粉塵爆炸（生產(chǎn)過(guò)程中）危險(xiǎn)性分析與預(yù)防

1、 粉塵爆炸（生產(chǎn)過(guò)程中）危險(xiǎn)性分析與預(yù)防 引言（1） 現(xiàn)代社會(huì)需要大量的粉末產(chǎn)品，在其生產(chǎn)過(guò)程中，最危急的因素是發(fā)生粉塵爆炸。面粉廠、紡織廠、硫橫廠、飼料加工廠、塑料加工廠、金屬粉末加工廠、糖廠、煤礦等存在可燃粉塵的工廠都可能發(fā)生粉塵爆炸。討論生產(chǎn)過(guò)程中粉塵爆炸的特點(diǎn)，實(shí)行相應(yīng)措施預(yù)防粉塵爆炸，是平安生產(chǎn)的重要內(nèi)容。 生產(chǎn)過(guò)程中粉塵爆炸的特點(diǎn)（2） 1. 粉塵爆炸事故發(fā)生率高 隨著現(xiàn)代工業(yè)的進(jìn)展，粉塵種類不斷擴(kuò)大，使用量不斷增加，使粉塵爆炸潛在的危急大 為增加。隨著納米技術(shù)的快速進(jìn)展。粉體的深細(xì)加工已經(jīng)成為當(dāng)今生產(chǎn)過(guò)程中的一個(gè)重要進(jìn)展方向，生產(chǎn)超細(xì)粉的產(chǎn)品日漸增多，粉塵粒徑越小，爆炸下限越低，

2、最小點(diǎn)火能量越小，粉塵爆炸的感度增加，由此，粉塵爆炸的事故率大為增加。據(jù)統(tǒng)計(jì)，世界上平均每天有一起谷物粉塵爆炸事故發(fā)生，英國(guó)近10年發(fā)生粉塵爆炸243起。 2. 粉塵爆炸事故危害性大 粉體的深加工使粉塵愈來(lái)愈細(xì)。粉塵粒徑越小，表面積越大，燃燒越完全，燃燒速度越 快，升壓速度越快，爆炸壓力越大。 為了實(shí)現(xiàn)高效、節(jié)能，生產(chǎn)設(shè)備朝著大型化進(jìn)展，大容積設(shè)備爆炸發(fā)生時(shí)會(huì)有較多粉塵參加爆炸，爆炸壓力增大；同時(shí)大容積設(shè)備的強(qiáng)度比小容積設(shè)備高，假如不能準(zhǔn)時(shí)泄爆，發(fā)生爆炸時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的壓力。生產(chǎn)中對(duì)于可能產(chǎn)生粉塵飛揚(yáng)的設(shè)備和場(chǎng)所必需盡可能密封，在密閉設(shè)備里粉塵濃度簡(jiǎn)單達(dá)到爆炸極限，密閉性越好，爆炸產(chǎn)生的壓力也越

3、大。 現(xiàn)代生產(chǎn)的工藝參數(shù)具有高溫、高壓、高速等特點(diǎn)，這增加了系統(tǒng)發(fā)生粉塵爆炸時(shí)的初始?jí)毫臀闪鞫龋瑥亩哟蟊ê蠊膰?yán)峻程度。 生產(chǎn)的連續(xù)化使爆炸的傳播路線加長(zhǎng)，沿著相鄰設(shè)備和連接管道傳播，爆炸壓力和升壓速度會(huì)在管道里發(fā)生疊加，甚至有發(fā)生爆轟的危急。 粉塵爆炸易產(chǎn)生二次爆炸，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)，在爆炸后的短時(shí)間內(nèi)爆炸中心區(qū)會(huì)形成負(fù)壓，四周的新奇空氣便由外向內(nèi)填補(bǔ)進(jìn)來(lái)，形成所謂的“返回風(fēng)”，與揚(yáng)起的粉塵混合，在第一次爆炸的余火引燃下引起其次次爆炸。二次爆炸時(shí)，粉塵濃度一般比一次爆炸時(shí)高得多，故二次爆炸威力比第一次要大得多。例如，某硫磺粉廠，磨碎機(jī)內(nèi)部發(fā)生爆炸，爆炸波

4、沿氣體管道從磨碎機(jī)集中到旋風(fēng)分別器，在旋風(fēng)分別器發(fā)生了二次爆炸，爆炸波通過(guò)爆炸后在旋風(fēng)分別器上產(chǎn)生的裂口傳播到車(chē)間中，揚(yáng)起了沉降在建筑物和工藝設(shè)備上的硫磺粉塵，又發(fā)生了爆炸。 3. 生產(chǎn)過(guò)程中易消失多種引火源 （1） 設(shè)備內(nèi)的摩擦撞擊火花 設(shè)備內(nèi)部由于機(jī)械運(yùn)轉(zhuǎn)部位缺乏潤(rùn)滑而摩擦生熱；物料、硬性雜質(zhì)或脫落的零件與設(shè)備 內(nèi)壁碰擊打出火星。表面粗糙的堅(jiān)硬物體相互猛烈撞擊或摩擦?xí)r，產(chǎn)生的火星撞擊或摩擦脫落的高溫固體微粒。若火星的微粒直徑為0.11mm，其所帶的能量可達(dá)1.761760mJ,足可點(diǎn)燃可燃粉塵。據(jù)統(tǒng)計(jì)，僅粉碎研碎設(shè)備因摩擦撞擊引起的爆炸事故占57。 （2） 電火花和靜電火花 電氣設(shè)備故障引

5、起的電火花是常見(jiàn)的一種引火源，事故案例較多。物料在輸送和粉碎研磨的攪拌中，粉料與管壁、設(shè)備壁，粉料的顆粒與顆粒之間的摩擦和碰擊，會(huì)產(chǎn)生靜電。一些粉塵表面的電量可達(dá)10-610-7C/cm2。在適當(dāng)條件下，其靜電電壓可高達(dá)數(shù)千至數(shù)萬(wàn)伏。 （3） 沉積粉塵的陰燃和自燃 沉積在加熱表面如照明裝置、電動(dòng)機(jī)、機(jī)械設(shè)備熱表面的粉塵，受熱一段時(shí)間后會(huì)消失陰燃，最終也可能轉(zhuǎn)變?yōu)槊骰穑蔀榉蹓m爆炸的引火源。粉塵最易陰燃的層厚范圍為1020mm。可燃粉塵在沉積狀態(tài)下還具有自燃的傾向，由于粉塵微粒與空氣接觸發(fā)生氧化放熱反應(yīng)，在肯定條件下熱量不能充分散發(fā)，粉層內(nèi)溫度會(huì)上升引起自燃。長(zhǎng)期積聚在設(shè)備裂縫中和管道拐彎處的粉

6、塵易發(fā)生自燃。 易發(fā)生粉塵爆炸的工藝過(guò)程（3） 1. 粉碎過(guò)程 按作用力性質(zhì)不同，粉碎過(guò)程有：擠壓、撞擊、研磨、劈裂以及彎曲、撕裂等方法， 一般狀況下，粉碎研磨損作要同時(shí)利用多種作用力。粉碎操作由于機(jī)械力的作用會(huì)揚(yáng)起大量粉塵，設(shè)備內(nèi)懸浮的粉塵往往處于爆炸濃度范圍之內(nèi)。且各種力的作用更簡(jiǎn)單產(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。這類設(shè)備如顎式破裂機(jī)、滾筒軋碎機(jī)、球磨機(jī)、膠體磨等，都是具有粉塵爆炸的危急設(shè)備。 2. 分別過(guò)程 典型的分別裝置有旋風(fēng)分別器。和其他類似裝置一樣，分別的主要原理都是利用氣流 旋轉(zhuǎn)過(guò)程中作用在物料上的離心力，使物料按重量大小達(dá)到分別的效果。在風(fēng)力作用下，分別器

7、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，爆炸事故就會(huì)不行避開(kāi)地發(fā)生。 3. 除塵過(guò)程 除塵器的原理通常是利用濾材將氣體流中的顆粒阻攔住，除塵前粉塵是處于懸浮狀態(tài) 的，不僅如此，在濾材清灰時(shí)通常采納脈沖反吹風(fēng)方式，此時(shí)，粘附在濾材上的粉塵又再次處于懸浮狀態(tài)，若恰 好有足夠能量的點(diǎn)火源，也將發(fā)生粉塵爆炸事故。 4. 干燥過(guò)程 干燥是從含水或濕物料中脫除水分或其他溶劑的操作過(guò)程，氣流干燥器是一種流化設(shè) 備，濕物料在高速熱氣流載體的流淌中進(jìn)行傳熱傳質(zhì)，再經(jīng)旋風(fēng)分別器使物料中水分隨熱空氣排出；噴霧干燥器是將含水量高達(dá)7580的溶液、懸浮液或熔融液的物料在熱氣流中噴成細(xì)霧，霧滴在很短時(shí)間內(nèi)被

8、干燥成粉末；沸騰干燥器又稱流化床干燥器，是利用熱氣流使散粒狀物料在干燥器內(nèi)呈沸騰狀態(tài)，使水分汽化、脫除，達(dá)到干燥的目的。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。 5. 輸送過(guò)程 為實(shí)現(xiàn)生產(chǎn)的連續(xù)和自動(dòng)化，工廠生產(chǎn)通常采納自動(dòng)輸送，而粉塵由于其特性而采納 氣力輸送管線輸送，輸送過(guò)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(diǎn)火源則極其危急，并且輸送管線與分別和除塵設(shè)備相連，極易引起二次爆炸，造成更大的傷亡和損失。 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，這些粉塵積累在廠房及設(shè)備表面

9、，若不準(zhǔn)時(shí)清 除，在達(dá)到肯定濃度并且飛揚(yáng)起來(lái)之后，很簡(jiǎn)單造成爆炸事故，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。 防火粉塵爆炸的平安技術(shù)（4） 1. 掌握粉塵濃度 各生產(chǎn)過(guò)程中的設(shè)備要密閉，操作間應(yīng)有良好的通風(fēng)設(shè)備，以降低空氣中粉塵含量。供 給設(shè)備以粉料時(shí)，必需使正常操作條件下設(shè)備和氣動(dòng)輸送裝置中的空氣量不超過(guò)30，并且最高極限含氧量為68。在粉塵濃度爆炸極限內(nèi)操作的設(shè)備，可用縮小容器體積的方法提高粉塵濃度，使之超過(guò)爆炸上限，以防止粉塵爆炸，也可減弱爆炸威力。 2. 削減粉塵沉積 各工段設(shè)備應(yīng)隔離設(shè)備在單獨(dú)房間內(nèi)；車(chē)間的地面、墻面、頂棚要求平滑無(wú)凹凸之處， 不設(shè)凸出部件，非設(shè)置不行時(shí)

10、，應(yīng)保持其上平面與水平線成60以上的傾角，便于沉積的粉塵自動(dòng)滑落；梁與柱子應(yīng)加以掩蓋，門(mén)窗與墻壁保持在同一平面內(nèi)。粉末的輸送管道設(shè)置要考慮粉末沉積問(wèn)題。粉末輸竤管段不允許鋪成水平狀態(tài)，不得有氣流死角；死頭支管及連接2個(gè)干燥設(shè)備或粉碎設(shè)備的連接管，粉末輸送管與水平線所成的傾斜角不得小于45°。應(yīng)定期準(zhǔn)時(shí)清理沉積于廠房?jī)?nèi)各角落、設(shè)備、管道上的粉塵，使設(shè)備外面的粉塵和系統(tǒng)內(nèi)各部件之間的粉塵減至最少。 3. 防止摩擦、撞擊、生熱 留意檢查和修理設(shè)備，防止機(jī)械零部件松脫。留意潤(rùn)滑機(jī)械轉(zhuǎn)動(dòng)部位；常常檢查軸承的 溫度，滑動(dòng)軸承溫度不得超過(guò)室溫45，滾動(dòng)軸承溫度不得超過(guò)60；如發(fā)覺(jué)軸承過(guò)熱，應(yīng)馬上停

11、車(chē)檢修。加料應(yīng)保持滿料，供料流量要?jiǎng)蚍Q正常，防止斷料空轉(zhuǎn)而摩擦生熱。設(shè)備的外表面溫度應(yīng)比被加工材料的陰燃溫度至少低50。排塵系統(tǒng)應(yīng)采納不產(chǎn)生火花的除塵器。研磨機(jī)假如研磨具有爆炸危急的物料，則設(shè)備內(nèi)需襯以橡皮或其它軟材料，全部的研磨體應(yīng)采納青銅球。 4. 防止電火花和靜電放電 生產(chǎn)場(chǎng)所的電氣設(shè)備要按規(guī)定選擇相應(yīng)的防爆型設(shè)備，整個(gè)電氣線路應(yīng)常常維護(hù)和檢 查。設(shè)備接地是最基本的防靜電措施。對(duì)于能產(chǎn)生可燃粉塵的破裂和研磨設(shè)備，要安裝牢靠的接地裝置。接地線必需連接牢靠，有足夠的機(jī)械強(qiáng)度，否則在松斷處可能產(chǎn)生靜電火花。要定期檢查接地線路，避開(kāi)發(fā)生故障。相互間距較近的設(shè)備、管道、器具應(yīng)用導(dǎo)體使之聯(lián)成一體，進(jìn)

12、行接地。增加濕度以防止靜電積累，并選取不易產(chǎn)生靜電的材料，削減靜電的產(chǎn)生。 5. 增加物料濕度降低危急性 增加濕度能降低粉塵的可爆性：一方面使粉塵結(jié)團(tuán)，難以懸浮于空間；另一方面潮濕粉塵受熱首先要蒸發(fā)水分，故引燃和傳播火焰困難。例如，粉塵濕度增大，其著火溫度上升、最小點(diǎn)火能量或最低可爆濃度增加。車(chē)間內(nèi)可裝設(shè)自動(dòng)水噴淋設(shè)備，保證空氣的相對(duì)濕度在70以上。對(duì)易燃易爆物料要求很細(xì)時(shí)應(yīng)考慮采納濕法作業(yè)。對(duì)不易除塵的粉碎作業(yè)也采納濕法作業(yè)。 6. 惰性氣體愛(ài)護(hù) 惰性介質(zhì)愛(ài)護(hù)是抑制大多數(shù)工業(yè)粉塵爆炸的有效措施。處理特殊危急的物質(zhì)如硫、電石等時(shí)，通常加入惰性氣體如N2、CO2、He等，以削減設(shè)備中粉塵空氣混合

13、物中的氧含量，而對(duì)金屬粉塵則采納N 2愛(ài)護(hù)，對(duì)有機(jī)粉塵采納CO2愛(ài)護(hù)比較有效。 7. 設(shè)置防爆泄壓阻火裝置 生產(chǎn)或使用粉塵的廠房和車(chē)間應(yīng)有足夠的泄壓面積，泄壓比應(yīng)滿意0.050.22m2/ m3。輕質(zhì)屋蓋和輕質(zhì)墻體門(mén)窗作為泄壓面積時(shí)，輕質(zhì)屋蓋和輕質(zhì)墻體重量不應(yīng)超過(guò)120kg/m2。泄壓面設(shè)置應(yīng)留意靠近簡(jiǎn)單發(fā)生爆炸部位且避開(kāi)當(dāng)?shù)爻Ｄ曛鲗?dǎo)風(fēng)向，不要面對(duì)人員集中的場(chǎng)所和主要交通道路。用門(mén)、窗、輕質(zhì)墻體做泄壓面積時(shí)，不要影響相鄰車(chē)間和其他建筑物的平安，留意防止負(fù)壓的影響，并且清除泄壓面積外的影響泄壓的障礙物。 設(shè)備內(nèi)部可安裝防爆膜、閥、爆破板、爆破門(mén)等，以減弱粉塵爆炸形成的壓力，愛(ài)護(hù)設(shè)備不遭到嚴(yán)峻破壞。在相連設(shè)備之間設(shè)置阻火器、隔焰板、自動(dòng)閥等，以防消失事故時(shí)火焰或爆炸波從設(shè)備的一部分傳至另一部分。對(duì)于難以安裝防爆泄壓裝置的設(shè)備如磨碎機(jī)，則要求設(shè)備自身能反抗爆炸壓力的破壞，或配置自動(dòng)切斷系統(tǒng)。 8.抑制粉塵爆炸 易發(fā)生粉塵爆炸的設(shè)備和管道，可考慮安裝一