn)工藝，其粉塵顆粒細微，極易在空間擴散形成粉塵云，一旦空間受限，則易發(fā)生粉塵爆炸。

干式除塵系統(tǒng)
   除塵器工作狀態(tài)下，因自重降落和濾袋清灰，灰斗內(nèi)始終存在高濃度懸浮狀粉塵，若遇有足夠能量的點
火源，極易
引發(fā)粉塵
爆炸事故。
粉料管道氣力輸送過程中，高濃度細粉料與空氣處于完全混合懸浮的流動狀態(tài)，易引起粉塵爆炸，且輸送管線與分離過濾器和除塵設(shè)備相連，易引起二次爆炸。
氣力輸送系統(tǒng)
容易發(fā)生粉塵爆炸的工藝與設(shè)備
其它生產(chǎn)設(shè)備
   糧食、飼料企業(yè)的斗式提升機、筒倉、料倉、料斗等都是極易發(fā)生粉塵爆炸的生產(chǎn)設(shè)備。
        干燥過程
使用噴霧、氣流或沸騰干燥器干燥顆粒狀物料或粉料時，設(shè)備內(nèi)形成的可燃粉塵——空氣混合物的爆炸事故在生產(chǎn)實踐中時有發(fā)生。
容易發(fā)生粉塵爆炸的工藝與設(shè)備
  1.4.粉塵爆炸的特性如何描述？ 
著火敏感性參數(shù)
 粉塵云爆炸下限（MEC）：粉塵發(fā)生爆炸所必須達到的最低粉塵\空氣混合物濃度，一般為幾十到幾百g/m3，MEC越低越敏感，越容易發(fā)生爆炸；
 粉塵云最小著火能量（MIE）：引燃粉塵云著火爆炸的最低電火花能量，一般為幾十到幾百mJ，MIE越小越敏感，越容易被靜電火花引燃；粉塵云最低著火溫度（MITC）：粉塵呈云狀時能被引燃的最低熱表面溫度，越低越易著火爆炸；
粉塵層最低著火溫度(MITL)：粉塵呈堆積層狀時能被引燃的最低熱表面溫度，越低越易著火爆炸；

1.4粉塵爆炸的特性如何描述？ 
爆炸嚴重度參數(shù)
粉塵云最大爆炸壓力(Pmax)：粉塵發(fā)生爆炸所能達到的最大壓力，一般不超過0.9MPa，Pmax越大破壞力越大；
粉塵云爆炸壓力上升速率（dp/dt）：粉塵爆炸時產(chǎn)生壓力上升的速度，dp/dt越大越接近于炸藥，越難以防護；
爆炸指數(shù)Kst=（dp/dt）V1/3 
1.4.測試粉塵爆炸特性參數(shù)有何意義？ 
用于了解粉塵本身著火爆炸的危險性；
用于評估生產(chǎn)工藝粉塵爆炸風險；
用于工業(yè)現(xiàn)場粉塵防爆方案的設(shè)計；
  1.5 影響粉塵爆炸的因素有哪些？

粉塵濃度：爆炸下限，爆炸上限
粉塵粒徑：粒徑越小，爆炸強度越高，反之安全，50目（約360微米）的鎂粉會爆炸嗎？
含水量（水分）：
點火源強度：點火能量越高，越容易爆炸  
氧含量：必須達到最低氧含量
    定義：綜合反映生產(chǎn)過程粉塵爆炸事故發(fā)生可能性（P）和后果嚴重度（C）的指標。
       計算原則： R=P*C
       計算方法：需要采用系統(tǒng)的分析方法進行粉塵爆			  炸風險評估。

2.1 粉塵爆炸風險的基本概念
2.2 粉塵爆炸風險評估的基本內(nèi)容
    
1）粉塵爆炸事故危險源的辨識
爆炸性粉塵辨識：爆炸性篩分測試
建筑、工藝及設(shè)備辨識： 
   (1)粉塵爆炸危險場所設(shè)置在非框架結(jié)構(gòu)的多層建構(gòu)筑物內(nèi)或與居民區(qū)、員工宿舍、會議室等人員密集場所安全距離不足。
   (2)可產(chǎn)生爆炸性粉塵環(huán)境的工藝：重點是除塵、氣力輸送、粉碎、拋光打磨、涂裝等；
2.2 粉塵爆炸風險評估的基本內(nèi)容
    
1）粉塵爆炸事故危險源的辨識
  (3)可產(chǎn)生爆炸性粉塵環(huán)境的設(shè)備包括但不限于：磨機、混合機、干燥機、斗式提升機、料倉、緩沖斗、除塵器、管道、地坑等；
  (4)導(dǎo)致工藝或設(shè)備產(chǎn)生點火源的條件或狀態(tài)包括但不限于：摩擦、撞擊、過載、電氣短路老化、靜電、粉塵自熱、跑偏、打滑、斷帶等；
  
2.2 粉塵爆炸風險評估的基本內(nèi)容
    
1）粉塵爆炸事故危險源的辨識
(5)導(dǎo)致爆炸后果嚴重的工藝或設(shè)備的條件或狀態(tài)
可燃性粉塵與可燃氣體等易加劇爆炸危險的介質(zhì)共用一套除塵系統(tǒng)，不同防火分區(qū)的除塵系統(tǒng)互聯(lián)互通。
除塵系統(tǒng)采用粉塵沉降室除塵，或者采用干式巷道式構(gòu)筑物作為除塵風道。
鋁鎂等金屬粉塵及木質(zhì)粉塵的干式除塵系統(tǒng)未規(guī)范設(shè)置鎖氣卸灰裝置 
……. 
2.2 粉塵爆炸風險評估的基本內(nèi)容
    
1）粉塵爆炸事故危險源的辨識
管理的缺陷：未采取粉塵防爆措施、未制定管理制度、操作規(guī)程、應(yīng)急預(yù)案。
（1）粉塵爆炸危險場所的20區(qū)未使用防爆電氣設(shè)備設(shè)施。
（2）在粉碎、研磨、造粒等易于產(chǎn)生機械點火源的工藝設(shè)備前，未按規(guī)范設(shè)置去除鐵、石等異物的裝置。
（3）木制品加工企業(yè)，與砂光機連接的風管未規(guī)范設(shè)置火花探測報警裝置。
爆炸性環(huán)境出現(xiàn)的頻率，分為20區(qū)，21區(qū)，22區(qū)和非危險區(qū)
點火有效性分析
粉塵的著火敏感度P1
危險級別	爆炸敏感度參數(shù)	爆炸敏感度參數(shù)
	最低著火溫度/℃	最小點火能/mJ
高	T≤135	E≤10
較高	135

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