3_粉塵危害及預防.ppt

本章講授內容 革水密風護管教查 職業(yè)衛(wèi)生工程防塵八字方針 1 1什么是粉塵 國際標準化組織定義 粒徑小于75 m的固體懸浮物gb t15604 2008 粉塵防爆術語 細微的固體顆?？煞譃?呼吸性粉塵 飄塵 落塵 可見粉塵 顯微粉塵等特點 能在空中停留 一段時間后可以沉降 可燃性粉塵 可與助燃氣體發(fā)生氧化反應而燃燒的粉塵 nfpa nationalfireprotectionassociation 美國防火協(xié)會標準 直徑小于420微米 在分散狀態(tài)下點火會引起火災或爆炸的細微顆粒物 如 煤農業(yè) 淀粉 面粉 飼料 糧食 化學 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 木材 煙草 造紙 紙漿 家具等 水泥 泥沙 飛灰等是不可燃粉塵 1 2粉塵的理化性質 1 游離二氧化硅含量引起硅肺病得主要因素 測量方法 gb5748 85焦磷酸質量法 p216 一般每年測定一次 1 2粉塵的理化性質 2 粒徑 分散度和濃度1 粒徑 粒度 用平均直徑或投影走向長度表示 單位 m 粗塵 40um 極易沉降細塵10 40um 肉眼可見 靜止空氣中加速沉降微塵0 25 10um 靜止空氣中呈等速沉降超微粉塵 0 25 懸浮于空氣中 做布朗運動 1 2粉塵的理化性質 2 粒徑 分散度和濃度2 分散度表示方法 數(shù)量分散度和質量分散度測量方法 顯微鏡觀測法 不適用于可溶于有機溶劑的粉塵和纖維狀粉塵 p215 自然沉降法 1 2粉塵的理化性質 2 粒徑 分散度和濃度3 濃度表示方法 質量法 mg m3 和數(shù)量法 顆 cm3 測量方法 濾膜法 抽取一定體積的含塵空氣 將粉塵阻留在已知質量的濾膜上 由采樣后濾膜的增量 計算得到單位體積空氣中粉塵的質量 p212 1 2粉塵的理化性質 3 粉塵的濕潤性分親水性粉塵和疏水性粉塵 采取濕式降塵的依據(jù) 4 比表面積單位質量粉塵的總面積 與粒徑的關系 5 粉塵的電性質荷電性 帶有電荷導電性 用比電阻表示 外加電荷使粉塵導電 布袋除塵的基礎 1 2粉塵的理化性質 6 粉塵的黏附性 7 爆炸性 1 3粉塵的危害 1 塵肺病吸入粉塵中含游離二氧化硅較高 硅肺病 同時吸入煤塵和含游離二氧化硅 煤硅肺病 長期大量吸入煤塵 煤肺病 2 爆炸危險性 二 粉塵防爆技術 1980 2006年 美國共發(fā)生了280起粉塵引起的火災爆炸事故 導致119人死亡 700人受傷 美國粉塵爆炸事故狀況 典型事故 1 2003年1月29日 西部制藥廠6人死亡 38人受傷 典型事故 2 2008年2月8日皇家糖廠 佐治亞州 事故14人死亡 36人重傷 典型事故 3 2003年10月29日 賀氏公司鑄鋁廠鋁塵爆炸 火災1人死亡 多人受傷 典型事故 4 2003年2月20日 cta隔聲材料廠樹脂粉塵爆炸7人死亡 37人受傷 新西蘭 奶制品冷庫爆炸馬來西亞 面粉廠爆炸韓國 鏈斗提升機糧食粉塵爆炸新加坡 塑料粉塵爆炸 奶酪廠噴霧干燥器爆炸澳大利亞 食糖爆炸菲列賓 印度 水泥廠煤塵爆炸印度 奶粉廠噴霧干燥器爆炸 近年來 亞太地區(qū)粉塵爆炸事故狀況 1987年3月15日 黑龍江省哈爾濱亞麻廠發(fā)生亞麻粉塵爆炸事故 造成58人死亡 65人重傷 112人輕傷 八十年代我國發(fā)生較大影響的粉塵爆炸事故 20 2002年以來我國粉塵爆炸事故發(fā)生狀況 涉及的粉塵 煤塵飼料木材硫磺色母粉鋁粉硅鐵粉食糖 22 2010年1月13日 2月25日 相繼發(fā)生鋁粉爆炸事故 2人死亡 6人受傷 淀粉爆炸事故 20人死亡 8人重傷 49人受傷 23 可燃性粉塵爆炸事故呈現(xiàn)多發(fā)態(tài)勢 與我國安全生產 總體穩(wěn)定 趨向好轉 的發(fā)展態(tài)勢不相稱 全社會 相關生產經營單位 從業(yè)人員粉塵爆炸及預防認知欠缺 引起國家高度重視 主要內容 25 1什么是粉塵爆炸 2為什么粉塵會發(fā)生爆炸 3粉塵爆炸五個要素4粉塵爆炸的破壞性 第一部分粉塵爆炸基本原理 26 1什么是粉塵爆炸 1 粉塵國際標準化組織定義 粒徑小于75 m的固體懸浮物gb t15604 2008 粉塵防爆術語 細微的固體顆?？煞譃?呼吸性粉塵 漂塵 降塵 可見粉塵 顯微粉塵等特點 能在空中停留 一段時間后可以沉降 回顧幾個概念 27 2 可燃性粉塵 可與助燃氣體發(fā)生氧化反應而燃燒的粉塵 nfpa 直徑小于420微米 在分散狀態(tài)下點火會引起火災或爆炸的細微顆粒物 如 農業(yè) 淀粉 面粉 飼料 糧食 化學 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 家具等像水泥 泥沙 飛灰等是不可燃粉塵 回顧幾個概念 3 粉塵云懸浮在助燃氣體中的高濃度可燃粉塵與助燃氣體的混合物 回顧幾個概念 回顧幾個概念 4 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 回顧幾個概念 5 一次爆炸與二次爆炸 多次爆炸一次爆炸 也叫初始爆炸 由初始點火源引起的爆炸 二次爆炸 第一次爆炸氣浪把沉積在設備或地面上的粉塵吹揚起來 在第一次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸 二次爆炸時 粉塵濃度一般比一次爆炸時高得多 故二次爆炸威力比第一次要大得多 回顧幾個概念 多次爆炸 隨著爆炸引起極大的震動 沉積在不同部位的粉塵揚起 形成多個粉塵云 從而產生連環(huán)爆炸 回顧幾個概念 二次 多次爆炸更具破壞性 32 粉塵云著火時 頃刻間完成燃燒過程 釋放大量熱能 形成爆燃 使燃燒氣體溫度驟然升高 體積劇烈膨脹 形成很高膨脹壓力 一旦空間受限 發(fā)生爆炸 2為什么粉塵會發(fā)生爆炸 誘發(fā)較大區(qū)域粉塵反應 釋放能量 溫度 壓力急劇上升 氣體急劇膨脹 可燃粉塵氧化反應釋放能量 33 3粉塵爆炸的五個要素 五個要素粉塵爆炸 燃燒三要素 氧氣 可燃性粉塵 點火源 增加 擴散 受限空間 34 1 可燃性粉塵 一定濃度或數(shù)量 2 氧氣 一定的氧含量是粉塵燃燒的基礎 3 點火源達到mie 10 50mj 能使局部粉塵云的溫度發(fā)生突變形成火焰的高溫熱源 點火源能量 自燃 軸承過熱 100j 靜電 10mj 摩擦火花 10j 火焰 熱表面 10 000j 3粉塵爆炸的五個要素 燃燒三要素 點火源分為以下幾類 根據(jù)產生能量的方式的不同 點火源可分成八類 明火焰 動火 吸煙 氣焊割等 高溫物體過熱馬達 電烙鐵 白熾燈 汽車排氣管 煙囪火星 焊割作業(yè)金屬熔渣 暖氣片等過熱表面 3粉塵爆炸的五個要素 36 電氣火花接線盒 開關 控制箱漏電 短路 接觸不良 繼電器接點等 撞擊與摩擦使用鐵制工具 運輸工具撞刮 潤滑不良軸承 氧化劑撞擊 絕熱壓縮 37 光線照射與聚焦 雷閃電 光線聚焦 化學反應放 氧化燃燒 自燃 靜電放電 電暈放電 靜電積累 火花放電 4 擴散粉塵必須處于懸浮狀態(tài) 即粉塵云狀態(tài) 這樣可以增加氣固接觸面積 加快反應速度 最小濃度 mec 低于mec 粉塵粒子間距過大 火焰難以傳播 如玉米及淀粉 45g m3 沙糖 19g m3 3粉塵爆炸的五個要素 5 受限空間粉塵云要處在相對封閉的空間 壓力和溫度才能急劇升高 繼而發(fā)生爆炸 無受空間也會爆燃 爆轟 3粉塵爆炸的五個要素 40 1 具有極強的破壞性 粉塵爆炸涉及的范圍很廣 煤炭 化工 醫(yī)藥加工 木材加工 糧食和飼料加工等部門都時有發(fā)生 粉塵爆炸尤其是系統(tǒng)爆炸 造成了損失嚴重 僅1987年哈爾濱亞麻廠的亞麻塵爆炸事故 死亡58人 輕 重傷177人 直接經濟損失882萬元 當時 4粉塵爆炸的破壞性 41 2 容易產生二次爆炸 多次連環(huán)爆炸 3 能產生有毒氣體 一種是一氧化碳 另一種是爆炸物 如塑料 自身分解的毒性氣體 毒氣的產生往往造成爆炸過后的大量人畜中毒傷亡 必須充分重視 4粉塵爆炸的破壞性 42 粉塵爆炸現(xiàn)場 4粉塵爆炸的破壞性 粉塵爆炸現(xiàn)場 43 粉塵爆炸現(xiàn)場 4粉塵爆炸的破壞性 粉塵爆炸現(xiàn)場 44 4粉塵爆炸的破壞性 粉塵爆炸現(xiàn)場 45 4粉塵爆炸的破壞性 粉塵爆炸現(xiàn)場 46 4粉塵爆炸的破壞性 美國的統(tǒng)計 47 1哪些粉塵容易爆炸 2影響粉塵爆炸的因素3容易發(fā)生粉塵爆炸的生產工藝4容易發(fā)生粉塵爆炸的設備5預防技術措施 第二部分預防技術措施 48 一般比較容易發(fā)生爆炸事故的粉塵大致有煤 鋁粉 鋅粉 鎂粉 鋁材加工研磨粉 鐵粉 各種塑料粉末 有機合成藥品的中間體 小麥粉 糖 木屑 染料 膠木灰 奶粉 茶葉粉末 煙草粉末 煤塵 植物纖維塵等特點 活潑金屬有較強的還原劑h c n s等元素存在當它們與氧化物共存時 便發(fā)生分解 由氧化反應產生大量的氣體 釋放出大量的燃燒熱 1哪些粉塵容易爆炸 燃燒熱越大的物質越容易爆炸 如煤塵 碳 硫磺等 氧化速度快的物質容易爆炸 如鎂粉 鋁粉 染料等 1哪些粉塵容易爆炸 50 容易帶電的粉塵也很容易引起爆炸 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有土 砂 氧化鐵 研磨材料 水泥 石英粉塵以及類似于燃燒后的飛灰等 這類物質的粉塵化學性質比較穩(wěn)定 所以不易燃燒 1哪些粉塵容易爆炸 化學性質 主要指燃燒熱和燃燒速度物理性質 粒子越細越容易爆炸 爆炸強度越高 粉塵濃度越高爆炸壓力越高 但達到一定高度后有下降趨勢 2影響粉塵爆炸的因素 1 自身因素 52 粉塵云粉塵層 煤粉510oc165oc玉米淀粉520440低密度聚乙烯450融化態(tài)鋁粉850450調色劑570450 粉塵點火溫度 點火溫度越低 越容易爆炸 53 53 粉塵 直徑 微米 kst 爆炸指數(shù) bar m s pmax 最大爆炸壓力 bar 木屑 29 205 10 5 食糖 30 138 8 5 煤粉 24 129 9 2 玉米淀粉 7 202 10 3 pvc 60 98 8 3 可燃性粉塵爆炸指數(shù) 按照gb tl6426規(guī)定的方法測定 54 粉塵分散情況 分散度越高 爆炸強度越高點火源強度 點火能量越高 越容易爆炸最小點火溫度 如玉米及淀粉 470 沙糖 410 2影響粉塵爆炸的因素 2 外部因素 55 氧含量 必須達到最低氧含量粉塵云的溫度 越高越易爆炸湍流情況 湍流越嚴重 爆炸范圍越大空氣濕度 越低 爆炸強度越高 2影響粉塵爆炸的因素 2 外部因素 由于機械力的作用會揚起大量粉塵 設備內懸浮的粉塵往往處于爆炸濃度范圍之內 且各種力的作用更容易產生摩擦 撞擊火花 靜電等點火源 導致粉塵爆炸的發(fā)生 3容易發(fā)生粉塵爆炸的生產工藝 1 粉碎過程 在風力作用下 分離器內的粉塵均處于懸浮狀態(tài) 此時 如存在足夠能量的點火源 爆炸事故就會不可避免地發(fā)生 2 氣固分離過程 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火源 將發(fā)生粉塵爆炸事故 3 干式除塵過程 59 使用噴霧 氣流或沸騰干燥器干燥顆粒狀物料或粉料時 設備內形成的可燃粉塵 空氣混合物的爆炸事故在生產實踐中時有發(fā)生 4 干燥過程 60 氣力輸送過程中 工業(yè)粉塵處于蓬松的懸浮狀態(tài) 已具備粉塵爆炸的主要條件 只要有合適的點火源則極其危險 并且輸送管線與分離和除塵設備相連 極易引起二次爆炸 造成更大的傷亡和損失 5 輸送過程 61 生產過程中粉塵難免要從設備中逸出 這些粉塵堆積在廠房及設備表面 若不及時清除 在達到一定濃度并且飛揚起來之后 很容易造成爆炸事故 并且在清掃過程中 也極易粉塵飛揚 形成懸浮爆炸條件 6 清掃 吹掃過程 62 集塵器 除塵器 氣力輸送機 4容易發(fā)生粉塵爆炸的設備 63 干燥器 筒倉 磨粉機 64 鏈式提升機 5預防技術措施 預防就是消除三要素中的一個或多個因素 a 可靠接地 b 使用粉塵防爆電器 1 消除火源 67 c 火花探測與熄滅 美國糖廠粉爆事故 d 消除明火 e 防止局部過熱 70 2010 2 24 秦皇島驪驊淀粉爆炸事故 點燃源為鐵質工具與鐵質構件或裝置的機械撞擊與摩擦所產生的火花 f 不用金屬敲擊 防止產生火花 71 發(fā)生爆炸前 三層平臺有10人正在對5號篩和6號篩進行清理和維修 清理和維修工具為 鐵質扳手 鐵質鉗子 鐵鍬等 緊鄰5 篩的配電間屋頂 標高3 7m 有淀粉四車間4名包裝工正在清掃由5 6 振動篩上散落下的淀粉 所有工具為鐵鍬 鐵畚箕 掃帚 包裝袋 點燃過程分析 2 24 秦皇島驪驊淀粉爆炸事故 72 三層平臺 標高5 2m 的作業(yè)人員將清理的淀粉裝袋后 通過樓梯往下滾落到一層地面 批號間與配電室的清理工作大致進行了一半 已經清理出了20多袋淀粉 有部分淀粉袋由配電間屋面直接拋到一層地面 事故發(fā)生時 三層平臺和批號間與配電室屋頂有大量淀粉 點燃過程分析 2 24 秦皇島驪驊淀粉爆炸事故 73 對5號振動篩處進行清理和維修的過程中 鐵質工具撞擊摩擦產生的機械火花 將清理過程中產生的處于爆炸濃度范圍內的粉塵云引燃 在5號振動篩處發(fā)生了爆燃 這個爆燃也是此次事故的初始爆炸 初始爆炸能量比較小 只對局部設備和廠房產生破壞 2 24 秦皇島驪驊淀粉爆炸事故 點燃過程分析 2 24 秦皇島驪驊淀粉爆炸事故 74 初始爆炸產生的沖擊波超壓不強 但沖擊波和氣流激起了三層平臺上的淀粉粉塵層 形成了更多的粉塵云 在三層平臺和批號間與配電室屋頂發(fā)生了爆燃的擴散 粉塵云和粉塵層劇烈燃燒 在三層平臺和批號間與配電室屋頂?shù)淖鳂I(yè)人員處于高溫火焰區(qū) 9名作業(yè)人員被嚴重燒傷未能逃生 5名作業(yè)人員成功逃生 2 24 秦皇島驪驊淀粉爆炸事故 點燃過程分析 2 24 秦皇島驪驊淀粉爆炸事故 75 在三層平臺和批號間與配電室屋頂發(fā)生的初始爆燃和燃燒將更多的粉塵揚起 形成粉塵云 稍后在三層平臺4號包裝機上方旋風分離器下料管和5號篩之間的上部空間中發(fā)生了強烈的 二次爆炸 該次爆炸摧毀了包裝車間的屋頂和北面墻 西墻體安全門摧 爆炸同時導致4號和5號包裝機之間的鋼梁明顯下垂彎曲 包裝間內潔凈頂棚和批號間與配電室屋頂破壞 2 24 秦皇島驪驊淀粉爆炸事故 爆炸發(fā)展過程 2 24 秦皇島驪驊淀粉爆炸事故 76 爆炸沖擊波通過6號到1號皮帶機通向倉庫的孔洞以及包裝車間與倉庫之間隔墻的上方倉庫傳播 在倉庫西段地面附近卷起大量的淀粉形成粉塵云 然后被緊隨沖擊波前沿的火焰點燃 并立即發(fā)生了更強烈的 二次爆炸 兩次強烈的 二次爆炸 時間間隔約為1s 此次爆炸徹底摧毀了倉庫的南 北 東三面墻體 造成倉庫西端房頂部分坍塌 約占倉庫屋面總面積的1 3 隨后在倉庫內發(fā)生大火 爆炸發(fā)展過程 2 24 秦皇島驪驊淀粉爆炸事故 77 本次爆炸沖擊波差壓為35 70kgtnt當量 事故發(fā)生時 現(xiàn)場共有107人 事故導致20人死亡 49人受傷 其中 人重傷 爆炸發(fā)展過程 2 24 秦皇島驪驊淀粉爆炸事故 78 在進行三層平臺清理作業(yè)過程中產生了粉塵云 維修振動篩和清理平臺淀粉時 使用了鐵質扳手 鐵質鉗子 鐵锨等鐵知工具 產生了機械撞擊和摩擦火花 導致 初始爆炸 發(fā)生 包裝間 倉庫設備和地面積塵嚴重 導致 二次爆炸 發(fā)生 直接原因 2 24 秦皇島驪驊淀粉爆炸事故 79 1 生產管理不善 當5 6號振動篩出現(xiàn)堵料事故時 沒有及時采取停止送料措施 造成振動篩處及附近平臺大量淀粉泄漏 堆積 2 未認真執(zhí)行粉塵防爆安全國家相關標準 gb17440 糧食加工 儲運系統(tǒng)粉塵防爆安全規(guī)程 gb15577 粉塵防爆安全規(guī)程 等 間接原因 2 24 秦皇島驪驊淀粉爆炸事故 80 3 企業(yè)管理人員 技術人員 作業(yè)人員粉塵防爆知識欠缺 對粉塵爆炸危害認識不足 作業(yè)人員安全技能低 在清理和維修作業(yè)中違規(guī)操作 4 改造工程不規(guī)范 事故廠房2000年建成 原設計功能為倉庫 2008年將倉庫西段北側的24m 12m區(qū)域改造為淀粉包裝車間 改變了原倉庫性質 改造設計對粉塵防爆考慮不完善 防火防爆措施 管理沒有相應改進 間接原因 2 24 秦皇島驪驊淀粉爆炸事故 81 保持工作間的整潔 正確清掃設備表面清潔注意天花板上的粉塵