第一部分 粉塵爆炸的基礎(chǔ)知識(shí)

第一部分  粉塵爆炸的基礎(chǔ)知識(shí)

一、什么是粉塵爆炸

二、粉塵爆炸發(fā)生的條件和特點(diǎn)

三、易發(fā)生粉塵爆炸的環(huán)節(jié)和設(shè)備

四、點(diǎn)火源的分類

五、粉塵防爆電氣設(shè)備的選擇

一、什么是粉塵爆炸

粉塵爆炸

粉塵爆炸是火焰在彌散于空間的可燃粉塵云中傳播，引起顯著的壓力、溫度躍升的現(xiàn)象。

定義

粉塵：細(xì)微的固體顆粒。

                         粉塵防爆術(shù)語》GB/T15604-2008

特點(diǎn)：在大氣中依靠自身重量可沉淀下來，但也可持續(xù)懸浮在空氣中一段時(shí)間的固體微小顆粒，是一種不導(dǎo)電（糧食、糖、奶粉、飼料）的可燃性粉塵。                     

粉塵云與粉塵層

Ø粉塵層：沉（堆）積在地面或物體表面上的粉塵群。（靜態(tài)）

Ø粉塵云：粉塵懸浮在空氣中或氣態(tài)氧化劑中，形成的高濃度粉塵與氣體的混和物。懸浮在空間中的、呈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的粉塵。

哪些粉塵可能會(huì)發(fā)生爆炸？

  幾乎所有可與空氣發(fā)生氧化反應(yīng)的粉塵都可能。

（1）農(nóng)產(chǎn)品、糧食、食品粉塵：谷物（小麥玉米等）粉塵、面粉、淀粉、奶粉、食糖、飼料粉等。

（2）農(nóng)林產(chǎn)品：煙草、木材粉塵、棉花纖維、亞麻纖維、毛纖維。

（3）金屬粉塵：鎂粉、鋁粉、鋅粉。

（4）礦物及產(chǎn)品：煤粉、硫磺粉、磷粉、焦炭粉塵、瀝青粉塵

（5）石化產(chǎn)品：塑料、樹脂、石油焦粉、抗氧化劑、

（6）化學(xué)粉塵：醫(yī)藥粉劑、農(nóng)藥等。

二、粉塵爆炸發(fā)生的條件和特點(diǎn)

引起爆炸的火源需要多大能量？

最小點(diǎn)火能量：粉塵云中可燃粉塵處于最容易著火的濃度時(shí)，使粉塵云著火的點(diǎn)火源能量的最小值。

點(diǎn)火溫度越低，越容易爆炸。砂糖的點(diǎn)火溫度為360℃。

常見農(nóng)產(chǎn)品最小點(diǎn)火能量在30-50mJ。

 一根火柴燃燒產(chǎn)生的能量：100J，明火溫度達(dá)1200C。

粉塵爆炸與氣體爆炸的不同？

1、必須有足夠數(shù)量的塵粒飛揚(yáng)在空氣中才有可能發(fā)生粉塵爆炸。

2、粉塵燃燒過程比氣體燃燒過程復(fù)雜。

3、粉塵爆炸的起始能量大，達(dá)10mJ的量級(jí)，為氣體的近百倍。

4、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。

5、粉塵爆炸有產(chǎn)生二次爆炸的可能性。

6、與氣體相比，粉塵爆炸容易引起不完全燃燒，因而在生成氣體中有大量的一氧化碳存在。

三易發(fā)生粉塵爆炸的生產(chǎn)工藝儀設(shè)備

容易發(fā)生粉塵爆炸的生產(chǎn)工藝與設(shè)備

（1） 粉碎、研磨、輸送過程

    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。

（2） 氣固分離過程

   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，爆炸事故就會(huì)不可避免地發(fā)生。

   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，將發(fā)生粉塵爆炸事故。

（3） 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(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。

（4） 粉塵氣力輸送過程

    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(diǎn)火源則極其危險(xiǎn)，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。

（5） 清掃、吹掃過程

    生產(chǎn)過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(yáng)，形成懸浮爆炸條件。

（6） 隱藏區(qū)域或空間

生產(chǎn)過程中可能的點(diǎn)火源

(1) 機(jī)械摩擦與碰撞   （使用鐵制工具、運(yùn)輸工具撞刮、潤(rùn)滑不良軸承、氧化劑撞擊等）

(2) 電氣火花    (接線盒、開關(guān)、控制箱漏電、短路、接觸不良等)

(3) 熱表面     (過熱馬達(dá)、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)

(4) 靜電放電（電暈放電、靜電積累、火花放電）

(5) 粉塵自燃（悶燒）

(6) 明火      (動(dòng)火、吸煙、氣焊割等)

四、點(diǎn)火源的分類

(1) 機(jī)械碰撞與摩擦

•轉(zhuǎn)動(dòng)軸摩擦發(fā)熱

•斗式提升機(jī)跑偏、打滑、斷帶

•皮帶輥與支架摩擦

•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）

•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

•維修工具

(2) 電氣火花

•電氣線路短路、接線松動(dòng)

•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)備過載

•雜散電流

(3) 熱表面

•加熱設(shè)備（加熱電阻絲、蒸氣管線）

•散熱器

•干燥柜

•機(jī)械熱表面（只要存在運(yùn)動(dòng)部件，就應(yīng)該考慮機(jī)械摩擦熱表面 在缺乏潤(rùn)滑時(shí)，易于出現(xiàn)熱表面）

•供暖設(shè)備和管線

•非防爆電氣設(shè)備

•非防爆電機(jī)、燈具的熱表面

(4) 靜電放電

•靜電放電類型   •火花放電   •刷形放電    •傳播型刷形放電    •料堆放電   

 •人體靜電

 •糧食行業(yè)中火花放電最常見。

(5) 粉塵自燃

•條件：一定的水分，局部通風(fēng)導(dǎo)熱不好

•有時(shí)由機(jī)械摩擦發(fā)熱引發(fā)。

(6) 明火

•抽煙      •工業(yè)動(dòng)火

•工業(yè)動(dòng)火是我國(guó)大部分糧食粉塵爆炸的點(diǎn)燃源

•陰燃粉塵團(tuán)以及其它明火（例如加熱爐）

五、粉塵防爆電氣設(shè)備的選擇

(1) 粉塵爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)的分區(qū)

根據(jù)可燃性粉塵環(huán)境出現(xiàn)的頻率和持續(xù)時(shí)間，把危險(xiǎn)場(chǎng)所分為三個(gè)區(qū)域。

20區(qū)：在正常運(yùn)行過程中可燃性粉塵云持續(xù)地、或長(zhǎng)期地或頻繁地出現(xiàn)，其數(shù)量足以形成可燃性粉塵與空氣混合物和/ 或可能形成無法控制和極厚的粉塵層�！�—如儲(chǔ)罐內(nèi)部、設(shè)備或管道內(nèi)部。 

21區(qū)：在正常運(yùn)行過程中，可燃性粉塵云偶爾可能出現(xiàn)的場(chǎng)所。——如粉料投料口、打包區(qū)。

22區(qū)：在異常條件下,可燃性粉塵云偶而出現(xiàn)并且只是短時(shí)存在、或可燃性粉塵偶而出現(xiàn)堆積或可能存在粉塵層并且產(chǎn)生可燃性粉塵空氣混合物的場(chǎng)所。

(2)粉塵的組別：

                               I類用于煤礦           II類用于氣休

(3)點(diǎn)燃溫度

在規(guī)定的測(cè)試條件下,點(diǎn)燃爆炸性介質(zhì)所需的最低溫度。一般是指接觸的發(fā)熱部件/外殼表面的點(diǎn)燃溫度。

砂糖：點(diǎn)燃溫度360℃。造擇防爆電氣設(shè)備時(shí)，應(yīng)低于點(diǎn)燃溫度的2/3 。

(4) 防爆電氣的標(biāo)識(shí)及選擇

爆炸性氣體環(huán)境電氣設(shè)備的防爆標(biāo)志：

Ex ＋ 防爆結(jié)構(gòu)+保護(hù)級(jí)別＋類別(Ⅱ)＋級(jí)別(A/B/C)＋溫度組別(T1～T6)+防護(hù)等級(jí)（粉塵）

例如：

     用于1區(qū)氣體隔爆型設(shè)備  

                                    舊標(biāo)識(shí) Ex d ⅡB  T4

                                    新標(biāo)識(shí)  Ex db IIB T4 或 ExdIIBT4GB

     用于21區(qū)的外殼保護(hù)型粉塵防爆設(shè)備

                                     舊標(biāo)識(shí) DIP A21 TA175 ℃ IP66

                                     新標(biāo)識(shí) Ex   tb  IIIC T175℃ IP66

以上是第一部分：粉塵爆炸的基礎(chǔ)知識(shí)全部?jī)?nèi)容。讓我們期待后面精彩待續(xù)，謝謝觀賞��！