粉尘爆炸基本知识培训

器
上
的
应
用
完整的抑爆和化 学隔离保护措施
事故案例
–2010年2月24日，秦皇岛骊骅淀粉厂发生淀粉粉尘爆 炸事故，造成21人死亡，47人受伤，直接经济损失 1730万。 – 2014年8月2日，昆山中荣金属制品有限公司发生铝 合金粉尘爆炸事故，共造成146人死亡，114人受伤。 直接经济损失3.51亿元。 –2015年6月27日，台湾新北市八里的八仙水上乐园舞 台，在举办彩色派对活动最后5分钟发生粉尘爆炸意外 ，造成500余人受伤，12人死亡。
（一） 什么是粉尘爆炸
粉尘云:悬浮在空气中的高浓度粉尘云团 粉尘爆炸危险场所：存在可燃性粉尘和气态氧化剂（主要是空气 ）的场所。根据爆炸性环境出现的频率或存在的时间可划分为不 同区域。
粉尘爆炸下限：粉尘云在给定能量点火源作用下，能发生自持 火焰传播的最低浓度，单位： g/m 3 。
（一） 什么是粉尘爆炸
深圳一加工厂粉尘爆炸事故
2016年4月29日16时许，广东省深圳市光明新区精艺星 五金加工厂发生铝粉尘爆炸事故。截至5月6日，已造成 4人死亡、6人受伤，其中5人严重烧伤。事故单位主要 从事自行车铝合金配件抛光业务，未按标准规范设置除 尘系统，采用轴流风机经矩形砖槽除尘风道，将抛光铝 粉尘正压吹送至室外的沉淀池。据初步调查分析，这起 事故是在砖槽除尘风道内发生铝粉尘初始爆炸，引起厂 房内铝粉尘二次爆炸，造成人员伤亡。
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 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。
(二) 粉尘爆炸特点
1、 具有极大的破坏性。粉尘的生产、干燥、运输、储存工艺以及生 产过程中使用的除尘系统等均可发生粉尘爆炸。粉尘爆炸产生的能量 大，爆炸威力大，爆炸温度可达到2000—3000度，最大爆炸压力可达 700KPa； 2、易造成二次爆炸和连续爆炸。第一次爆炸气浪把沉积在设备或地 面上的粉尘吹扬一二二 起来，在第 次爆炸余火引燃下引起的第 次爆 炸，甚至是多次连续爆炸。 次爆炸时，粉尘浓度一般比一次爆炸时高 得多，二次爆炸威力比第一次要大得多，其破坏性也更大； 3、发生粉尘爆炸时，爆炸燃烧物飞出，易引发大范围火灾、造成局 部严重炭化和人体严重烧伤； 4、粉尘爆炸中伴随着不完全燃烧，燃烧气体中含有大量的CO和其它 有毒气体，容易引起人员中毒。
（一）哪些粉尘容易爆炸？
燃烧热越大的物质越容易爆炸：如煤尘、碳、硫磺 等。
氧化速度快的物质容易爆炸：如镁粉、铝粉、染料 等。
容易带电的粉尘也很容易引起爆炸：如合成树脂粉 末、纤维类粉尘、淀粉等。
通常不易引起爆炸的粉尘有土、砂、氧化铁、研磨 材料、水泥、石英粉尘以及类似于燃烧后的飞灰等。这 类物质的粉尘化学性质比较稳定，所以不易燃烧。
（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 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。
➢早期探测,觉察到爆炸 ➢启动发射筒 ➢把灭火剂喷进容器 ➢抑制爆炸和隔离燃烧的物 料 ➢设备停车
（4）隔爆
定义：爆炸发生后，通过 物理化学作用扑灭火焰， 阻止爆炸传播的技术。 目的：防止火焰通过管道 传播。
（5）多种保护方案组合应用
泄爆、隔爆、抑爆相互组合。
预
防
、
保
护
和
隔
离
技
术
在
粉
尘
过 滤
火星探测和灭火系统
（二）容易发生粉尘爆炸的生产工艺
（3）干式除尘过程
除尘前粉尘是处于悬浮状态的，粘附在滤材上 的粉尘在清灰状态下也处于悬浮状态，若恰好 有足够能量的点火源，将发生粉尘爆炸事故。
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（二）容易发生粉尘爆炸的生产工艺
（4） 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。
粉尘爆炸基本常识培训
授课人 黄大荣
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
粉尘：细微的固体颗粒 可燃性粉尘 在 定条件下能与空气发生氧化反应而燃 ---几个基本概念 可燃性粉尘：在一定条件下能与空气发生氧化反应而 燃烧的粉尘、纤维或飞絮。 金属：镁粉、铝粉、钛粉 煤炭 ：煤粉、活性炭粉 粮食：面粉、糖粉、玉米粉、土豆粉、干奶粉、淀粉 饲料：血粉、鱼粉 农副产品：棉花、烟草、茶叶粉尘 林产品：纸粉、木粉、纤维粉尘 合成材料：塑料、染料 水泥、泥沙、飞灰等是不可燃粉尘。
粉尘云
粉尘必须处于悬浮状态，即粉尘云状态。这样可以增 加气固接触面积，加快反应速度。最小浓度（MEC） ，低于MEC，粉尘粒子间距过大，火焰难以传播。 如玉米及淀粉:45g/m3 、沙糖: 19g/m3
受限空间
粉尘云要处在相对封闭的空间， 压力和温度才能急剧升高，继而 发生爆炸。
无受空间也会爆燃、爆轰
二、 预防技术措施
（一）哪些粉尘容易爆炸？ （二）容易发生粉尘爆炸的生产 工艺 （三）容易发生粉尘爆炸的设备 （四）预防技术措施
（一）哪些粉尘容易爆炸？
• 一般比较容易发生爆炸事故的粉尘大致有铝粉、锌粉 、镁粉、铝材加工研磨粉、铁粉；各种塑料粉末；有机合 成药品的中间体；小麦粉、糖、木屑、染料、胶木灰、奶 粉、茶叶粉末；烟草粉末、煤尘、植物纤维尘等 • 特点：活泼金属 • 有较强的还原剂H、C、N、S等元素存在 • 当它们与氧化物共存时，便发生分解，由氧化反应产 生大量的气体，释放出大量的燃烧热。
（二）容易发生粉尘爆炸的生产工艺
（5） 输送过程
气力输送过程中，工业粉尘处于蓬松的悬浮状 态，已具备粉尘爆炸的主要条件，只要有合适 的点火源则极其危险，并且输送管线与分离和 除尘设备相连，极易引起二次爆炸，造成更大 的伤亡和损失。
（二）容易发生粉尘爆炸的生产工艺
（6） 清扫、吹扫过程
生产过程中粉尘难免要从设备中逸出，这些粉 尘堆积在厂房及设备表面，若不及时清除，在 达到一定浓度并且飞扬起来之后，很容易造成 爆炸事故，并且在清扫过程中，也极易粉尘飞 扬，形成悬浮爆炸条件。
方式：有焰泄爆和无焰泄爆二种泄爆 方式。
泄放要考虑的因素：
➢卸放到墙外 ➢爆炸后火焰的影响，允 许火球？ ➢反作用力 ➢采取措施免受雪灾、雨 水影响
不推荐！
（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。
（四）预防技术措施
（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N 2 、 C0 2 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。
（四）预防技术措施
（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
（1） 抗爆 定义：有可燃性粉尘和气态氧化剂或空气存在的 围包体内发生爆炸时 ， 围包体能够承受其最大 爆炸压力，使围包体不致被破坏的控爆技术。
（二）容易发生粉尘爆炸的生产工艺
（1） 粉碎过程
• 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。
（二）容易发生粉尘爆炸的生产工艺
（2） 气固分离过程 在风力作用下，分离器内的粉尘均处于悬浮状 态，此时，如存在足够能量的点火源，爆炸事 故就会不可避免地发生。
（四）预防技术措施
（2）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。
（三） 粉尘爆炸五要素
粉五 尘个 爆要 炸素
燃烧三要素
增加
氧气
可燃性粉尘
1-可燃性粉尘
点火源
2-氧气
3-火源
粉尘云 受限空间
5-粉尘云
4-限制
点火点火源源
①明火焰 (动火、吸烟、气焊割等) ②高温物体 (过热马达、电烙铁、白炽灯、汽车排气管、烟囱火星、焊割 作业金属熔渣、暖气片等过热表面) ③电气火花 (接线盒、开关、控制箱漏电、短路、接触不良、继电器接点 等) ④撞击与摩擦（使用铁制工具、运输工具撞刮、润滑不良轴承、氧化剂 撞击) ⑤绝热压缩 ⑥光线照射与聚焦(雷闪电、光线聚焦) ⑦化学反应放(氧化燃烧、自燃)。 ⑧静电放电（电晕放电、静电积累、火花放电）
（三）容易发生粉尘爆炸的设备
集尘器
除尘器
气力输送机
（三）容易发生粉尘爆炸的设备
干 燥 器
筒 仓 磨 粉 机
（三）容易发生粉尘爆炸的设备
链式提升机
（四）预防技术措施
（1） 消除火源
•（a）可靠接地 •（b）使用粉尘防爆电器
（四）预防技术措施
（c）火花探测与熄灭
（四）预防技术措施
（d）消除明火 （e）防止设备局部过热、电气短路 （f）不用金属敲击，防止产生火花 （g）遇湿自燃金属的粉尘防水防潮
目的 ： 通过加强容器壁厚与改进材质 ， 即使发 生粉尘爆炸，也不会造成外部损失。
（2 ） 泄爆 定义：围包体内发生爆炸时,在爆炸压 力达到围包体的极限强度之前,使爆炸 产生的高温、高压燃烧产物和未燃物 通过围包体上预先设置的薄弱部分向 无危险方向泄出，使围包体不致被破 坏的控爆技术。 目的：通过设置泄爆装置，降低爆炸 损失。