粉尘爆炸知识及案例

附件3

粉尘爆炸、防范知识及相关案例

一、粉尘爆炸基础知识

（一）什么是粉尘爆炸？

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。

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。

（二）粉尘爆炸过程

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。

（三）粉尘爆炸特点

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。

（四）粉尘爆炸的主要危害

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1952—1979年间，日本发生各类粉尘爆炸事故209起，伤亡共546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1965—1980年发生各类粉尘爆炸事故768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150-300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1987年哈尔滨亚麻厂的亚麻尘爆炸事故，死亡58人，轻重伤177人，直接经济损失882万元。

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。

二、如何预防粉尘爆炸

（一）要减少粉尘在空气中的浓度。采用密闭性能良好的设备，尽量减少粉尘飞散逸出，同时要安装有效的通风除尘设备，加强清扫工作。

（二）要控制室内温度。

（三）改善设备，控制火源。有粉尘爆炸危险的场所，都要采用防爆电机、防爆电灯、防爆开关。

（四）应事先控制爆炸的范围。

（五）要控制温度和含氧程度。凡有粉尘沉积的容器，要有降温措施，必要时还可以充入惰性气体，以冲淡氧气的含量。

（六）工厂企业需要一套完善的防爆措施，以下8点措施值得企业学习。

工厂企业防范粉尘爆炸的8项措施：

1. 仓储结构设计方面的防爆措施

在设计筒仓车间时，要考虑粉尘爆炸问题，尽量使筒仓道线远离办公区和生活区，距离不小于30m，在小于150m的工作间，工作人员不超过10人，可设二个安全出口，疏散梯道宽不小于1.1m，走廊宽不小于1.4m，疏散门宽不小于0.9m，每

个仓顶应设独立的人孔和空气置换装置，不能相互连通，主要产尘车间应设泄爆装置，人孔不小于800×800mm。

2. 从生产工艺流程设备电气的选型和布设采取的主要防爆措施

原则是工艺设计合理，选型正确，正常维修，遵守操作规程，控制和消除火源，防止磨擦发热、撞击打火，消除引火、引爆部位，简化工艺流程，避免多次提升，采用防爆式斗提机，设备要有可靠的接地，设有自动报警、自动停车等保护装置，设计制造储运设备时应考虑可拆卸或便于维修。同时要考虑便于通风除尘和防爆系统正常工作。从生产设备上要选择符合国家电气法要求的电器，有防尘防爆性能的设备，降低提升机和其他输送机的线速度，减少粮食破损，在原粮输送机上安装永久性磁铁，清除粮中的金属物。

3. 减少产、扬尘点，控制环境粉尘浓度

对于储运生产过程中产尘或扬尘岗位，应减少产尘和扬尘点，控制粉尘扩散，降低周围空间的粉尘浓度，使粉尘浓度不超过10mg/m，我们控制了粉尘浓度远于爆炸极限之外，自然也就控制住粉尘爆炸的发生。

4. 除尘和产尘设备的防爆措施

对于产尘或除尘系统内，应侧重于消除引火点，提高风速，或分级削减粉尘浓度。

在这里应强调的是，有些人常认为有了通风除尘系统，就可以消除粉尘爆炸的危害。这是错误的，因通风除尘仅能改变环境粉尘浓度，而把粉尘爆炸的危害性转移到除尘系统内，所以，除尘系统内却常是形成粉尘爆炸的危险源，如不在除尘系统内采了有效的防爆技术措施，仅靠通风除尘是难于防止粉尘爆炸。这是国内外粉尘爆炸事故现场证明的一点。因在除尘系统内粉尘浓度基本都在爆炸极限内，又是一个较封闭的空间，各种撞击、磨擦、静电、明火、阴燃等引火几率高。

在这种条件和环境中，改变粉尘浓度是不客观、也不经济的，我们只能提高运行风速，负压工作，采用防爆风机和防爆电机，消除引火点，在系统内采用阻燃和防静电材料，设有良好的接地，设有泄爆和清扫口，并设有压力、温度等险情预报和监控系统，当系统内出现险情时将自动停止主机工作，各防爆抑爆系统自动工作，生产设备启动前10分钟启动除尘系统，生产设备停止工作10分钟后再停止除尘系统工作。

5. 清除积尘防止爆炸。

防止产尘车间其它部位发生粉尘爆炸主要应加强车间的清扫，消除设备和环境积尘。清除方式最好采取负压吸附式清扫法，这可避免粉尘“搬家”，或有死角清扫不到。不宜用喷淋等湿法清扫，因可燃粉尘在一定温度下，易产生可燃气体，挥发在空间。