粉尘爆炸（生产过程中）危险性分析与预防

1、 粉尘爆炸（生产过程中）危险性分析与预防 引言（1） 现代社会需要大量的粉末产品，在其生产过程中，最危急的因素是发生粉尘爆炸。面粉厂、纺织厂、硫横厂、饲料加工厂、塑料加工厂、金属粉末加工厂、糖厂、煤矿等存在可燃粉尘的工厂都可能发生粉尘爆炸。讨论生产过程中粉尘爆炸的特点，实行相应措施预防粉尘爆炸，是平安生产的重要内容。 生产过程中粉尘爆炸的特点（2） 1. 粉尘爆炸事故发生率高 随着现代工业的进展，粉尘种类不断扩大，使用量不断增加，使粉尘爆炸潜在的危急大 为增加。随着纳米技术的快速进展。粉体的深细加工已经成为当今生产过程中的一个重要进展方向，生产超细粉的产品日渐增多，粉尘粒径越小，爆炸下限越低，

2、最小点火能量越小，粉尘爆炸的感度增加，由此，粉尘爆炸的事故率大为增加。据统计，世界上平均每天有一起谷物粉尘爆炸事故发生，英国近10年发生粉尘爆炸243起。 2. 粉尘爆炸事故危害性大 粉体的深加工使粉尘愈来愈细。粉尘粒径越小，表面积越大，燃烧越完全，燃烧速度越 快，升压速度越快，爆炸压力越大。 为了实现高效、节能，生产设备朝着大型化进展，大容积设备爆炸发生时会有较多粉尘参加爆炸，爆炸压力增大；同时大容积设备的强度比小容积设备高，假如不能准时泄爆，发生爆炸时会产生较大的压力。生产中对于可能产生粉尘飞扬的设备和场所必需尽可能密封，在密闭设备里粉尘浓度简单达到爆炸极限，密闭性越好，爆炸产生的压力也越

3、大。 现代生产的工艺参数具有高温、高压、高速等特点，这增加了系统发生粉尘爆炸时的初始压力和紊流度，从而加大爆炸后果的严峻程度。 生产的连续化使爆炸的传播路线加长，沿着相邻设备和连接管道传播，爆炸压力和升压速度会在管道里发生叠加，甚至有发生爆轰的危急。 粉尘爆炸易产生二次爆炸，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，四周的新奇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其次次爆炸。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

4、沿气体管道从磨碎机集中到旋风分别器，在旋风分别器发生了二次爆炸，爆炸波通过爆炸后在旋风分别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. 生产过程中易消失多种引火源 （1） 设备内的摩擦撞击火花 设备内部由于机械运转部位缺乏润滑而摩擦生热；物料、硬性杂质或脱落的零件与设备 内壁碰击打出火星。表面粗糙的坚硬物体相互猛烈撞击或摩擦时，产生的火星撞击或摩擦脱落的高温固体微粒。若火星的微粒直径为0.11mm，其所带的能量可达1.761760mJ,足可点燃可燃粉尘。据统计，仅粉碎研碎设备因摩擦撞击引起的爆炸事故占57。 （2） 电火花和静电火花 电气设备故障引

5、起的电火花是常见的一种引火源，事故案例较多。物料在输送和粉碎研磨的搅拌中，粉料与管壁、设备壁，粉料的颗粒与颗粒之间的摩擦和碰击，会产生静电。一些粉尘表面的电量可达10-610-7C/cm2。在适当条件下，其静电电压可高达数千至数万伏。 （3） 沉积粉尘的阴燃和自燃 沉积在加热表面如照明装置、电动机、机械设备热表面的粉尘，受热一段时间后会消失阴燃，最终也可能转变为明火，成为粉尘爆炸的引火源。粉尘最易阴燃的层厚范围为1020mm。可燃粉尘在沉积状态下还具有自燃的倾向，由于粉尘微粒与空气接触发生氧化放热反应，在肯定条件下热量不能充分散发，粉层内温度会上升引起自燃。长期积聚在设备裂缝中和管道拐弯处的粉

6、尘易发生自燃。 易发生粉尘爆炸的工艺过程（3） 1. 粉碎过程 按作用力性质不同，粉碎过程有：挤压、撞击、研磨、劈裂以及弯曲、撕裂等方法， 一般状况下，粉碎研磨损作要同时利用多种作用力。粉碎操作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。且各种力的作用更简单产生摩擦、撞击火花，静电等点火源，导致粉尘爆炸的发生。这类设备如颚式破裂机、滚筒轧碎机、球磨机、胶体磨等，都是具有粉尘爆炸的危急设备。 2. 分别过程 典型的分别装置有旋风分别器。和其他类似装置一样，分别的主要原理都是利用气流 旋转过程中作用在物料上的离心力，使物料按重量大小达到分别的效果。在风力作用下，分别器

7、内的粉尘均处于悬浮状态，此时，如存在足够能量的点火源，爆炸事故就会不行避开地发生。 3. 除尘过程 除尘器的原理通常是利用滤材将气体流中的颗粒阻拦住，除尘前粉尘是处于悬浮状态 的，不仅如此，在滤材清灰时通常采纳脉冲反吹风方式，此时，粘附在滤材上的粉尘又再次处于悬浮状态，若恰 好有足够能量的点火源，也将发生粉尘爆炸事故。 4. 干燥过程 干燥是从含水或湿物料中脱除水分或其他溶剂的操作过程，气流干燥器是一种流化设 备，湿物料在高速热气流载体的流淌中进行传热传质，再经旋风分别器使物料中水分随热空气排出；喷雾干燥器是将含水量高达7580的溶液、悬浮液或熔融液的物料在热气流中喷成细雾，雾滴在很短时间内被

8、干燥成粉末；沸腾干燥器又称流化床干燥器，是利用热气流使散粒状物料在干燥器内呈沸腾状态，使水分汽化、脱除，达到干燥的目的。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。 5. 输送过程 为实现生产的连续和自动化，工厂生产通常采纳自动输送，而粉尘由于其特性而采纳 气力输送管线输送，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急，并且输送管线与分别和除尘设备相连，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，这些粉尘积累在厂房及设备表面

9、，若不准时清 除，在达到肯定浓度并且飞扬起来之后，很简单造成爆炸事故，并且在清扫过程中，也极易粉尘飞扬，形成悬浮爆炸条件。 防火粉尘爆炸的平安技术（4） 1. 掌握粉尘浓度 各生产过程中的设备要密闭，操作间应有良好的通风设备，以降低空气中粉尘含量。供 给设备以粉料时，必需使正常操作条件下设备和气动输送装置中的空气量不超过30，并且最高极限含氧量为68。在粉尘浓度爆炸极限内操作的设备，可用缩小容器体积的方法提高粉尘浓度，使之超过爆炸上限，以防止粉尘爆炸，也可减弱爆炸威力。 2. 削减粉尘沉积 各工段设备应隔离设备在单独房间内；车间的地面、墙面、顶棚要求平滑无凹凸之处， 不设凸出部件，非设置不行时

10、，应保持其上平面与水平线成60以上的倾角，便于沉积的粉尘自动滑落；梁与柱子应加以掩盖，门窗与墙壁保持在同一平面内。粉末的输送管道设置要考虑粉末沉积问题。粉末输竤管段不允许铺成水平状态，不得有气流死角；死头支管及连接2个干燥设备或粉碎设备的连接管，粉末输送管与水平线所成的倾斜角不得小于45°。应定期准时清理沉积于厂房内各角落、设备、管道上的粉尘，使设备外面的粉尘和系统内各部件之间的粉尘减至最少。 3. 防止摩擦、撞击、生热 留意检查和修理设备，防止机械零部件松脱。留意润滑机械转动部位；常常检查轴承的 温度，滑动轴承温度不得超过室温45，滚动轴承温度不得超过60；如发觉轴承过热，应马上停

11、车检修。加料应保持满料，供料流量要匀称正常，防止断料空转而摩擦生热。设备的外表面温度应比被加工材料的阴燃温度至少低50。排尘系统应采纳不产生火花的除尘器。研磨机假如研磨具有爆炸危急的物料，则设备内需衬以橡皮或其它软材料，全部的研磨体应采纳青铜球。 4. 防止电火花和静电放电 生产场所的电气设备要按规定选择相应的防爆型设备，整个电气线路应常常维护和检 查。设备接地是最基本的防静电措施。对于能产生可燃粉尘的破裂和研磨设备，要安装牢靠的接地装置。接地线必需连接牢靠，有足够的机械强度，否则在松断处可能产生静电火花。要定期检查接地线路，避开发生故障。相互间距较近的设备、管道、器具应用导体使之联成一体，进

12、行接地。增加湿度以防止静电积累，并选取不易产生静电的材料，削减静电的产生。 5. 增加物料湿度降低危急性 增加湿度能降低粉尘的可爆性：一方面使粉尘结团，难以悬浮于空间；另一方面潮湿粉尘受热首先要蒸发水分，故引燃和传播火焰困难。例如，粉尘湿度增大，其着火温度上升、最小点火能量或最低可爆浓度增加。车间内可装设自动水喷淋设备，保证空气的相对湿度在70以上。对易燃易爆物料要求很细时应考虑采纳湿法作业。对不易除尘的粉碎作业也采纳湿法作业。 6. 惰性气体爱护 惰性介质爱护是抑制大多数工业粉尘爆炸的有效措施。处理特殊危急的物质如硫、电石等时，通常加入惰性气体如N2、CO2、He等，以削减设备中粉尘空气混合

13、物中的氧含量，而对金属粉尘则采纳N 2爱护，对有机粉尘采纳CO2爱护比较有效。 7. 设置防爆泄压阻火装置 生产或使用粉尘的厂房和车间应有足够的泄压面积，泄压比应满意0.050.22m2/ m3。轻质屋盖和轻质墙体门窗作为泄压面积时，轻质屋盖和轻质墙体重量不应超过120kg/m2。泄压面设置应留意靠近简单发生爆炸部位且避开当地常年主导风向，不要面对人员集中的场所和主要交通道路。用门、窗、轻质墙体做泄压面积时，不要影响相邻车间和其他建筑物的平安，留意防止负压的影响，并且清除泄压面积外的影响泄压的障碍物。 设备内部可安装防爆膜、阀、爆破板、爆破门等，以减弱粉尘爆炸形成的压力，爱护设备不遭到严峻破坏。在相连设备之间设置阻火器、隔焰板、自动阀等，以防消失事故时火焰或爆炸波从设备的一部分传至另一部分。对于难以安装防爆泄压装置的设备如磨碎机，则要求设备自身能反抗爆炸压力的破坏，或配置自动切断系统。 8.抑制粉尘爆炸 易发生粉尘爆炸的设备和管道，可考虑安装一