1、粉尘防爆安全知识 及预防措施 2020年2月国内外事故情况粉尘爆炸的基本原理一二三目 录预防技术措施1我国粉尘爆炸事故情况我国当前可燃性粉尘爆炸事故呈现多发态势2014/8/2昆山中荣金属制品公司发生铝粉爆炸，已造成81人死亡、179人受伤2012/8/5浙江温州一个体铝制锁抛光加工场发生铝粉爆炸，造成13人死亡14人受伤2010/2/24秦皇岛骊骅淀粉厂发生淀粉爆炸，造成 20人死亡48人受伤1987/3/15哈尔滨亚麻纺织厂静电引起亚麻粉尘爆炸，造成 58人死亡177人受伤事故现场ABCD事故现场ABCD国际上著名的粉尘爆炸事故2008年2月8日美国皇家糖厂事故，14人死亡，36人重伤。2
2、003年1月29日西部制药厂,6人死亡,38人受伤。2003年10月29日贺氏公司铸铝厂铝尘爆炸、火灾，1人死亡，多人受伤。2003年2月20日CTA隔声材料厂树脂粉尘爆炸，7人死亡，37人受伤。国际上著名的粉尘爆炸事故19521979年间，日本发生各类粉尘爆炸事故209起，伤亡共546人，其中以粉碎制粉工艺和除尘系统较突出。19651980年间，联邦德国发生各类粉尘爆炸事故768起，其中较严重的是木粉及木制品粉尘和粮食饲料爆炸事故。19802005年间，美国发生各类粉尘爆炸事故281起，死亡119人，受伤718人。新西兰：奶制品冷库爆炸马来西亚：面粉厂爆炸韩国：链斗提升机粮食粉尘爆炸新加坡：
3、塑料粉尘爆炸、奶酪厂喷雾干燥器爆炸澳大利亚：食糖爆炸菲列宾、印度：水泥厂煤尘爆炸印度：奶粉厂喷雾干燥器爆炸粉尘爆炸的 基本原理2粉尘爆炸的基本原理2.1 几个基本概念2.2 什么是粉尘爆炸？2.3 为什么粉尘会发生爆炸？2.4 什么样的粉尘会发生爆炸？2.5 粉尘爆炸的五个要素2.6 引发粉尘爆炸的点火源2.7 粉尘爆炸的破坏性2.8 粉尘爆炸性参数 粉尘爆炸的基本原理2.1 几个基本概念粉 尘国际标准化组织定义： 粒径小于75m的固体悬浮物（人类头发的直径约为50-80m）GB/T 15604粉尘防爆术语：细微的固体颗粒可分为：呼吸性粉尘/漂尘/降尘/可见粉尘/显微粉尘等 特点： 在其自重作
4、用下能够沉降下来，但又可在空气中悬浮一些时间。粉尘爆炸的基本原理2.1 几个基本概念能与气态氧化剂（主要是空气）发生剧烈氧化反应的粉尘 美国消防规范（NFPA）：直径小于420微米，在分散状态下点火会引起火灾或爆炸的细微颗粒物。特点：悬浮于空气中达到一定浓度范围时能被点燃 如：农业（淀粉、面粉、饲料、粮食） 化学（塑料、香料、硫、橡胶、染料、杀虫剂 、橡胶、化肥） 医药食品工业（药品、糖） 金属加工（铝、镁、锌等） 煤、木材、烟草、造纸、纸浆、家具等可燃性粉尘粉尘爆炸的基本原理2.1 几个基本概念粉尘云和粉尘层 A粉尘云悬浮在助燃气体中的高浓度可燃粉尘与助燃气体的混合物。 B粉尘层指的是沉积在
5、地面或物体表面上的可燃粉尘群。粉尘爆炸的基本原理2.2 什么是粉尘爆炸火焰在粉尘云中传播，引起压力、温度明显跃升的现象一次爆炸二次爆炸也叫初始爆炸，由初始点火源引起的爆炸。 第一次爆炸气浪把沉积在设备或地面上的粉尘吹扬起来，在第一次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。l粉尘爆炸的破坏通常是由二次爆炸引起的l防止“二次爆炸”主要是减少爆炸传播途径上的粉尘，减少粉尘爆炸的能量来源粉尘爆炸的基本原理多次爆炸随着爆炸引起极大的震动，沉积在不同部位的粉尘扬起，形成多个粉尘云，从而产生连环爆炸。 粉尘爆炸的基本原理ABCD2008年2月7日美国皇家糖厂事故现场粉尘爆炸的基本原理2.3 为什么粉尘会发生爆炸粉尘
6、云着火时，顷刻间燃烧，释放大量热能，使得燃烧气体温度骤然升高，体积剧烈膨胀，形成很高的膨胀压力，一旦空间受限，则发生爆炸。 可燃粉尘氧化反应释放能量诱发较大区域粉尘反应、释放能量温度、压力急剧上升，气体急剧膨胀粉尘爆炸的基本原理2.4 什么样的粉尘会发生爆炸具有爆炸性的粉尘，包括：金属（如镁粉、铝粉、钛粉）；煤炭（如煤粉）；粮食（如面粉、糖粉、玉米粉、土豆粉、干奶粉、淀粉）；饲料（如血粉、鱼粉）；农副产品（如棉花、烟草、茶叶粉尘）；林产品（如纸粉、木粉、纤维粉尘）；合成材料（如塑料、染料）。粉尘爆炸的基本原理美国1980-2005年不同粉尘爆炸事故比例木制品食品金属塑料煤粉化工无机物制药纺织其
7、他 粉尘爆炸的基本原理2.5 发生粉尘爆炸的五要素 A B C D E空间受限点火源粉尘形成云状助燃物（氧或空气）可燃粉尘粉尘爆炸的基本原理2.6 引发粉尘爆炸的点火源根据产生能量的方式的不同，点火源可分成八类：234 751 明火焰 高温物体 电气火花 静电放电 撞击与摩擦 6光线照射与聚焦绝热压缩 8化学反应放热粉尘爆炸的基本原理明 火 焰 A B C吸 烟工业动火-如气焊割其它明火-如加热炉2.6 引发粉尘爆炸的点火源粉尘爆炸的基本原理 A B C加热设备、供暖设备和管线（电烙铁、暖气片、未加保温的热力管道）2.6 引发粉尘爆炸的点火源高温物体非防爆电机、灯具的热表面（过热马达、白炽灯）
8、其他（汽车排气管、烟囱火星、焊割作业金属熔渣）粉尘爆炸的基本原理2.6 引发粉尘爆炸的点火源电气火花电气线路短路 电缆老化 电缆因环境原因被破坏（机械破坏、老鼠啃咬等）非防爆电气设备启停或运行过程产生的火花 非防爆的接插件、非防爆开关、非防爆电机电气设备过载粉尘爆炸的基本原理2.6 引发粉尘爆炸的点火源静电放电 A B C D E火花放电刷型放电电晕放电静电积累人体静电粉尘爆炸的基本原理2.6 引发粉尘爆炸的点火源撞击与摩擦转动轴摩擦发热粉碎设备（各种破碎机、磨粉机）中进入杂物（铁等金属物质、石子）斗式提升机跑偏、打滑、断带皮带辊与支架摩擦刮板机刮板与箱体摩擦螺旋输送机堵料摩擦旋转下料阀堵料摩
9、擦风机叶轮与壳体或外物摩擦或碰撞采用不防爆的作业工具粉尘爆炸的基本原理2.6 引发粉尘爆炸的点火源l 光线照射与聚焦(雷闪电、光线聚焦)l 绝热压缩l 化学反应放热氧化燃烧自 燃粉尘爆炸的基本原理2.6 引发粉尘爆炸的点火源l绝热性和保温性好，具备热积累条件，纤维、粉末或片状l易进行产热反应 （如分解热，氧化热，水合热，反应热，发酵热等）l产热速率超过散热速率 自燃着火一般需要相当长的发展时间 易自燃着火的物质：铝镁等活泼金属粉尘，硝化棉，油污染棉纱，煤堆， 面粉等粮食仓库自燃的条件粉尘爆炸的基本原理2.6 引发粉尘爆炸的点火源粉尘的自燃 粮食粉尘遭水浸后发热自燃 铁粉或铁切削屑在船舶运输过程
10、中，因船舱内浸入雨水或海水而引起自燃着火 金属加工行业切削打磨产生的铝镁粉尘遇湿后自燃量自由堆积的粉尘，如煤山、面粉和玉米粉等粮食仓库、聚集金属粉尘的集尘桶等时常会发生自燃着火。 吸湿或遇水会催进某些堆积粉尘自燃着火尤其夏季高温、高湿情况下，粉尘在散热不利且储存量大、堆积层较厚、通风不良时，更易引起热积累，发生自燃着火。粉尘爆炸的基本原理引发事故的点火源统计数据粉尘爆炸的基本原理2.7 粉尘爆炸的破坏性粉尘爆炸的基本原理（1）具有极强的破坏性。 粉尘的燃烧速度和爆炸压力虽然比气体小，但因燃烧的时间长，产生的能量大，所以产生破坏和烧毁的程度要大得多。（2）容易产生二次爆炸、多次连环爆炸。（3）能
11、产生有毒气体，往往造成爆炸过后的大量人畜中毒伤亡。 一氧化碳； 爆炸物(如塑料)自身分解的毒性气体。（4）发生粉尘爆炸的时候，会有燃烧的粒子飞散，如果飞到可燃物或人体上，会使可燃物局部严重碳化或人体严重烧伤。粉尘爆炸的基本原理2.8 粉尘爆炸性参数粉尘云最小点火能量最小点火能大致是10100mJ，比可燃气的最小点火能大12个数量级。铝粉（现场提取）的粉尘云最小点火能： 47.1mJ58.2mJ粉尘层最低点火温度粉尘云最低点火温度点火温度越低，越容易燃烧或爆炸铝粉（现场提取）的粉尘云最低点火温度： 590通常 粉尘层最低点火温度粉尘云最低点火温度，在有可燃粉尘沉积的场所，设备热表面的温度不能超过
12、粉尘层最低着火温度。粉尘爆炸的基本原理2.8 粉尘爆炸性参数粉尘云爆炸下限可以引发爆炸的最低粉尘浓度粉尘云最大爆炸压力、粉尘云爆炸指数反映爆炸猛烈程度大部分粉尘的爆炸压力为0.5MPa1MPa。砖混结构建筑的耐压为3050kPa一般设备(除尘器、小于10m3的料仓)的耐压为0.10.2MPa粉尘爆炸极限氧浓度可以引发爆炸的最低氧气浓度，用于惰化等防爆设计3预防技术措施3.1 影响粉尘爆炸的因素3.2 容易引起粉尘爆炸的工艺3.3 粉尘爆炸防护方法与技术3.4 粉尘防爆相关技术标准及规范预防技术措施预防技术措施3.1 影响粉尘爆炸的因素一般比较容易发生爆炸事故的粉尘特点：活泼金属或有较强的还原剂
13、H、C、N、S等元素存在当它们与氧化物共存时，易发生分解，由氧化反应产生大量的气体，释放出大量的燃烧热。预防技术措施影响粉尘爆炸的自身特性因素01020304燃烧热越大的粉尘越容易爆炸氧化速度快的粉尘容易爆炸容易带电的粉尘也容易引起爆炸通常不易引起爆炸的粉尘如煤尘、碳粉、硫磺粉末等如镁粉、铝粉、染料粉末等如合成树脂粉末、纤维类粉尘、淀粉等。土、砂、氧化铁、研磨材料、水泥、石英粉尘以及类似于燃烧后的灰尘等。预防技术措施ABCDEF粉尘分散情况分散度越高，爆炸强度越高点火源强度点火能量越高，越容易爆炸氧含量必须达到最低氧含量粉尘云的温度越高越易爆炸湍流情况流场扰动越严重，爆炸范围越大空气湿度越低，
14、爆炸强度越高影响粉尘爆炸的外部环境因素预防技术措施3.2 容易引起粉尘爆炸的工艺粉碎、切削、抛光、打磨过程由于机械力的作用会产生并扬起大量粉尘，作业空间及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。磨粉机轮毂抛光生产线预防技术措施3.2 容易引起粉尘爆炸的工艺气固分离过程在风力作用下，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，则会发生爆炸事故。集尘器预防技术措施3.2 容易引起粉尘爆炸的工艺干式除尘过程除尘前粉尘是处于悬浮状态的，粘附在滤材上的粉尘在清灰状态下也处于悬浮状态，若恰好有足够能量的点火源，将导
15、致粉尘爆炸事故。除尘器预防技术措施3.2 容易引起粉尘爆炸的工艺干燥过程使用喷雾、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实践中时有发生。干燥器预防技术措施3.2 容易引起粉尘爆炸的工艺输送过程气力输送过程中，工业粉尘处于蓬松的悬浮状态，若遇足够能量的点火源则极易爆炸，并且输送管线与分离和除尘设备相连，极易引起二次爆炸，造成更大的伤亡和损失。气力输送机预防技术措施3.2 容易引起粉尘爆炸的工艺清扫、吹扫过程生产过程中粉尘难免要从设备中逸出，这些粉尘堆积在厂房及设备表面，若不及时清除，在达到一定浓度并且飞扬起来之后，很容易造成爆炸事故，并且在清扫过程
16、中，也极易粉尘飞扬，形成悬浮爆炸条件。预防技术措施3.3 粉尘爆炸防护方法与技术建筑设计与设备布置有粉尘爆炸危险的建筑采用框架结构，墙体采用轻质材料。宜采用单层建筑。有粉尘爆炸危险的作业场所要留出足够的防火间距。人员集中的办公区域远离有爆炸危险的场所。建筑设计框架结构的工作楼预防技术措施3.3 粉尘爆炸防护方法与技术建筑设计与设备布置把有粉尘爆炸危险的设备设置在建筑外，或靠墙布置，以便于泄爆。除尘器在建筑高处布置。设备布置除尘器外置预防技术措施3.3 粉尘爆炸防护方法与技术防止出现点燃源防止机械火花与摩擦跑偏、打滑、断链监控安装除铁器安装轴温监控防止静电积累与放电设备跨接与接地除尘器使用防静电
17、滤袋使用粉尘防爆型电气设备防止自燃防止明火-严格的动火制度轴温监测设备接地预防技术措施3.3 粉尘爆炸防护方法与技术粉尘控制防止物料与粉尘泄漏及时维修出现物料泄漏的设备工艺设备的检查孔应密封防止工艺设备物料泄漏检查孔应密封预防技术措施3.3 粉尘爆炸防护方法与技术粉尘控制除尘系统的设计与维护近40%的粉尘爆炸事故是除尘系统引起的除尘系统的设计应保证出力，防止粉尘在风管中沉积除尘系统须符合防爆标准的要求：如防静电滤袋、防爆风机、 爆炸泄压、爆炸隔离等。 注意：除尘系统中，吸尘罩可以将作为火源的火花吸入；除尘系统中，集尘桶（灰斗）部分是工作条件最为恶劣的地方， 容易遇湿引发自燃，也容易产生起火爆炸
18、。预防技术措施3.3 粉尘爆炸防护方法与技术粉尘控制清 扫地面、设备、建筑的梁与支架、建筑内壁都应清扫 注意：清扫过程、检维修过程防止形成粉尘云不使用压缩空气清扫不应使用产生火花的清扫工具清扫应有台账记录包装袋上粉尘沉积严重设备上的沉积粉尘预防技术措施3.3 粉尘爆炸防护方法与技术爆炸泄压应采取爆炸泄压的设备和建（构）筑筒仓顶部泄压斗式提升机的泄压除尘器的泄压有容积的设备：筒仓、料仓、除尘器等输送设备：提升机、刮板机、封闭式皮带机等产生粉尘的作业空间管道预防技术措施3.3 粉尘爆炸防护方法与技术爆炸抑制早期探测、扑灭火焰、抑制爆炸预防技术措施3.3 粉尘爆炸防护方法与技术爆炸隔离阻断爆炸传播预防技术措施3.3 粉尘爆炸防护方法与技术抗爆设计提高设备耐压能力多种保护方案并用 泄爆、隔爆、抑爆、抗爆相互组合
