粉尘防爆的概念
什么是粉尘防暴,就是粉尘在爆炸极限范围内,遇到热源(明火或温度),火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间,化学反应速度极快,同时释放大量的热,形成很高的温度和很大的压力,系统的能量转化为机械功以及光和热的辐射,具有很强的破坏力。
基本定义
凡是呈细粉状态的固体物质均称为粉尘。能燃烧和爆炸的粉尘叫做可燃粉尘;浮在空气中的粉尘叫悬浮粉尘;沉降在固体壁面上的粉尘叫沉积粉尘。现已发现以下七类物质的粉尘具有爆炸性:金属(如镁粉、铝粉);煤炭;粮食(如小麦、淀粉);饲料(如血粉、鱼粉);农副产品(如棉花、烟草);林产品(如纸粉、木粉);合成材料(如塑料、染料)。某些厂矿生产过程中产生的粉尘,特别是一些有机物加工中产生的粉尘,在某些特定条件下会发生爆炸燃烧事故。国内外的研究成果表明,这些条件一般有三种:(1)可燃性粉尘以适当的浓度在空气中悬浮,形成人们常说的粉尘云;(2)有充足的空气和氧化剂;(3)有火源或者强烈振动与摩擦。通常认为,易爆粉尘只要满足条件(1)和条件(2),就意味着具备了可能发生事故的苗头。
爆炸过程
粉尘的爆炸可视为由以下三步发展形成的:第一步是悬浮的粉尘在热源作用下迅速地干馏或气化而产生出可燃气体;第二步是可燃气体与空气混合而燃烧;第三步是粉尘燃烧放出的热量,以热传导和火焰辐射的方式传给附近悬浮的或被吹扬起来的粉尘,这些粉尘受热汽化后使燃烧循环地进行下去。随着每个循环的逐次进行,其反应速度逐渐加快,通过剧烈的燃烧,最后形成爆炸。这种爆炸反应以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸压力等将持续加快和升高,并呈跳跃式的发展。
爆炸特点
(1)多次爆炸是粉尘爆炸的最大特点;
(2)粉尘爆炸所需的最小点火能量较高,一般在几十毫焦耳以上。
(3)与可燃性气体爆炸相比,粉尘爆炸压力上升较缓慢,较高压力持续时间长,释放的能量大,破坏力强。
主要危害
(1)具有极强的破坏性。粉尘爆炸涉及的范围很广,煤炭、化工、医药加工、木材加工、粮食和饲料加工等部门都时有发生。如—年间,日本发生各类粉尘爆炸事故起,伤亡共人,其中以粉碎制粉工程和吸尘分离工程较突出,各为46起。联邦德国—年发生各类粉尘爆炸事故起,其中较严重的是木粉及木制品粉尘和粮食饲料爆炸事故,分别占32%和25%。近几年来,我国每年发生粉尘爆炸的频率为:局部爆炸-次系统爆炸1-3次,且呈增长趋势。我国发生的这些粉尘爆炸尤其是系统爆炸,造成了严重损失,仅年哈尔滨亚麻厂的亚麻尘爆炸事故,死亡58人,轻重伤人,直接经济损失万元。
(2)容易产生二次爆炸。第一次爆炸气浪把沉积在设备或地面上的粉尘吹扬起来,在爆炸后的短时间内爆炸中心区会形成负压,周围的新鲜空气便由外向内填补进来,形成所谓的“返回风”,与扬起的粉尘混合,在第一次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。二次爆炸时,粉尘浓度一般比一次爆炸时高得多,故二次爆炸威力比第一次要大得多。例如,某硫磺粉厂,磨碎机内部发生爆炸,爆炸波沿气体管道从磨碎机扩散到旋风分离器,在旋风分离器发生了二次爆炸,爆炸波通过爆炸后在旋风分离器上产生的裂口传播到车间中,扬起了沉降在建筑物和工艺设备上的硫磺粉尘,又发生了爆炸。(3)能产生有毒气体。一种是一氧化碳;另一种是爆炸物(如塑料)自身分解的毒性气体。毒气的产生往往造成爆炸过后的大量人畜中毒伤亡,必须充分重视。
粉尘爆炸基础知识
可燃性粉尘环境爆炸危险区域
1.在可燃性粉尘环境中,同时存在以下导致发生爆炸条件,则形成可燃性粉尘环境爆炸危险区域:
a)存在可燃性粉尘与空气形成爆炸性粉尘混合物,其浓度在爆炸极限以内;
b)存在足以点燃与空气形成爆炸性粉尘混合物的火花、电弧、高温、静电放电或能量辐射,或者存在助燃气体,或者存在铝镁粉尘与铁锈、水或其它化学物质接触发生放热反应产生自燃。
2.按粉尘的量、粉尘云爆炸极限和通风条件确定粉尘爆炸环境危险区域的分区:
a)20区:可燃性粉尘云在空气中形成的爆炸性环境持续地或长期地或频繁地出现的区域。
b)21区:在正常运行时,可燃性粉尘云在空气中形成的爆炸性环境可能偶尔出现的区域。
c)22区:在正常运行时,可燃性粉尘云在空气中形成的爆炸性环境一般不可能出现,即使出现,持续时间也是短暂的区域。
粉尘爆炸的发生
1.存在可燃性粉尘的释放源。
2.由释放源释放的可燃性粉尘,形成释放的环境。该环境称为可燃性粉尘环境(粉尘云、粉尘沉降形成粉尘积聚的环境)。
3.在可燃性粉尘环境中,存在(点燃)可燃性粉尘产生爆炸的条件,而形成了可燃性粉尘环境爆炸危险区域。
4.可燃性粉尘环境爆炸危险区域粉尘浓度达到爆炸极限。
粉尘涉爆企业事故隐患排查要点
(一)除尘系统防爆安全
1.吸尘排风罩或吸尘排风柜
1)作业工位应设置下吸或侧吸方式收尘的吸尘排风罩或吸尘排风柜;
2)吸尘口应完全吸入作业区的粉尘。
3)吸尘口设计风速符合标准要求。
2.风机
1)风机应安装在除尘系统的负压段(风机在管道上的安装位置,应在除尘器排风管道处);
2)选用防爆型风机;
3)设置在粉尘环境爆炸危险区域的风机电机及连接电气线路应符合电气防爆要求;
4)风机叶片及转动轴承应无积尘。
5)风机及叶片应安装紧固、运转正常,不应产生碰撞、摩擦,无异常杂音。
3.除尘器
1)除尘器的安装:
----除尘器应布置在厂房建筑物外部;
----除尘器应布置在除尘系统的负压段上,在负压状态下工作;
----除尘器及风管应防静电接地连接。
2)湿式除尘器:
----湿式除尘设计用水量、流速应能完全过滤从风管吸入除尘器的粉尘,应设置连续监测水量、流速的监测报警装置;
----湿式除尘循环用水应进行粉尘、油污及杂质过滤,除尘器及循环用水管道内应无积尘;
----湿式除尘器内部无锈蚀;
----湿式除尘器内部无积尘。
3)干式除尘器:
----除尘器进风管处应设置泄爆装置;
----采用外滤型式的袋式除尘器;
----设置除尘器进出风口风压差监测报警装置,当进出风口风压差发生异常时,应发出声、光报警信号;
----除尘器滤尘区应设置泄压装置;
----除尘器应设置气压反吹式的滤袋清灰系统;
----除尘器灰斗下部应设锁气卸灰装置,卸灰工作周期的设定应使灰斗内无粉尘堆积;
----除尘器收尘装置应与卸灰装置同步运转。每班的卸灰量小于25kg,可采用收尘容器(桶)收集,收尘容器(桶)收集的粉尘应每班清理。
(二)作业场所防爆安全
1.作业场所通风
加工作业区域的通风、采暖和空气调节系统应独立设置,厂房内应保持负压,不应采用循环空气。
2.粉尘爆炸环境危险区域积尘
粉尘爆炸环境危险区域的地面、墙面、沟槽、门窗、设备和装置不应出现厚度大于0.8mm的积尘层,应每班清扫粉尘空气。
3.粉尘爆炸环境危险区域电气防爆
1)电气设备按照GB.2的要求选型和安装;
2)粉尘爆炸环境危险区域的电气线路及用电设备应装设短路、过负载保护;
3)设备金属外壳、机架、管道等应可靠接地,连接处有绝缘时应做跨接,形成良好的通路,不得中断;
4)粉尘爆炸环境危险区域的绝缘导线和电缆的选择应符合GB的要求;
5)粉尘爆炸环境危险区域的电气线路采用绝缘线时应用钢管配线。
4.粉尘爆炸环境危险区域无明火作业
粉尘爆炸环境危险区域不应采用产生明火、高温和释放可燃气体等存在产生粉尘爆炸危险的生产作业方式及工艺。
5.铝镁粉尘防潮防湿措施
清扫、收集的粉尘应防止与铁锈、水或其它化学物质接触或受潮发生放热反应产生自燃,应装入经防锈蚀表面处理的金属材料或防静电材料制成的容器,在指定的安全区域存放,收集的粉尘应作无害化处置。
(三)作业场所安全标志
粉尘爆炸环境危险区域应设置安全警示标志牌。
(四)安全管理
1.机构及人员
按照《安全生产法》的规定设置安全管理机构,配备熟悉粉尘防爆安全的管理人员。
2.安全管理制度及安全操作规程
建立实施粉尘防爆安全管理措施相关的安全管理制度和安全操作规程。
3.安全培训
开展实施粉尘防爆安全管理措施及安全技术措施相关的安全培训。
4.安全档案
建立实施粉尘防爆安全管理措施及安全管技术措施相关的安全档案。
5.隐患排查治理台帐
依据粉尘防爆技术标准编制隐患排查检查表,开展隐患排查治理工作,建立隐患排查治理台帐
6.故障报警、异常情况处置
针对生产作业过程中出现的粉尘防爆故障报警或其它异常情况制定现场处置方案。
7.防火安全
依照法律、法规的规定,进行消防安全验收、备案。
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