粉塵防爆安全知識(shí)及預(yù)防措施 關(guān)愛安全、把握明天目錄/Contents國(guó)內(nèi)外事故情況一、國(guó)內(nèi)外事故情況歷史上第一次有記載的粉塵爆炸事故，14/12/1785, Turin, Italy我國(guó)當(dāng)前可燃性粉塵爆炸事故呈現(xiàn)多發(fā)態(tài)勢(shì)2014/8/2，昆山中榮金屬制品公司發(fā)生鋁粉爆炸，已造成81人死亡、179人受傷 2012/8/5，浙江溫州一個(gè)體鋁制鎖拋光加工場(chǎng)發(fā)生鋁粉爆炸，造成13人死亡14人受傷 2010/2/24，秦皇島驪驊淀粉廠發(fā)生淀粉爆炸，造成 20人死亡48人受傷 1987/3/15，哈爾濱亞麻紡織廠靜電引起亞麻粉塵爆炸，造成 58人死亡177人受傷昆山中榮金屬制品有限公司 事故現(xiàn)場(chǎng)秦皇島驪驊淀粉廠 事故現(xiàn)場(chǎng)其中僅金屬粉塵引發(fā)的事故就有（2009-2014年）： 一、國(guó)內(nèi)外事故情況粉塵爆炸的基本原理二、粉塵爆炸的基本原理2.1 幾個(gè)基本概念 2.2 什么是粉塵爆炸？ 2.3 為什么粉塵會(huì)發(fā)生爆炸？ 2.4 什么樣的粉塵會(huì)發(fā)生爆炸？ 2.5 粉塵爆炸的五個(gè)要素 2.6 引發(fā)粉塵爆炸的點(diǎn)火源 2.7 粉塵爆炸的破壞性 2.8 粉塵爆炸性參數(shù) 2.1 幾個(gè)基本概念（1）粉塵 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織定義： 粒徑小于75μm的固體懸浮物 （人類頭發(fā)的直徑約為50-80μm） GB/T15604-2008《粉塵防爆術(shù)語(yǔ)》：細(xì)微的固體顆?？煞譃椋?呼吸性粉塵/漂塵/降塵/可見粉塵/顯微粉塵等 特點(diǎn)： 在其自重作用下能夠沉降下來(lái)，但又可在空氣中懸浮一些時(shí)間2.1 幾個(gè)基本概念（2）可燃性粉塵： 能與氣態(tài)氧化劑（主要是空氣）發(fā)生劇烈氧化反應(yīng)的粉塵 美國(guó)消防規(guī)范（NFPA）：直徑小于420微米，在分散狀態(tài)下點(diǎn)火會(huì)引起火災(zāi)或爆炸的細(xì)微顆粒物。 特點(diǎn)：懸浮于空氣中達(dá)到一定濃度范圍時(shí)能被點(diǎn)燃 如：農(nóng)業(yè)（淀粉、面粉、飼料、糧食） 化學(xué)（塑料、香料、硫、橡膠、染料、殺蟲劑 、橡膠、化肥） 醫(yī)藥食品工業(yè)（藥品、糖） 金屬加工（鋁、鎂、鋅等） 煤、木材、煙草、造紙、紙漿、家具等2.1 幾個(gè)基本概念（3）粉塵云和粉塵層 粉塵云：懸浮在助燃?xì)怏w中的高濃度可燃粉塵與助燃?xì)怏w的混合物。粉塵層：指的是沉積在地面或物體表面上的可燃粉塵群。2.2 什么是粉塵爆炸 火焰在粉塵云中傳播，引起壓力、溫度明顯躍升的現(xiàn)象 一次爆炸：也叫初始爆炸，由初始點(diǎn)火源引起的爆炸。 二次爆炸：第一次爆炸氣浪把沉積在設(shè)備或地面上的粉塵吹揚(yáng)起來(lái)，在第一次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。 粉塵爆炸的破壞通常是由二次爆炸引起的 防止“二次爆炸”主要是減少爆炸傳播途徑上的粉塵，減少粉塵爆炸的能量來(lái)源2.2 什么是粉塵爆炸多次爆炸：隨著爆炸引起極大的震動(dòng)，沉積在不同部位的粉塵揚(yáng)起，形成多個(gè)粉塵云，從而產(chǎn)生連環(huán)爆炸2.3 為什么粉塵會(huì)發(fā)生爆炸粉塵云著火時(shí)，頃刻間燃燒，釋放大量熱能，使得燃燒氣體溫度驟然升高，體積劇烈膨脹，形成很高的膨脹壓力，一旦空間受限，則發(fā)生爆炸。2.4 什么樣的粉塵會(huì)發(fā)生爆炸具有爆炸性的粉塵，包括： 金屬（如鎂粉、鋁粉、鈦粉）； 煤炭（如煤粉）； 糧食（如面粉、糖粉、玉米粉、土豆粉、干奶粉、淀粉）； 飼料（如血粉、魚粉）； 農(nóng)副產(chǎn)品（如棉花、煙草、茶葉粉塵）； 林產(chǎn)品（如紙粉、木粉、纖維粉塵）； 合成材料（如塑料、染料）。2.5 發(fā)生粉塵爆炸的五要素2.6 引發(fā)粉塵爆炸的點(diǎn)火源根據(jù)產(chǎn)生能量的方式的不同，點(diǎn)火源可分成七類： （1）明火焰 吸煙 工業(yè)動(dòng)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(jī)、燈具的熱表面（過(guò)熱馬達(dá)、白熾燈） 其他（汽車排氣管、煙囪火星、焊割作業(yè)金屬熔渣）2.6 引發(fā)粉塵爆炸的點(diǎn)火源（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(jī)械破壞、老鼠啃咬等） 非防爆電氣設(shè)備啟停或運(yùn)行過(guò)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(jī) 電氣設(shè)備過(guò)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2.6 引發(fā)粉塵爆炸的點(diǎn)火源（5）撞擊與摩擦 轉(zhuǎn)動(dòng)軸摩擦發(fā)熱 粉碎設(shè)備（各種破碎機(jī)、磨粉機(jī)）中進(jìn)入雜物（鐵等金屬物質(zhì)、石子） 斗式提升機(jī)跑偏、打滑、斷帶 皮帶輥與支架摩擦 刮板機(jī)刮板與箱體摩擦 螺旋輸送機(jī)堵料摩擦 旋轉(zhuǎn)下料閥堵料摩擦 風(fēng)機(jī)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）絕熱壓縮2.6 引發(fā)粉塵爆炸的點(diǎn)火源（8） 化學(xué)反應(yīng)放熱 氧化燃燒 自燃 自燃的條件 絕熱性和保溫性好，具備熱積累條件，纖維、粉末或片狀 易進(jìn)行產(chǎn)熱反應(yīng)（如分解熱，氧化熱，水合熱，反應(yīng)熱，發(fā)酵熱等） 產(chǎn)熱速率超過(guò)散熱速率 自燃著火一般需要相當(dāng)長(zhǎng)的發(fā)展時(shí)間 易自燃著火的物質(zhì)：鋁鎂等活潑金屬粉塵，硝化棉，油污染棉紗，煤堆，面粉等糧食倉(cāng)庫(kù)2.6 引發(fā)粉塵爆炸的點(diǎn)火源粉塵的自燃 大量自由堆積的粉塵，如煤山、面粉和玉米粉等糧食倉(cāng)庫(kù)、聚集金屬粉塵的集塵桶等時(shí)常會(huì)發(fā)生自燃著火。 吸濕或遇水會(huì)催進(jìn)某些堆積粉塵自燃著火 糧食粉塵遭水浸后發(fā)熱自燃 鐵粉或鐵切削屑在船舶運(yùn)輸過(guò)程中，因船艙內(nèi)浸入雨水或海水而引起自燃著火 金屬加工行業(yè)切削打磨產(chǎn)生的鋁鎂粉塵遇濕后自燃 尤其夏季高溫、高濕情況下，粉塵在散熱不利且儲(chǔ)存量大、堆積層較厚、通風(fēng)不良時(shí)，更易引起熱積累，發(fā)生自燃著火。2.6 引發(fā)粉塵爆炸的點(diǎn)火源引發(fā)事故的點(diǎn)火源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)2.7 粉塵爆炸的破壞性2.7 粉塵爆炸的破壞性（1）具有極強(qiáng)的破壞性。 粉塵的燃燒速度和爆炸壓力雖然比氣體小，但因燃燒的時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)生的能量大，所以產(chǎn)生破壞和燒毀的程度要大得多。 （2）容易產(chǎn)生二次爆炸、多次連環(huán)爆炸。 （3）能產(chǎn)生有毒氣體，往往造成爆炸過(guò)后的大量人畜中毒傷亡。 一氧化碳； 爆炸物(如塑料)自身分解的毒性氣體。 （4）發(fā)生粉塵爆炸的時(shí)候，會(huì)有燃燒的粒子飛散，如果飛到可燃物或人體上，會(huì)使可燃物局部嚴(yán)重碳化或人體嚴(yán)重?zé)齻?.8 粉塵爆炸性參數(shù) 粉塵云最小點(diǎn)火能量 最小點(diǎn)火能大致是10~100mJ，比可燃?xì)獾淖钚↑c(diǎn)火能大1~2個(gè)數(shù)量級(jí)。 鋁粉（現(xiàn)場(chǎng)提取）的粉塵云最小點(diǎn)火能： 47.1mJ~58.2mJ 粉塵層最低點(diǎn)火溫度 粉塵云最低點(diǎn)火溫度點(diǎn)火溫度越低，越容易燃燒或爆炸 鋁粉（現(xiàn)場(chǎng)提取）的粉塵云最低點(diǎn)火溫度： 590℃ 通常 粉塵層最低點(diǎn)火溫度<粉塵云最低點(diǎn)火溫度 在有可燃粉塵沉積的場(chǎng)所，設(shè)備熱表面的溫度不能超過(guò)粉塵層最低著火溫度。2.8 粉塵爆炸性參數(shù) 粉塵云爆炸下限 可以引發(fā)爆炸的最低粉塵濃度 粉塵云最大爆炸壓力、粉塵云爆炸指數(shù) 反映爆炸猛烈程度 大部分粉塵的爆炸壓力為0.5MPa~1MPa。 磚混結(jié)構(gòu)建筑的耐壓為30~50kPa 一般設(shè)備(除塵器、小于10m3的料倉(cāng))的耐壓為0.1~0.2MPa 粉塵爆炸極限氧濃度 可以引發(fā)爆炸的最低氧氣濃度，用于惰化等防爆設(shè)計(jì)預(yù)防技術(shù)措施三、預(yù)防技術(shù)措施3.1 影響粉塵爆炸的因素 3.2 容易引起粉塵爆炸的工藝 3.3 粉塵爆炸防護(hù)方法與技術(shù) 3.4 粉塵防爆相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范3.1 影響粉塵爆炸的因素 一般比較容易發(fā)生爆炸事故的粉塵 特點(diǎn)：活潑金屬 或 有較強(qiáng)的還原劑H、C、N、S等元素存在 當(dāng)它們與氧化物共存時(shí)，易發(fā)生分解，由氧化反應(yīng)產(chǎn)生大量的氣體，釋放出大量的燃燒熱。3.1 影響粉塵爆炸的因素 影響粉塵爆炸的自身特性因素 燃燒熱越大的粉塵越容易爆炸：如煤塵、碳粉、硫磺粉末等 氧化速度快的粉塵容易爆炸：如鎂粉、鋁粉、染料粉末等 容易帶電的粉塵也容易引起爆炸：如合成樹脂粉末、纖維類粉塵、淀粉等。 通常不易引起爆炸的粉塵：土、砂、氧化鐵、研磨材料、水泥、石英粉塵以及類似于燃燒后的灰塵等。3.1 影響粉塵爆炸的因素影響粉塵爆炸的外部環(huán)境因素 粉塵分散情況：分散度越高，爆炸強(qiáng)度越高 點(diǎn)火源強(qiáng)度：點(diǎn)火能量越高，越容易爆炸 氧含量：必須達(dá)到最低氧含量 粉塵云的溫度：越高越易爆炸 湍流情況：流場(chǎng)擾動(dòng)越嚴(yán)重，爆炸范圍越大 空氣濕度：越低，爆炸強(qiáng)度越高3.2 容易引起粉塵爆炸的工藝（1） 粉碎、切削、拋光、打磨過(guò)程由于機(jī)械力的作用會(huì)產(chǎn)生并揚(yáng)起大量粉塵，作業(yè)空間及設(shè)備內(nèi)懸浮的粉塵往往處于爆炸濃度范圍之內(nèi)。且各種力的作用更容易產(chǎn)生摩擦、撞擊火花，靜電等點(diǎn)火源，導(dǎo)致粉塵爆炸的發(fā)生。磨粉機(jī)輪轂拋光生產(chǎn)線3.2 容易引起粉塵爆炸的工藝（2）氣固分離過(guò)程在風(fēng)力作用下，分離器內(nèi)的粉塵均處于懸浮狀態(tài)，此時(shí)，如存在足夠能量的點(diǎn)火源，則會(huì)發(fā)生爆炸事故。集塵器3.2 容易引起粉塵爆炸的工藝（3）干式除塵過(guò)程除塵前粉塵是處于懸浮狀態(tài)的，粘附在濾材上的粉塵在清灰狀態(tài)下也處于懸浮狀態(tài)，若恰好有足夠能量的點(diǎn)火源，將導(dǎo)致粉塵爆炸事故。除塵器3.2 容易引起粉塵爆炸的工藝（4） 干燥過(guò)程使用噴霧、氣流或沸騰干燥器干燥顆粒狀物料或粉料時(shí)，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(shí)踐中時(shí)有發(fā)生。干燥器3.2 容易引起粉塵爆炸的工藝（5） 輸送過(guò)程氣力輸送過(guò)程中，工業(yè)粉塵處于蓬松的懸浮狀態(tài)，若遇足夠能量的點(diǎn)火源則極易爆炸，并且輸送管線與分離和除塵設(shè)備相連，極易引起二次爆炸，造成更大的傷亡和損失。氣力輸送機(jī)3.2 容易引起粉塵爆炸的工藝（6） 清掃、吹掃過(guò)程生產(chǎn)過(guò)程中粉塵難免要從設(shè)備中逸出，這些粉塵堆積在廠房及設(shè)備表面，若不及時(shí)清除，在達(dá)到一定濃度并且飛揚(yáng)起來(lái)之后，很容易造成爆炸事故，并且在清掃過(guò)程中，也極易粉塵飛揚(yáng)，形成懸浮爆炸條件。3.3 粉塵爆炸防護(hù)方法與技術(shù)（1）建筑設(shè)計(jì)與設(shè)備布置--建筑設(shè)計(jì) 有粉塵爆炸危險(xiǎn)的建筑采用框架結(jié)構(gòu)，墻體采用輕質(zhì)材料。 宜采用單層建筑。 有粉塵爆炸危險(xiǎn)的作業(yè)場(chǎng)所要留出足夠的防火間距。 人員集中的辦公區(qū)域遠(yuǎn)離有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所。 （1）建筑設(shè)計(jì)與設(shè)備布置--設(shè)備布局 把有粉塵爆炸危險(xiǎn)的設(shè)備設(shè)置在建筑外，或靠墻布置，以便于泄爆。 除塵器在建筑高處布置。3.3 粉塵爆炸防護(hù)方法與技術(shù)（2）防止出現(xiàn)點(diǎn)燃源 防止機(jī)械火花與摩擦 跑偏、打滑、斷鏈監(jiān)控 安裝除鐵器 安裝軸溫監(jiān)控 防止靜電積累與放電 設(shè)備跨接與接地 除塵器使用防靜電濾袋 使用粉塵防爆型電氣設(shè)備 防止自燃 防止明火-嚴(yán)格的動(dòng)火制度軸溫監(jiān)測(cè)設(shè)備接地3.3 粉塵爆炸防護(hù)方法與技術(shù)3.3 粉塵爆炸防護(hù)方法與技術(shù)應(yīng)采取爆炸泄壓的設(shè)備和建（構(gòu)）筑 有容積的設(shè)備：筒倉(cāng)、料倉(cāng)、除塵器等 輸送設(shè)備：提升機(jī)、刮板機(jī)、封閉式皮帶機(jī)等 產(chǎn)生粉塵的作業(yè)空間 管道（4）爆炸泄壓除塵器的泄壓筒倉(cāng)頂部泄壓筒倉(cāng)頂部工作間的泄壓斗式提升機(jī)的泄壓3.3 粉塵爆炸防護(hù)方法與技術(shù)早期探測(cè)、撲滅火焰、抑制爆炸（5）爆炸抑制3.3 粉塵爆炸防護(hù)方法與技術(shù)阻斷爆炸傳播（6）爆炸隔離3.3 粉塵爆炸防護(hù)方法與技術(shù)提高設(shè)備耐壓能力（7）抗爆設(shè)計(jì)多種保護(hù)方案并用 —泄爆、隔爆、抑爆、抗爆相互組合