粉尘防爆基础知识

1987年，哈尔滨亚麻厂发生特大亚麻粉尘爆炸事故，造成58人死亡、 65人重伤。这起事故引起了全社会对粉尘爆炸危害的重视，国内科研院所 及大专院校开展各类粉尘爆 炸机理与防爆技术研究。1990年成立了“全国 粉尘防爆标准化技术委员会”，开始着手制定粉尘防爆安全标准。 2006年 6月，为加强全国安全标准化工作，国家安全生产监督管理总局成立了全国 安全生产标准化技术委员会；原“全国粉尘防爆标准化技术委员会”改编 为“全国安全生产标准化技术委员会粉尘防爆分技术委员会”，我国粉尘 防爆安全标准开始进入稳步发展轨道。目前，已正式颁布的国家和行业粉 尘防爆安全标准共有23项。
（三）粉尘爆炸五要素
引发粉尘爆炸的点火源
（1）明火焰：
吸烟；工业动火-如气焊割；其它明火-如加热炉
（2）高温物体： 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）；非防爆电机、灯具的热表面（过热马达、白炽灯）； 其他（汽车排气管、烟囱火星、焊割作业金属熔渣）
（3）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
（二）粉尘防爆标准体系发展现状
1、欧美粉尘防爆标准体系发展现状
目前，国际上以美国、欧盟的粉尘防爆标准体系较为权威， 美国以NFPA颁布的粉尘防爆标准体系为主,欧盟以EN系列标准为 主。此外，德国也建立了VDI系列粉尘防爆标准体系。欧盟EN 标准为主的粉尘防爆标准体系与德国VDI标准体系类似。
欧美粉尘防爆标准主要包括基础性通用（测试） 标准、行业领域粉尘防爆技术标准、防爆产品技术与 管理标准等。
粉碎、研磨过程
由于机械力的作用会扬 起大量粉尘，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。
（一）容易发生粉尘爆炸的生产工艺与设备
打磨抛光
各类金属制品、木制品、 塑料制品等存在打磨抛光 生产工艺，其粉尘颗粒细 微，极易在空间扩散形成 粉尘云，一旦空间受限， 则易发生粉尘爆炸。
（4）静电放电： 火花放电、刷型放电、电晕放电、静电积累、人体静电等
（三）粉尘爆炸五要素
引发粉尘爆炸的点火源
（5）撞击与摩擦
➢各种打磨抛光工具和金属件的摩擦 ➢转动轴摩擦发热 ➢粉碎研磨设备中混入杂物（铁屑等） ➢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 （6）光线照射与聚焦：雷闪电、光线聚焦
（二）粉尘爆炸主要预防措施
（2）杜绝火源
➢严禁各类明火 ➢所有设备外壳（管道）可靠接地 ➢ 按规范使用防爆电器 ➢ 防止设备局部过热、电气短路 ➢ 严禁使用铁质工具，防止撞击火花 ➢ 遇湿自燃金属的粉尘防水防潮
（二）粉尘爆炸主要预防措施 （3）减少氧含量——惰化
对于在密闭容器内的粉碎、研磨、粉料的干燥及管道气力输 送等工艺，可以在容器（管道）内充入一定量的惰性气体如氮气 N2、C02等替代氧气，减少密闭容器（管道）内的氧含量，可有效 预防粉尘爆炸。
（三）粉尘爆炸五要素
氧气
可燃性
火源
粉尘
粉尘云
密闭空间
（三）粉尘爆炸五要素
（1）助燃性气体—氧气:一定的氧含量是粉尘燃烧的基础。 （2）可燃性粉尘:可与助燃气体发生氧化反应而燃烧的粉尘。 （3）点火源：能使局部粉尘云的温度发生突变形成火焰的高温热源。 （4）粉尘云：悬浮在空中且达到爆炸下限的可燃性粉尘云。 （5）密闭空间:粉尘云被限制在了相对密闭的空间。
目前，国际上采用较多的是欧盟EN系列防爆标准以及美国防火协 会(NFPA)系列粉尘防爆标准。NFPA的相关粉尘防爆标准体系相对比较 完善且更新及时.
（一）粉尘防爆标准发展历程
2、我国粉尘防爆标准发展回顾
我国于五十年代开始对煤矿粉尘爆炸进行研究，但企业作业场所粉尘 防爆研究却始于八十年代初。改革开放后的三十多年，我国各行各业得到 快速发展，粉体生产与粉体加工技术也得到空前发展，粉尘爆炸事故随之 开始频发。
（二）N粉6F8尘爆P防A爆标准体系发展现状
燃风通美国N标FP准A体粉N4系尘木防F爆工P材A加66
NFPA6 9可燃
金属粉
通用基础标准
技术标准
行业标准
特殊标准
参E粉燃参M数8N测2I试尘爆数11NNE标7电9气3准FF7程1静排规系PPAAEE欧盟NN抑耐技E11N体术防44爆爆标系N4爆体生加34准易F标处76准微产工30P燃理A粒、和固65无1炸产6E品焰0标N泄N0粉5准爆9尘5F爆硫爆尘P防A磺防6
粉尘防爆基础知识
内容提要
一、粉尘爆炸基本原理 二、粉尘爆炸的主要防范措施 三、粉尘防爆安全标准体系解读
一、 粉尘爆炸基本原理
（一）什么是粉尘爆炸 （二）粉尘爆炸主要特点 （三）粉尘爆炸五要素 （四）影响粉尘爆炸的主要特性因素
（一）什么是粉尘爆炸
---几个基本概念
粉尘：细微的固体颗粒
可燃性粉尘：在一定条件下能与空气发生氧化反应而燃
煤粉制备磨煤机 流化床干燥机
（二）粉尘爆炸主要预防措施
（4）通风除尘
存在粉尘爆炸危险作业场所采取有效的通风除尘措施，降低 作业场所粉尘浓度、减少作业现场粉尘沉积，是预防粉尘爆炸的 有效措施。
➢ 按标准规范设计、使用除尘系统
➢ 除尘系统必须按工艺分片（分区）相对独立设置， ➢ 各除尘系统间禁止互通互连； ➢ 所有产尘点均应装设置符合要求的吸尘罩； ➢ 除尘器应设置在车间厂房外部； ➢ 干式除尘器本体应设置符合泄爆要求的泄爆装置； ➢ 遇湿自燃的金属粉尘采用湿式除尘系统必须设置气体放散孔
（7） 化学反应放热：氧化燃烧、自燃
（四）影响粉尘爆炸的主要特性因素
➢粉尘分散情况：分散度越高（粒径越小），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，爆炸强度越高
（四）影响粉尘爆炸的主要特性因素
（一）容易发生粉尘爆炸的生产工艺与设备
气力输送过程
粉料管道气力输送过程中， 高浓度细粉料与空气处于完全混 合悬浮的流动状态，是粉尘爆炸 的高危环境，只要有合适的点火 源则极易引起粉尘爆炸，且输送 管线与分离过滤器和除尘设备相 连，易引起二次爆炸。
干式除尘系统
除尘器工作状态下，因自重 降落和滤袋清灰，灰斗内始终存 在高浓度悬浮状粉尘，若遇有足 够能量的点 火源，极易 引发粉尘 爆炸事故。
（一）容易发生粉尘爆炸的生产工艺与设备
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。
其它生产设备
粮食、饲料企业的斗式提升 机、筒仓、料仓、料斗等都是极 易发生粉尘爆炸的生产设备。
（二）粉尘爆炸主要预防措施
切断、隔离、消 除粉尘爆炸五要 素中任一要素都 可有效预防粉尘 爆炸事故的发生！
降低爆炸损失。 方式：有焰泄爆和无焰泄爆
二种泄爆方式。
（三）粉尘爆炸主要防护措施
有焰泄爆和无焰泄爆
安全泄爆
泄放至厂 房外部
严禁泄放到厂房内
（三）粉尘爆炸主要防护措施
（3）抑爆 定义：爆炸初始阶段，通过物理化 学作用扑灭火焰，抑制（阻止）粉 尘爆炸的发展。
目的：通过设置抑爆装置，提前探 测，灭火、抑制爆炸。
➢氧化速度快的粉尘容易爆炸：如镁粉、铝粉、染料粉末等 ➢燃烧热越大的粉尘越容易爆炸：如煤尘、碳粉、硫磺粉末等 ➢容易带电的粉尘容易引起爆炸：如合成树脂粉末、纤维类
粉尘、淀粉等。
二、 粉尘爆炸主要防范措施
（一）容易发生粉尘爆炸的生产工艺与设备 （二）粉尘爆炸主要预防措施 （三）粉尘爆炸主要防护措施
（一）容易发生粉尘爆炸的生产工艺与设备
可燃性 粉尘
粉尘云
氧气 火源
密闭空间
（二）粉尘爆炸主要预防措施
（1）规范清理作业岗位粉尘
作业场所沉积的粉尘是引发连锁爆炸、大爆炸的主要因素，企业应 按规定要求建立粉尘清扫制度，对粉尘生产作业现场(包括粉料贮存间) 所有部位进行及时全面规范清理，不留死角，包括清除墙面、地面、横 梁、天花板吊顶，以及设备、管道、皮带运输机的水平表面、支腿、管 箍，和其他不易清扫的隐蔽面上的粉尘。清扫粉尘时应采用措施防止粉 尘二次扬起，最好采取负压方式清扫，严禁使用压缩空气吹扫。
1mm厚的粉尘
达到爆炸下限
最危险浓度
职业健康涉及的粉尘浓度 1mg/m3~10mg/m3
粉尘爆炸浓度范围 30g/m3~3Kg/m3

粉尘层 500kg/m3
（一）什么是粉尘爆炸
---几个基本概念 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。 粉尘的初始爆炸与二次爆炸：初始爆炸也叫一次爆炸，是由初始点 火源引起的爆炸；二次爆炸是由初始爆炸的冲击波将未发生爆炸区域内 的沉积粉尘扬起，形成粉尘云，并被传播来的火焰引燃发生的爆炸。
（一）粉尘防爆标准发展历程
1、欧美粉尘防爆标准发展历程
20世纪初欧美等发达国家首先开始对粉尘爆炸开展研究。20世纪 40年代中期德、美等国建立了粉尘防爆相关标准规范；20世纪70至80 年代，粉尘防爆研究快速发展，开展了一系列大中型爆炸试验，防爆 方法与标准趋于一致； IEC与ISO防爆标准陆续出台，20世纪90年代后， 欧洲标准化委员会成立了CEN/TC305“爆炸性气氛危险区爆炸预防与防 护标准技术委员会”（简称非电气防爆标委会），形成了统一的欧洲 标准。
（三）粉尘爆炸主要防护措施
（4）隔爆 定义：爆炸发生后，通过物理化学作用阻止爆炸传播