西南科技大学燃烧与爆炸论文教材

1、西南科技大学本科生毕业论文.2 ”昆山粉尘爆炸事故原因分析与控制摘要： 2010年以来，我国工业粉尘爆炸事故频发。 2014年 8 月 2 日，江苏省昆山市中 荣金属制品有限公司抛光车间发生粉尘爆炸特别重大事 故，造成 75 人死亡， 185 人 受伤。中荣金属制品有限公司系台商独资企业，为美国通用汽车提供零部件，主要基材 为铝或铝合金， 由于喷砂抛光和抛铜过程中金属粉尘浓度过高， 在遭遇明火后产生爆炸， 瞬间产生的高温高压气体的爆燃，发生连锁反应。关键词： 粉尘； 爆炸原因；控制西南科技大学本科生毕业论文Analysis and Control Kunshan Explossion Acci

2、dent onAugust 2ndAbstract:Industrial dust accidents have taken place frequaently since 2010.On August 2nd,2014, a serious dust explosion happened in polising workshop of Zhongrong Metal Products Co. in Kunshan ,Jiangsu,which result in 75 deaths ,185people injured. Zhongrong metal products Co., Ltd.

3、is individual proprietorship of Taiwan, providing spare parts for USA GM,.The company products the main material for the aluminum or aluminum alloy, because the metal dust sandblasting polishing and polishing process of copper concentration is too high, resulting in the encounter after the fire expl

4、osion, deflagration of high temperature and high pressure gas generated instantly, sets off a chain reaction.Key words: dust, the cause of explosion, control西南科技大学本科生毕业论文目录第一章 绪论 第二章 事故概况2.1 企业概况2.2 事故案发情况 第三章 事故分析3.1 粉尘爆炸参数3.2 铝粉尘容易发生爆炸原因3.3 结合粉尘爆炸三要素分析此次事故3.4 事故发生主要原因 第四章 事故控制措施4.1 控制可燃粉尘4.2 控制点火源

5、4.3 减少爆炸损失 结论 致谢 参考文献西南科技大学本科生毕业论文第一章 绪论2014年8月 2日，江苏昆山市开发区中荣金属制品有限公司汽车轮毂抛光车间在生 产过程中发生爆炸。截至 8 月 4 日，爆炸已造成 75人死亡、 185人受伤。事故调查分析 确认是汽车铝合金轮毂抛光产生的铝镁粉尘引发了爆炸。粉尘爆炸，指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。自 2010 年以来，中国各地粉尘爆炸开始频频发生。 ，全国冶金、 有色、

6、建材、机械、 轻工、纺织、烟草、商贸等行业企业粉尘爆炸事故时有发生，已成为冶金等工商贸企业 安全生产中的突出问题。 对江苏省来说，粉尘爆炸并不新鲜。 在此次昆山爆炸之前的 2012 年 8 月，温州郭溪曾发生一起抛光爆炸事件； 2011年年 4 月初，浙江一家摩托车厂的零 件抛光车间发生了粉尘爆炸， 4月底，该省另外一家木材厂， 也发生粉尘爆炸；而在 2010 年河北秦皇岛市的一个淀粉车间的粉尘爆炸，最终造成了 19 人死亡。粉尘爆炸是一个比较复杂的过程， 它所引发的爆炸给从事生产人员带来极大的人身 危害。只有不断地认识粉尘的危害性，在生产过程或检维修作业中，全面采取综合的粉 尘治理技术和防静

7、电火花措施，才能收到良好的效果，从而避免危险。总之，在各行各业中，凡是有可燃性粉尘存在的场所，都应该严格采取防尘措施， 控制高温和火源，以杜绝粉尘爆炸的发生，确保人身及生命财产的安全。西南科技大学本科生毕业论文第二章 事故概况1.1 企业概况 江苏昆山中荣金属制品有限公司为外商独资企业， 坐落于昆山经济开发区， 员工 500 多人，占地 5 万余平方。成立于 1998年，已有 10多年的历史，主要从事铝合金表面处 理，表面镀层有铜镍铬，对高低档的铝合金制品均可以进行电动加工，公司通过了相关 的 ISO和美国的 OEM认证，已经建成了 4 条现代化全自动电镀生产线是美国通用汽车指 定供应商。1.

8、2 事故案发情况 从事故现场图片可以看到，车间中部位置外墙损伤严重，爆出两个大洞，外墙部分 被爆炸引起的烟火熏黑。车间所有玻璃碎裂，部分墙体只剩下钢筋结构。在车间门口， 到处散落着衣服、鞋子。爆炸的车间有一处围墙坍塌，爆炸冲击波把重型设备炸出了车 间外墙。爆炸车间对面的车间也受到不同程度的波及，爆炸中心 50 米左右的地面都是 碎玻璃。西南科技大学本科生毕业论文第三章 事故分析2.1 粉尘爆炸参数国内外的研究表明，铝粉在空气中的爆炸下限是 3750毫克/ 立方米，最低点火温 度 645，最大爆炸压力可达 6.3 公斤/ 平方厘米（相当于每平方米面积上瞬间增加 63 吨的重量），氮气中爆炸最低氧

9、含量 9%，爆炸时产生的空气温度高达 2000 3000。 在化学危险物品管理中，铝粉被列为二级易燃物品。2.2 铝粉尘容易发生爆炸原因1、抛光出来的粉尘具有随时发威的爆脾气汽车铝合金轮毂在加工抛光过程当中， 工人在打磨抛光时候把轮毂的铝镁金属材料 加工成许许多多比头发丝还细小的粉尘，而抛光机消耗电能对被加工的汽车轮毂做功， 使铝镁金属材料被粉碎。其中，抛光机所做的功的一部分转化成能量，被储存在被粉碎 以后的铝镁金属颗粒表面，这部分能量在物理化学中被叫做“表面吉布斯自由能”。对于一定的物质来说，被粉碎的程度越大，即颗粒越小，则比表面积越大，那么表 面能也就越大。例如，一块 1 公斤重的二氧化硅

10、的表面能为 0.2 焦耳，这是很小的，它 只相当于把 1 公斤的物体举高 0.02 米所做的功。但是，若把它粉碎成面粉一样细小的 粉尘后，其表面能可达 2.7 106 焦耳，即相当于把同样重的物体举高 2700米所做的功， 表面能竟增大了 1000 万倍！由于粉尘具有这么高的表面能，同大块的物料相比，它就很容易发生物理变化或化 学变化将其能量释放出来。这个道理就好似由于高处的水比低处的水有多余的势能，因 此它要向低处流一样。所以，这些平时看起来微不足道的细小粉尘已经具有随时释放能 量的火爆威力。2、铝粉本身属于遇湿易燃的危险化学品西南科技大学本科生毕业论文在危险化学品管理当中，因为铝粉遇潮湿、

11、水蒸气能自燃；与氧化剂混合能形成爆 炸性混合物；与氟、氯等接触会发生剧烈的化学反应；与酸类或与强碱接触，也能产生 氢气，引起燃烧爆炸。因此，铝粉被列为遇湿易燃危险货物，在国家建筑设计防火规范 当中，铝粉的火灾危险性属于乙类可燃性粉末。3、铝粉遇到适宜的条件就不可避免地引发爆炸由于铝粉体与空气能形成爆炸性混合物， 当达到一定浓度（铝粉的爆炸下限 37g/m3） 并存在足以点燃爆炸性粉尘混合物的火花 （铝粉的最小点火能量 10mJ，现场使用非防爆 工机具以及操作人员非防静电的劳保着装放电都有可能大于铝粉的最小点火能量）、电 弧或高温（铝粉堆积的引燃温度 230），一当遇到这些适宜的条件，铝粉它就会

12、迅速 地发生激烈的燃烧反应，在瞬间放出巨大的能量，因为燃烧反应速度非常快，使周围的 空气迅速猛烈膨胀，从而发生爆炸。23 结合粉尘爆炸三要素分析此次事故1、粉尘本身是可燃的 。可燃粉尘包括有机粉尘和无机粉尘两大类。在危险化学品管理当中，因为铝粉遇潮 湿、水蒸气能自燃；与氧化剂混合能形成爆炸性混合物；与氟、氯等接触会发生剧烈的 化学反应；与酸类或与强碱接触，也能产生氢气，引起燃烧爆炸。因此，铝粉被列为遇 湿易燃危险货物，在国家建筑设计防火规范当中，铝粉的火灾危险性属于乙类可燃性粉 末。中荣公司从事汽车相关行业的轮毂加工，汽车铝合金轮毂在加工抛光过程中，工人 在打磨抛光时把轮毂的铝镁金属材料加工成

13、许许多多比头发丝还细小的粉尘， 80%-90% 的颗粒物在 1 微米左右2、粉尘以一定浓度悬浮在空气悬浮粉尘只有其浓度处于有 一定的范围内才能爆炸。这是因为粉尘浓度太小，燃烧放西南科技大学本科生毕业论文热太少，难于形成持续燃烧而无法爆炸；浓度太大，混合物中氧气浓度太小，也不会发生爆炸。本次发生爆炸的车间为两层结构，不足 2000 平米，却设计了 29 条生产线，每条生 产线上有 16 个工位，所以工作量很大产生的粉尘也多。一名员工提到 “中午吃饭，从 车间出来脸上抹了一层灰，蓝颜色的粉末” ，除尘机平时很少清理，一般是一个月休息 一天两天时才会清理一次。车间没有按规定进行每班清理加工产生的积尘

14、，造成铝粉尘 聚积超标，这等于给粉尘爆炸埋下了炸弹。3、存在足以引起粉尘爆炸的火源粉尘燃烧首先需要加热，或熔融蒸发，或受热分解，放出可燃气体。因此，粉尘爆 炸需要较多能量。铝粉在空气中爆炸的最低点火温度 645，最小点火能为 10100MJ. 此处的火源包括明火、静电、摩擦。经调查， 中荣公司厂房内有天然气管道，南墙放着配电柜，东墙放着空调，这些 都有可能产生明火。 现场使用非防爆工机具以及操作人员非防静电的劳保着装，放电 都有可能大于铝粉的最小点火能量、电弧或高温（铝粉堆积的引燃温度230）。 没有穿戴阻燃、防静电的工作服，加上车间里所有的电机、闸刀、配电柜、电线电缆都不是 防爆的，这又相当

15、于给铝粉爆炸提供了导火索和点火源。2.4 事故发生主要原因昆山中荣金属制品有限公司为什么会发生如此惨重的生产安全事故？原因主要有：第一，昆山中荣金属制品有限公司是一家台资企业，尽管企业已从事汽车零配件加 工已近 15 年，但从公司领导再到一线生产职工都不知道铝粉会发生爆炸，思想痳痹这 是诱发事故发生的最大隐患。西南科技大学本科生毕业论文第二，没有按规定进行每班清理加工产生的积尘，造成铝粉尘聚积超标，这等于给 粉尘爆炸埋下了炸弹。第三，生产职工没有经过安全培训，没有穿戴阻燃、防静电的工作服，加上车间里 所有的电机、闸刀、配电柜、电线电缆都不是防爆的，这又相当于给铝粉爆炸提供了导 火索和点火源。第

16、四，车间通风除尘设备不足， 加上厂房建设不符合标准， 2000 平方米的生产车间 违规安排了 265 名员工人挨着人密密地挤在 29 条生产流水线上从事汽车轮毂抛光，这 无异使粉尘发生爆炸后进一步扩大现场作业人员伤亡埋下巨大的隐患。西南科技大学本科生毕业论文第四章 事故控制措施粉尘爆炸的 5 个条件是：可燃粉尘、空气中的氧气、点火源、粉尘悬浮并达到爆 炸下限、存在受限空间。防止粉尘爆炸的方法就是消除其中一个或几个条件 打磨抛光作业系统不可能是完全封闭的系统，因此不可能控制氧浓度。所以，可行的爆 炸防护方法为：控制可燃粉尘、防止形成分粉尘云和控制点火源。3.1 控制可燃粉尘1、湿法打磨与抛光。打

17、磨抛光作业在封闭的打磨柜中油机械手进行，过程中用喷 管将混合了切削油的雾化水或水滴不断喷向被打磨部分。 湿法打磨与抛光要加强空间以 排除氢气。2、湿法除尘。采用湿法除尘器可以确保收集到除尘器的粉尘不再参与粉尘爆炸。 但仍需采用泄压设计。3、粉尘惰化。在粉尘进入袋式除尘器前可通过自动喂料系统掺入碳酸钙等惰性粉 尘。4、粉尘清扫。通过定期清扫和清理控制车间地面、钢结构、管道内粉尘的积累。3.2 控制点火源1、电气防爆。铝镁金属打磨抛光车间应进行粉尘爆炸危险区域划分，并按区域划 分选用粉尘防爆型电气设备。车间内电气布线应规范。2、防静电。打磨抛光设备、被打磨工件、吸尘罩、除尘管道、除尘器、风机等应

18、电位跨接并接地。作业人员也应接地。不使用不导电的软连接，应使用金属软连接或者 防静电软连接。3、使用叶轮不易产生火花的防爆风机。4、控制明火，规范工业用火。3.3 减轻爆炸损失1、建筑设计和工艺设备布置。打磨抛光车间宜为顶部泄压的单层建筑。如为多层 建筑应采用具有足够泄压面积的框架结构。一层以上的楼层应有独立的逃生通道。工艺 设备的布置应保证人员能及时疏散。2、相对独立的除尘系统。一个作业工位发生着火或者爆炸，爆炸火焰会通过除尘 管道迅速传播到同一除尘系统的其他工位。 因此同一除尘系统所带的打磨抛光工位不宜西南科技大学本科生毕业论文过多（一般不超过 20 个）。除尘系统之间不应有管道互连。3、爆炸泄压。对于除尘器和管道，最可行的爆炸保护方法是爆炸泄压。目前的标 准要求不应再室内泄压。但实践表明，除尘管道在室