粉尘防爆及危害控制技术安全知识培训ppt课件

粉尘防爆及危害控制技术安全知识培训 目录 一 国内外粉尘爆炸事故状况二 粉尘爆炸基本原理及基础知识三 粉尘预防技术措施四 粉尘爆炸火灾的扑救措施五 国家监管力度六 生产性粉尘危害控制技术七 案例分析 一 国内外粉尘爆炸事故状况 国内外粉尘爆炸事故状况 1987 3 15 黑龙江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 涉及到的粉尘 饲料木材硫磺色母粉铝粉硅铁粉食糖2010年1月13日 2月24日 相继发生铝粉爆炸事故 2人死亡 6人受伤 淀粉爆炸事故 20人死亡 8人重伤 49人受伤 2010年2月24日 河北省秦皇岛市骊骅淀粉厂发生爆炸事故 后经调查 该事故是一起典型的用铁质工具清理 维修产生机械撞击火花点燃粉尘云发生初始爆炸 紧接着发生二次爆炸和多次爆炸事故的案例 事故导致20人死亡 49人受伤 2011年5月富士康成都公司发生粉尘爆炸事故 导致3死15伤 2012年8月5日 浙江省温州市瓯海区一幢民房在生产中发生铝粉尘爆炸 导致坍塌并燃烧 造成13人死亡 15人受伤 2014年4月16日的江苏省如皋市一起硬脂酸粉尘爆炸事故 造成8人死亡 9人受伤 二 粉尘爆炸基本原理及基础知识 2 1什么是粉尘爆炸 2 2为什么粉尘会发生爆炸 2 3粉尘爆炸五个要素2 4粉尘爆炸的特点2 5粉尘爆炸的危害2 6粉尘爆炸的破坏性 2 1什么是粉尘爆炸 1 粉尘 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 上的粉尘叫沉粉尘 国际标准化组织定义 粒径小于75um的固体悬浮物细微的固体颗粒可分为 呼吸性粉尘 飘尘 降尘 可见粉尘 显微粉尘等特点 能在空中停留 一段时间后可以沉降 2 可燃性粉尘 可与助燃气体发生氧化反应而燃烧的粉尘 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 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 家具等象水泥 泥沙 飞灰是不可燃粉尘 3 粉尘云 悬浮在助燃气体中的高浓度可燃粉尘与助燃气体的混合物 4 粉尘爆炸 是由于悬在空气中的可燃粉尘燃烧而形成的高气压所造成的 粉尘是固体物质的微小颗粒 它的表面积与相同重量的块状物质相比要大得多 故容易着火 如果它悬浮在空气中 并达到一定的浓度 便形成爆炸性混合物 遇到火源引起迅速燃烧甚至爆炸 粉尘爆炸化学反应速度极快 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 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 5 一次爆炸与二次爆炸 多次爆炸 一次爆炸 粉尘悬浮于含有足以维持燃烧的氧气环境中 遇初始着火源时并有合适的点火源时 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爆炸要大得多 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 粉尘爆炸还极有可能发生破坏性更大的二次爆炸 当粉尘悬浮于含有足以维持燃烧的氧气环境中 并有合适的点火源时 可能发生初次爆炸 并引起周围环境的扰动 使那些沉积在地面 设备上的粉尘弥散而形成粉尘云 遇火源形成灾难性的第二次爆炸 此外 第一次爆炸后 在粉尘的爆炸点 由于空气受热膨胀 密度变小 迅速形成爆炸点逆流 俗称 返回风 遇粉尘云和热能源 也会发生第二次爆炸 粉尘的火灾爆炸事故多发生在煤矿 面粉厂 糖厂 纺织厂 硫磺厂 饲料 塑料 金属加工厂及粮库等厂矿企业 2 2为什么粉尘会发生爆炸 粉尘云着火时 顷刻间完成燃烧过程 释放大量热能 形成爆燃 使燃烧气体温度骤然升高 体积剧烈膨胀 形成很高膨胀压力 一旦空间受限 发生爆炸 可燃粉尘氧化反应释放能量 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 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 2 3粉尘爆炸的五个要素 粉尘爆炸五个要素 燃烧三要素 氧气 可燃性粉尘 点火源 增加 扩散 受限空间 1 可燃性粉尘 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 氧气 一定的氧含量是粉尘燃烧的基础 3 点火源 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 点火源分为以下几类 根据产生能量方式的不同 点火源可分成七类 明火焰 动火 吸烟 气焊割等 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 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 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 绝热压缩 光线照射与聚焦 雷闪电 光线聚焦 化学反应放热 氧化燃烧 自燃 静电放电 电晕放电 静电积累 火花放电 4 扩散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 如玉米机淀粉 45g m2沙糖 19g m2 5 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 2 4粉尘爆炸的特点 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 2 5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 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 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 2 6粉尘爆炸的破坏性 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粉尘爆炸事故 死亡58人 轻 重伤177人 直接经济损失882万元 当时 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 毒气的产生往往成爆炸过后的大量人畜中毒伤亡 必须充分重视 可加图片 三 粉尘预防技术措施 3 1哪些粉尘容易爆炸 3 2影响粉尘爆炸的因素3 3容易发生粉尘爆炸的生产工艺3 4容易发生粉尘爆炸的设备3 5粉尘预防技术措施 3 1哪些粉尘容易爆炸 一般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 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灰飞等 这类物质的粉尘化学性质比较稳定 所以不易燃烧 3 2影响粉尘爆炸的因素 1 自身因素化学性质 主要指燃烧热和燃烧速度物理性质 粒子越细越容易爆炸 爆炸强度越高 粉尘浓度越高爆炸压力越高 但达到一定高度后有下降趋势 粉尘点火温度 点火温度越低 越容易爆炸粉尘云粉尘层煤粉510 165 玉米淀粉520440低密度聚乙烯450融化态铝粉850450调色剂570450 1 物质的燃烧热越大 则其粉尘爆炸危险性也越大 例如煤 碳 硫的粉尘等 越易氧化的物质 其粉尘越易爆炸 例如镁 氧化亚铁 染料等 越易带电的粉尘越易引起爆炸 粉尘在生产过程中 由于互相碰撞 磨擦等作用 产生的静电不易散失 造成静电积累 当达到某一数值后 便出现静电放电 静电放电火花能引起火灾和爆炸事故 粉尘爆炸还与其含挥发物有关 如煤粉当中挥发物低于10 时 就不再发生爆炸 因而焦炭粉尘没有爆炸危险性 2 外部因素粉尘分散情况 分散度越高 爆炸强度越高点火源强度 点火能量越高 越容易爆炸最小点火温度 如玉米及淀粉 470 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 湍流越严重 爆炸范围越大空气湿度 越低 爆炸强度越高 3 3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 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 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 4 干燥过程使用喷雾 气流或沸腾干燥器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 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 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 3 4容易发生粉尘爆炸的设备 集尘器除尘器气力输送机筒仓干燥器磨粉机链式提升机 3 5粉尘预防技术措施 安全三要素 燃料 火源 氧化剂 预防就是消除三要素中的一个或多个因素 燃料 火源 氧化剂 1 消除火源 a 可靠接地 b 使用粉尘防爆电器 c 火花探测与熄灭 d 消除明火 e 防止局部过热 f 不用金属敲击 防止产生火花举案例分析 2 24 秦皇岛骊骅淀粉爆炸事故 点火源为铁质工具与铁质构件或装置的机械撞击与摩擦所产生的火花 点燃过程分析发生爆炸前 生产厂房三层平台有10人正在进行清理 维修 清理和维修工具为 铁质扳手 铁质钳子 铁锹等 清理人员将清理的淀粉装袋后 通过楼梯往下滚落到一层地面 直接原因 在进行平台清理作业过程中产生了粉尘云 维修振动筛和清理平台淀粉时 使用铁质扳手 铁质钳子 铁锹等铁质工具 产生了机械撞击和摩擦火花 导致 初始爆炸 发生 包装间 仓库设备和地面积尘严重 导致 二次爆炸 发生 间接原因 1 生产管理不善 当5 6号振动筛出现堵料事故时 没有及时采取停止送料措施 造成振动筛处及附近平台大量淀粉泄漏 堆积 2 未认真执行粉尘防爆安全国家相关标准GB15577 粉尘防爆安全规程 等3 企业管理人员 技术人员 作业人员粉尘防爆知识欠缺 对粉尘爆炸危害认识不足 作业人员安全技能低 在清理和维修作业中违规操作 4 改造工程不规范 淀粉包装车间为原仓库改造的 对粉尘防爆考虑不完善 防火 防爆措施 管理没有相应改进 2 消除燃料保持工作间的整洁 正确清扫设备表面清洁 注意天花板上的粉尘 3 消除氧化剂内部空气惰化用惰性气体如N CO2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用 4 粉尘爆炸保护措施 a 泄爆 b 抑爆 c 隔爆 d 提高设备耐压能力 e 多种保护方案并用 a 泄爆定义 存在于围包体内的粉尘云发生爆炸时 在爆炸压力尚未达到围包体的极限强度之前 爆炸产物通过泄压膜泄除 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 泄爆要考虑的因素 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 雨水影响不推荐直接泄放到屋内 b 抑爆定义 爆炸初始阶段 通过物理化学作用扑灭火焰 抑制爆炸发展的技术 目的 通过设置抑爆装置 提前探测 灭火 抑制爆炸 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 c 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 哈尔滨亚麻厂案例 d 通过设备耐压能力制造高强度的设备来承受Pmax 结构上要遵循压力容器标准 因为这样会造成成本过高 所以不是很实际 e 多种保护方案组合应用泄爆 隔爆 抑爆相互组合 预防粉尘爆炸措施 一是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 二是要控制室内温度 三是要改善设备 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 四是应事先控制爆炸的范围 五是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 五 国家监管力度 1 八五规划以来 国家组织制定了 粉尘防爆安全规程 等16部标准 其中有 铝镁粉加工粉尘防爆安全规程 家具制造业防尘防毒技术规范 家具的这个标准是2011年5月1日开始实施 2 2010年3月15日 国家安监总局下发了 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 号文 要求对饲料 铝镁粉 棉麻 淀粉 木材 制糖等企业 参照高危行业进行监管 特别指出对粉尘企业的生产现场 设备 工艺缺陷 粉尘防爆设施 三同时 情况 要经常检查发现隐患及时消除 六 生产性粉尘危害控制技术 7 1 生产性粉尘的来源和分类7 2 生产性粉尘的理化性质7 3粉尘对人体健康的影响7 4生产性粉尘治理技术措施 7 1 生产性粉尘的来源和分类 1 来源 生产性粉尘来源十分广泛 如固体物质的机械加工 粉碎 金属的研磨 切割 矿石的粉碎 筛分 配料或岩石的钻孔 爆炸和破碎等 耐火材料 玻璃 水泥和陶瓷等工业中源料加工 毛皮 纺织等原料处理 化学工业中固体原料加工处理 物质加热时产生的蒸气 有机物质的不完全燃烧所产生的烟尘 此外 粉末状物质在混合 过筛 包装和搬运等操作时产生的粉尘 以及沉积的粉尘二次扬尘等 2 根据生产性粉尘的性质可将分为三类 有机粉尘 其中有植物性的 如棉尘 面粉 木屑等 动物性的 如骨粉 皮屑等 人工有机性的 如有机染料等 三种 无机粉尘 其中又分金属性的 如铜 铅 锌等粉尘 非金属矿物性的 如石英石 石棉 煤尘等 人工无机性的 如水泥 三种 在无机粉尘中 有一些含游离二氧化硅成分的粉尘 人们通称为矽尘 混合性粉尘 就是上述两种粉尘的混合 这种粉尘是最常见的 7 2 生产性粉尘的理化性质 粉尘对人体的危害程度与理化性质有关 与其生物学作用及防尘措施等有也密切关系 在卫生学上 常用的粉尘理化性质包括粉尘的化学成分 分散度 溶解度 密度 形状 硬度 荷电性和爆炸性等 1 粉尘的化学成分粉尘的化学成分 浓度和接触时间是直接决定粉尘对人体危害性质和严重程度的重要因素 根据粉尘化学性质不同 粉尘对人 体可有致纤维化 中毒 致敏等作用 如游离二氧化硅粉尘的有致纤维化 对于同一种粉尘 它的浓度越高 与其接触的时间越长 对人体危害越重 2 分散度 粉尘的分散度是表示粉尘颗粒大小的一个概念 它与粉尘在空气中呈浮游状态存在的持续时间 稳定程度 有密切关系 在生产环境中 由于通风 热源 机器转动以及人员走动等原因 使空气经常流动 从而使粉尘粒沉降变慢 延长其在空气中的浮游时间 被人吸入的机会越多 直径小于5纳米的粉尘对机体的危害性较大 也易于在到呼吸器官的深部 3 溶解度与密度粉尘溶解度大小与对人危害程度的关系 因粉尘作用性质不同而异 主要呈化学毒副作用的粉尘 随溶解度的增加其危害作用增强 主要呈机械刺激作用的粉尘 随溶解度的增加其危害作用减弱 粉尘颗粒密度的大小与在空气中的稳定程度有关 尘粒大小相同 密度大者沉降带度快 稳定程度低 在通风除尘设计中 要考虑这一因素 4 形状与硬度粉尘颗粒的形状多种多样 质量相同的尘粒因形状不同 在沉降时所受阻力也不同 因此 粉尘的形状能影响其稳定程度 坚硬并外形尖锐的尘粒可能引起呼吸道黏膜机械损伤 如其些纤维状粉尘 如石棉纤维 5 荷电性高分散度的尘粒通常带有电荷 与作业环境的湿度和温度有关 尘粒带有相异电荷时 要促进凝集 加速沉降 粉尘的这一性质对选择除尘设备有重要意义 荷电的尘粒在呼吸道可被阻留 6 爆炸性高分散度的煤炭 糖 面粉 硫磺 铝 锌等粉尘具有爆炸性 发生爆炸的条件是高温 火焰 火花 放电 和粉尘在空气中在到足够的浓度 可能发生爆炸的粉尘最小浓度为 各种煤尘为30 40g m3 淀粉 铝及硫磺为7g m3 糖为10 3g m3 7 3粉尘对人体健康的影响粉尘对人体健康的影响包括以下几个方面 1 破坏人体正常的防御功能 长期大量吸入生产性粉尘 可使呼吸道黏膜 气管 支气管的纤毛上皮细胞受损伤 破坏呼吸道的防御功能 肺内尘源积累会随之增加 随着时间的推移病程加深 2 可引起肺部疾病 导致呼吸功能严重受损而使劳动能力下降或丧失 3 毒性作用 铅 砷 锰等有毒粉尘 能在支气管和肺泡壁上被溶解吸收 引起铅 砷 锰等中毒 4 致癌 有些粉尘具有致癌性 如石棉是世界公认的人类致癌物质 石棉尘可引起间皮细胞瘤 可使肺癌的发病率明显提高 7 4生产性粉尘治理技术措施采用工程技术措施消除和降低粉尘危害 是治本的对策 是防止尘肺发生的根本措施 1 改革工艺过程通过改革工艺流程使生产过程机械化 密闭化 自动化 从而消除和降低粉尘危害 2 湿式作业湿式作业防尘的特点是防尘效果可靠 易于管理 投资较低 该方法已为厂矿广泛应用 如石粉厂的水磨石英和陶瓷厂 玻璃厂的原料水碾 湿式拌料 水力清砂 水爆清砂等 3 密闭 抽风 除尘对不能采取温式作业的场所采用该方法 干法生产 粉碎 拌料等 容易造成粉尘飞扬 可采用密闭 抽风 除尘的办法 但其基础是首先必须对生产过程进行改革 理顺生产流程 实现机械化生产 在手工生产 流程紊乱的情况下 该方法是无法奏效的 4 个体防护当防 降尘措施难以使粉尘浓度降至国家标准水平以下时 应佩戴防尘护具 另外 应加强对员工的教育培训 现场的安全检查以及对防尘的综合管理等 七 案例分析2014年8月2日上午7时37分许 江苏昆山中荣金属制品有限公司发生爆炸 死亡75人 受伤185人 汽车轮毂拋光车间在生产过程中发生爆炸 爆炸车间