粉尘防爆技术

粉尘防爆技术第1页/共66页2

2012年8月5日16时50分浙江省温州市瓯海区一个体铝锁抛光加工场发生粉尘爆炸事故，造成13人死亡、15人受伤（其中6人重伤）。。事故直接原因：该加工场是从2011年9月开始租用当地民房开设的生产、储存、住宿等混合的“多合一”家庭式作坊，无相关证照。在铝制门把手抛光过程中积累的铝粉尘发生爆炸第2页/共66页3典型事故（1）:2003年1月29日,西部制药厂,6人死亡,38人受伤。第3页/共66页4典型事故（4）:2003年2月20日，CTA隔声材料厂树脂粉尘爆炸，7人死亡，37人受伤。第4页/共66页51987年3月15日，黑龙江省哈尔滨亚麻厂发生亚麻粉尘爆炸事故，造成58人死亡，65人重伤，112人轻伤。八十年代我国发生较大影响的粉尘爆炸事故（事故视频）第5页/共66页6

2008年2月8日美国帝国糖业公司发生糖粉尘爆炸事故，造成数十人死亡和巨大的财产损失。

2008年2月美国帝国糖业公司糖粉尘爆炸事故

（事故视频）第6页/共66页72002年以来我国粉尘爆炸事故发生状况第7页/共66页8主要内容

1、粉尘爆炸基本原理

2、粉尘爆炸预防技术措施

3、粉尘爆炸场所作业安全要求第8页/共66页9第一部分粉尘爆炸基本原理第9页/共66页101.1什么是粉尘爆炸？1.2为什么粉尘会发生爆炸？1.3粉尘爆炸五个要素1.4粉尘爆炸的破坏性第一部分粉尘爆炸基本原理第10页/共66页第11页/共66页12（2）可燃性粉尘：可与助燃气体发生氧化反应而燃烧的粉尘。NFPA（美国防火协会）：直径小于420微米，在分散状态下点火会引起火灾或爆炸的细微颗粒物。如：农业（淀粉、面粉、饲料、粮食）

化学（塑料、香料、硫、橡胶、染料、杀虫剂橡胶、化肥）

医药食品工业（药品、糖）

金属加工（铝、镁、锌等）煤、木材、烟草、造纸、纸浆、家具等

像水泥、泥沙、飞灰等是不可燃粉尘。第12页/共66页13（3）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。第13页/共66页14（4）一次爆炸与二次爆炸、多次爆炸

一次爆炸：也叫初始爆炸，由初始点火源引起的爆炸

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。

多次爆炸：随着爆炸引起极大的震动，沉积在不同部位的粉尘扬起，形成多个粉尘云，从而产生连环爆炸二次、多次爆炸更具破坏性第14页/共66页151.4粉尘爆炸的一次爆炸与二次爆炸一次爆炸二次爆炸第15页/共66页161.2为什么粉尘会发生爆炸？2007年五月28日，上海宝山区一个约200平方米的加工、生产木屑的工厂在加工、生产过程中发生粉尘爆炸。此次事故造成4人死亡5人受伤，第16页/共66页171.2为什么粉尘会发生爆炸？诱发较大区域粉尘反应、释放能量温度、压力急剧上升，气体急剧膨胀可燃粉尘氧化反应释放能量第17页/共66页181.3粉尘爆炸的五要素粉尘爆炸五要素氧气火源可燃性粉尘扩散浓度密闭空间第18页/共66页19（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

达到MIE(10-50mJ)，能使局部粉尘云的温度发生突变形成火焰的高温热源。

（4）扩撒-浓度：悬浮在空中一定数量和浓度的可燃性粉尘(粉尘云)

（5）相对密闭的空间:粉尘云限制在了相对密闭的空间1.3粉尘爆炸的五个要素第19页/共66页20点火源分为以下几类：

根据产生能量的方式的不同，点火源可分成八类：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)点火源能量：

自燃、轴承过热<100J；静电<10mJ；摩擦火花<10J；火焰、热表面<10,000J第20页/共66页21③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）第21页/共66页22

（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。粉尘爆炸尤其是系统爆炸，造成了损失严重，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（当时）。

1.4粉尘爆炸的破坏性第22页/共66页23

（2）容易产生二次爆炸、多次连环爆炸。（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。1.4粉尘爆炸的破坏性第23页/共66页241.4粉尘爆炸的破坏性第24页/共66页251.4粉尘爆炸的破坏性（美国的统计）第25页/共66页26

第二部分粉尘爆炸预防技术措施第26页/共66页272.1易爆粉尘主要有哪些？2.2容易发生粉尘爆炸的生产工艺与设备2.3预防与保护技术措施第二部分预防技术措施第27页/共66页28第28页/共66页291、金属:如镁粉、铝粉等;2、煤炭:如活性炭粉和煤粉等;3、粮食:如小麦粉尘、淀粉等;4、饲料:如血粉、鱼粉等;5、农副产品:如棉花粉尘、烟草粉尘等;6、林业品:如木粉等,7、合成材料:如塑料粉、染料粉、制药粉尘等。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。2.1易爆粉尘主要有哪些？

第29页/共66页30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。2.1哪些粉尘容易爆炸？

第30页/共66页31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、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。2.1哪些粉尘容易爆炸？

第31页/共66页32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。2.2容易发生粉尘爆炸的生产工艺与设备（1）粉碎过程第32页/共66页33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。（2）气固分离过程（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。第33页/共66页34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。（4）干燥过程（5）粉尘气力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。第34页/共66页35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。（6）清扫、吹扫过程第35页/共66页36干燥器筒仓磨粉机第36页/共66页37链式提升机第37页/共66页382.3粉尘爆炸预防与保护技术措施燃爆三要素火源可燃性粉尘助燃剂

预防就是消除燃爆三要素中的一个或多个因素。第38页/共66页39保持工作间的整洁、正确清扫积聚的粉尘，负压清扫。设备表面清洁清扫不留死角，天花板、房梁等（1）消除可燃性粉尘云第39页/共66页40

尽可能地减少粉尘的产生量，加强通风，防止悬浮粉尘达到最低爆炸浓度，是预防粉尘爆炸最基本的预防措施！第40页/共66页41（a）所有用电设备外壳可靠接地（b）使用防爆电器（c）严禁明火（2）杜绝火源第41页/共66页42（d）防止局部过热，电气短路（e）严禁用金属敲击，防止产生撞击火花第42页/共66页43密闭空间内部空气惰化

用惰性气体如N2、C02等替代氧气通常适用于筒仓，但对于旋风分离器、干燥器、粉尘收集器等设备不适合。（3）消除助燃剂，减少氧含量第43页/共66页44（a）泄爆（b）抑爆(阻爆)（c）隔爆（4）粉尘爆炸保护措施第44页/共66页45定义：有粉尘和气态氧化剂或空气存在的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，降低爆炸威力。

（4）粉尘爆炸保护措施（a）泄爆（泄爆试验视频）第45页/共66页46（4）粉尘爆炸保护措施—泄爆泄放到墙的另一侧泄放到空旷的屋顶不允许泄放到厂房内部第46页/共66页47（4）粉尘爆炸保护措施（b）抑爆（阻爆）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。第47页/共66页48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）粉尘爆炸保护措施（b）抑爆第48页/共66页49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（4）粉尘爆炸保护措施（c）隔爆第49页/共66页50

第三部分粉尘爆炸场所作业安全要求第50页/共66页51

为有效遏制近年来频发的粉尘爆炸事故，除国务院安委会办公室《关于深入开展铝镁制品机加工企业安全生产专项治理的通知》安委办〔2012〕38号和国家安全监管总局《关于进一步加强工商贸企业粉尘爆炸事故防范工作的通知》安监总管四〔2010〕38号外，国家安全监管总局正在着手制定《工贸企业危险作业安全管理与监督规定》，该《规定》包含粉尘爆炸危险场所的作业安全管理与监督。第51页/共66页523粉爆场所作业安全要求

3.1存在粉爆场所的企业应当掌握本企业爆炸性粉尘特性、粉爆场所数量及分布等情况，并根据《爆炸性粉尘环境区域电力装置设计规范》（GB50058）等标准划分粉爆场所区域等级，采取有效措施预防粉尘爆炸、降低爆炸损失。

第52页/共66页53《爆炸性粉尘环境区域电力装置设计规范》（GB50058）第3.2.1条爆炸性粉尘环境应根据爆炸性粉尘混合物出现的频繁程度和持续时间，按下列规定进行分区。

一、10区：连续出现或长期出现爆炸性粉尘环境；

二、11区：有时会将积留下的粉尘扬起而偶然出现爆炸性粉尘混合物的环境。第3.2.2条爆炸危险区域的划分应按爆炸性粉尘的量、爆炸极限和通风条件确定。第3.2.3条符合下列条件之一时，可划为非爆炸危险区域：

一、装有良好除尘效果的除尘装置，当该除尘装置停车时，工艺机组能联锁停车；

二、设有为爆炸性粉尘环境服务，并用墙隔绝的送风机室，其通向爆炸性粉尘环境的风道设有能防止爆炸性粉尘混合物侵入的安全装置，如单向流通风道及能阻火的安全装置；

三、区域内使用爆炸性粉尘的量不大，且在排风柜内或风罩下进行操作。

第53页/共66页543粉爆场所作业安全要求

3.2企业存在粉尘爆炸危险的场所和设备设施的，应当按照《粉尘防爆安全规程》（GB15577）等标准的要求采取抑爆、阻爆（隔爆）、泄爆等措施。泄爆：工艺设备的强度不足以承受完全发展的内部粉尘爆炸产生的压力时，必须设置泄爆口。泄爆口的尺寸应以GB／T15605或粉尘爆炸标准试验和实际考察作依据，以保证发生意外爆炸时可能达到的最大泄爆压力不超过容器所能承受的最大内压。第54页/共66页553粉爆场所作业安全要求通风、除尘、抑爆、阻爆（隔爆）、泄爆等设备设施未经企业安全生产管理部门同意的，不得拆除、更改及停止使用。第55页/共66页563粉爆场所作业安全要求

3.3对粉爆场所或者存在可燃粉尘的建（构）筑物，企业应当与其他建（构）筑物隔离或者分离，防火间距和防雷电措施应当符合《建筑设计防火规范》（GB50016）、《建筑物防雷设计规范》（GB50057）的要求。第56页/共66页573粉爆场所作业安全要求

3.4对粉爆场所的电气设备、盛装起电粉尘的器具、输送粉尘的管道（带）、金属管道连接处等设备设施，企业应当采取有效措施防止电弧、电火花、摩擦碰撞火花以及静电的产生，同时在粉爆作业场所设置消除人体静电的装置或者采取相应措施。第57页/共66页583粉爆场所作业安全要求

3.5企业对粉爆场所应当采取有效措施防止明火与热表面引燃。生产系统运行期间不得实施明火作业。3.6企业应当利用自然或者机械的方式对粉爆场所进行有效的通风。第58页/共66页593粉爆场所作业安全要求

3.7企业应当按照生产工艺分区设置相对独立的除尘系统。除尘系统应当合理设计管道与管网，防止粉尘积聚，并根据生产工艺及粉尘特性选择除尘设备。除尘设备应当按照《粉尘爆炸危险场所用收尘器防爆导则》（GB/T17919）设置泄爆装置。企业应当根据生产工艺及粉尘特性，选择合适的粉尘回收、处置措施，定期对除尘系统进行维护保养，保证除尘系统处于完好、有效状态。第59页/共66页603粉爆场所作业安全要求

3.8企业对可能积聚爆炸性粉尘的生产车间、储存室应当及时清扫。清扫粉尘时应当采用负压方式，禁止使用压缩空气吹扫。

第60页/共66页613粉爆场所作业安全要求

3.9企业应当建立定期清扫粉尘制度，及时