粉尘安全参数指标

粉尘安全参数指标（一）
a) 粉尘云最小点火能MIE
测试依据：《粉尘云最小着火能量测定方法》（GB/T 16428-1996） 测试设备与原理
粉尘云最小点火能量（MIE ）也叫粉尘云最小着火能量。

粉尘云的最小点火能量是用已知能量的电容器放电来测定的。

以放电火花击穿Hartmanm 管中的粉尘云，而粉尘点火与否，则根据火焰是否能自行传播来判定，一般要求火焰传播至少10cm 以上。

确定最小点火能量的方法是依次降低火花能量，如在连续10次相同实验中无一次发火，则此时的火花能量定为该粉尘云的最小点火能量。

必须注意，在最小点火能量测试中应确定一组最佳参数，以使粉尘浓度、粉尘粒度、喷粉压力与电火花产生之间的延迟时间有一个合理的匹配关系。

最小点火能量与粉尘浓度有很大的关系，而每种粉尘都有一个最易点燃的浓度，所以在测量最小点火能量之前，应首先实验测定最佳粉尘浓度。

实验装置示意图见图2.1，测试设备与控制界面见图2.2。

b) 粉尘云爆炸下限浓度LEL
测试依据：《粉尘云爆炸下限浓度测定方法》（GB/T16425-1996） 测试设备与原理
粉尘云爆炸下限的测试应该从一个可爆炸的粉尘浓度开始实验，然后逐渐降低该浓度值，直至无爆炸发生为止。

为确保无爆炸的发生，最少需在该浓度值上重复三次以上试验。

关于是否爆炸的判据：根据20L 爆炸
球创始人R. Siwek 的观点，以比单纯点火
头爆炸超压大0.5Bar 为爆炸判据，参见
《VDI 2263 第一部分》2.1节。

测试设备为20L 爆炸球，该装置主要设备包括球体、压力传感器、气源、测量数据记录系统等几部分，见图2.3。

用2MPa 的高压空气将储粉罐内的可燃粉尘经机械两相阀和分散阀喷至预先
图2.1 Hartmanm 管实验装置示意图
图2.2 Hartmanm 管实物及点火能量触摸屏主界面
抽成真空的20L 球形装置内部，然后，计算机开始采样并用点火装置点火引爆粉尘和空气的混合物，最后，对采样结果进行分析、计算。

c) 粉尘云最大爆炸压力和爆炸指数
测试依据：《粉尘云最大爆炸压力和最大压力上升速率测定方法》GB/T16426-1996。

测试设备与原理
测试设备为20L 爆炸球。

最大爆炸压力m ax P 和最大爆炸压力上升速率m ax
⎪
⎭⎫
⎝⎛dt dp 可以从实验测试获得的压力-时
间曲线上判定。

测试粉尘浓度应该在一广泛范围内变化，直到m ax P 和m ax
⎪⎭⎫
⎝⎛dt dp 均无增加为止。

一般，m ax P 和m ax
⎪⎭⎫
⎝⎛dt dp 不出现在同一粉尘浓度值上。

通过大量在20L 爆炸球装置测定的
m ax
P 值比较，在20L 爆炸球装置上测定的值较小，
其原因在于和1m3爆炸装置相比，20L 球形爆炸装置具有较大的散热面积。

因此，在20L 爆炸球装置上测得的最大爆炸压力值应以1m3装置测得的结果为准进行修正。

其修正公式为：
)
(165.03.1max max,MPa P P -⨯=修
粉尘爆炸烈度等级用粉尘爆炸指数
()
s m MPa K /.,max 来表示，其定义为：
3
1
max
max
V dt dp K ⨯⎪⎭⎫
⎝⎛=式中：V —容器容积，m3。

经国际权威专家试验证明，在20L 球型装置中测得的max
K 值与1m3ISO 装置结果相当，
直接或稍加修正即可用于大型设备防爆设计。

关于粉尘爆炸烈度等级，ISO-6184及VDI-3673根据Kst 值（bar·m·s-1）把粉尘分为如下四个等级：
（50/50）
平均粒径33μm的纤维素
Kst>30St3爆炸性特别强烈的粉尘平均粒径29μm的铝粉平均粒径<10μm的蒽醌
d)粉尘云最低氧极限浓度（临界氧浓度）LOC
测试依据：《Determination ofexplosioncharacteristics of dustclouds —Part 4: Determination of the limitingoxygen concentration LOC of dustclouds》，（EN 14034-4-2004）[欧标]。

测试设备与原理
测试设备为20L爆炸球，但该实验比较麻烦，需要通过配气装置，不断改变气体中的氧气浓度。

e)热分解温度
采用了热筛选设备（TSu）对被测样品的热分解行为进行了测试。

该设备是反应危险评估的初步筛选工具，产自英国热危害评估实验室（HEL），该设备操作简便。

除了温度检测，其还装备了能够检测并记录实验过程中压力随温度变化情况的压力传感器。

实验时由操作者设定一个线性升温速率。

TSu主要由加热炉膛和电子装配、TSu顶部集成部件（包括合并球阀、热电偶和压力传感器）、炉膛盖、备件和工具、电缆、电脑等部分组成，具体结构图见图2.4。

图2.4 热筛选设备结构图
TSU（Thermal Screening Unit）作为反应危险性评估筛选的工具，可以提供比传统的差示扫描量热仪（DSC）/差热分析仪（DTA）更全面的数据支持和应用方案，可以提供压力数据——对于判定潜在的爆炸危害至关重要。

仪器的测试原理是通过炉体的程序控温，来分别探测样品的温度和压力数据如果有放热现象或和气体/蒸汽产生，则在温度及压力图线上会看到明显的峰型曲线。

相对于DSC/DTA，TSU测试的样品量较大，工作容积为1ml ~ 8 ml（约1~5g），使得测
试结果更具有代表性。

f) 机械感度
包括撞击感度与摩擦感度两种。

测试依据
《撞击感度——爆炸概率法》（GJB772A-97 方法601.1） 《摩擦感度——爆炸概率法》（GJB772A-97 方法602.1） 测试设备
测试设备见图2.5，左图为撞击感度仪，右图为摩擦感度仪。

被测
试样（炸药）在机械撞击作用下，发生爆炸变化的难易程度叫做炸药的撞击感度。

其试验方法为：使定量的、限制在两光滑硬表面之间的炸药试
样，受到
一定质量、自一定高度自由落下的落锤的一次冲击作用，观察其是否发生爆炸（包括燃烧、分解），用其爆炸概率表征试样的撞击感度值。

炸药在摩擦作用下，发生爆炸变化的难易程度叫做炸药的摩擦感度。

其试验方法为使定量炸药试样限制在两光滑硬表面之间，在恒定的挤压压力与外力作用下经受一定的摩擦作用，观察是否发生爆炸（包括燃烧、分解），用其爆炸概率表征试样的摩擦感度值。

WL —1型立式落锤仪 WM —1型摆式摩擦感度仪
图2.5 撞击感度与摩擦感度测试设备。