第一部分  粉塵爆炸的基礎(chǔ)知識

      一、什么是粉塵爆炸

      二、粉塵爆炸發(fā)生的條件和特點

      三、易發(fā)生粉塵爆炸的環(huán)節(jié)和設(shè)備

      四、點火源的分類

      五、粉塵防爆電氣設(shè)備的選擇

一、什么是粉塵爆炸

粉塵爆炸

粉塵爆炸是火焰在彌散于空間的可燃粉塵云中傳播，引起顯著的壓力、溫度躍升的現(xiàn)象。

定義

粉塵：細(xì)微的固體顆粒。

《粉塵防爆術(shù)語》GB/T15604-2008

特點：在大氣中依靠自身重量可沉淀下來，但也可持續(xù)懸浮在空氣中一段時間的固體微小顆粒，是一種不導(dǎo)電（糧食、糖、奶粉、飼料）的可燃性粉塵。                     

粉塵云與粉塵層

?粉塵層：沉（堆）積在地面或物體表面上的粉塵群。（靜態(tài)）

?粉塵云：粉塵懸浮在空氣中或氣態(tài)氧化劑中，形成的高濃度粉塵與氣體的混和物。懸浮在空間中的、呈運動狀態(tài)的粉塵。

哪些粉塵可能會發(fā)生爆炸？

  幾乎所有可與空氣發(fā)生氧化反應(yīng)的粉塵都可能。

（1）農(nóng)產(chǎn)品、糧食、食品粉塵：谷物（小麥玉米等）粉塵、面粉、淀粉、奶粉、食糖、飼料粉等。

（2）農(nóng)林產(chǎn)品：煙草、木材粉塵、棉花纖維、亞麻纖維、毛纖維。

（3）金屬粉塵：鎂粉、鋁粉、鋅粉。

（4）礦物及產(chǎn)品：煤粉、硫磺粉、磷粉、焦炭粉塵、瀝青粉塵

（5）石化產(chǎn)品：塑料、樹脂、石油焦粉、抗氧化劑、

（6）化學(xué)粉塵：醫(yī)藥粉劑、農(nóng)藥等。

二、粉塵爆炸發(fā)生的條件和特點

引起爆炸的火源需要多大能量？

最小點火能量：粉塵云中可燃粉塵處于最容易著火的濃度時，使粉塵云著火的點火源能量的最小值。

點火溫度越低，越容易爆炸。砂糖的點火溫度為360℃。

常見農(nóng)產(chǎn)品最小點火能量在30-50mJ。

 一根火柴燃燒產(chǎn)生的能量：100J，明火溫度達(dá)1200C。

粉塵爆炸與氣體爆炸的不同？

1、必須有足夠數(shù)量的塵粒飛揚在空氣中才有可能發(fā)生粉塵爆炸。

2、粉塵燃燒過程比氣體燃燒過程復(fù)雜。

3、粉塵爆炸的起始能量大，達(dá)10mJ的量級，為氣體的近百倍。

4、粉塵的燃燒速度和爆炸壓力雖然比氣體小，但因燃燒的時間長，產(chǎn)生的能量大，所以產(chǎn)生破壞和燒毀的程度要大得多。

5、粉塵爆炸有產(chǎn)生二次爆炸的可能性。

6、與氣體相比，粉塵爆炸容易引起不完全燃燒，因而在生成氣體中有大量的一氧化碳存在。

三、易發(fā)生粉塵爆炸的生產(chǎn)工藝儀設(shè)備

容易發(fā)生粉塵爆炸的生產(chǎn)工藝與設(shè)備

（1） 粉碎、研磨、輸送過程

    由于機械力的作用會揚起大量粉塵，設(shè)備內(nèi)懸浮的粉塵往往處于爆炸濃度范圍之內(nèi)。且各種力的作用更容易產(chǎn)生摩擦、撞擊火花，靜電等點火源，導(dǎo)致粉塵爆炸的發(fā)生。

2） 氣固分離過程

   在風(fēng)力作用下，分離器內(nèi)的粉塵均處于懸浮狀態(tài)，此時，如存在足夠能量的點火源，爆炸事故就會不可避免地發(fā)生。

   除塵前粉塵是處于懸浮狀態(tài)的，粘附在濾材上的粉塵在清灰狀態(tài)下也處于懸浮狀態(tài)，若恰好有足夠能量的點火源，將發(fā)生粉塵爆炸事故。

（3） 干燥過程

    使用噴霧、氣流或沸騰干燥器干燥顆粒狀物料或粉料時，設(shè)備內(nèi)形成的可燃粉塵－空氣混合物的爆炸事故在生產(chǎn)實踐中時有發(fā)生。

（4） 粉塵氣力輸送過程

    氣力輸送過程中，工業(yè)粉塵處于蓬松的懸浮狀態(tài)，已具備粉塵爆炸的主要條件，只要有合適的點火源則極其危險，并且輸送管線與分離和除塵設(shè)備相連，極易引起二次爆炸，造成更大的傷亡和損失。

（5） 清掃、吹掃過程

    生產(chǎn)過程中粉塵難免要從設(shè)備中逸出，這些粉塵堆積在廠房及設(shè)備表面，若不及時清除，在達(dá)到一定濃度并且飛揚起來之后，很容易造成爆炸事故，并且在清掃過程中，也極易粉塵飛揚，形成懸浮爆炸條件。

生產(chǎn)過程中可能的點火源

(1) 機械摩擦與碰撞（使用鐵制工具、運輸工具撞刮、潤滑不良軸承、氧化劑撞擊等）

(2) 電氣火花(接線盒、開關(guān)、控制箱漏電、短路、接觸不良等)

(3) 熱表面(過熱馬達(dá)、電烙鐵、白熾燈、汽車排氣管、煙囪火星、焊割作業(yè)金屬熔渣、暖氣片等過熱表面)

(4) 靜電放電（電暈放電、靜電積累、火花放電）

(5) 粉塵自燃（悶燒）

(6) 明火(動火、吸煙、氣焊割等)

四、點火源的分類

(1) 機械碰撞與摩擦

?轉(zhuǎn)動軸摩擦發(fā)熱

?斗式提升機跑偏、打滑、斷帶

?皮帶輥與支架摩擦

?粉碎設(shè)備（各種破碎機、磨粉機）中進(jìn)入雜物（鐵等金屬物質(zhì)、石子）

?刮板機刮板與箱體摩擦

?螺旋輸送機堵料摩擦

?旋轉(zhuǎn)下料閥堵料摩擦

?風(fēng)機葉輪與殼體或外物摩擦或碰撞

?維修工具

(2) 電氣火花

?電氣線路短路、接線松動

?電纜老化?電纜因環(huán)境原因被破壞（機械破壞、老鼠啃咬等）

?非防爆電氣設(shè)備啟?；蜻\行過程產(chǎn)生的火花

?非防爆的接插件

?非防爆開關(guān)

?非防爆電機

?電氣設(shè)備過載

?雜散電流

(3) 熱表面

?加熱設(shè)備（加熱電阻絲、蒸氣管線）

?散熱器

?干燥柜

?機械熱表面（只要存在運動部件，就應(yīng)該考慮機械摩擦熱表面 在缺乏潤滑時，易于出現(xiàn)熱表面）

?供暖設(shè)備和管線

?非防爆電氣設(shè)備

?非防爆電機、燈具的熱表面

(4) 靜電放電

?靜電放電類型 ?火花放電 ?刷形放電 ?傳播型刷形放電 ?料堆放電 ?人體靜電

糧食行業(yè)中火花放電最常見。

(5) 粉塵自燃

?條件：一定的水分，局部通風(fēng)導(dǎo)熱不好

?有時由機械摩擦發(fā)熱引發(fā)。

(6) 明火

?抽煙      ?工業(yè)動火

?工業(yè)動火是我國大部分糧食粉塵爆炸的點燃源

?陰燃粉塵團(tuán)以及其它明火（例如加熱爐）

五、粉塵防爆電氣設(shè)備的選擇

(1) 粉塵爆炸危險場的分區(qū)

根據(jù)可燃性粉塵環(huán)境出現(xiàn)的頻率和持續(xù)時間，把危險場所分為三個區(qū)域。

20區(qū)：在正常運行過程中可燃性粉塵云持續(xù)地、或長期地或頻繁地出現(xiàn)，其數(shù)量足以形成可燃性粉塵與空氣混合物和/ 或可能形成無法控制和極厚的粉塵層?！鐑迌?nèi)部、設(shè)備或管道內(nèi)部。 

21區(qū)：在正常運行過程中，可燃性粉塵云偶爾可能出現(xiàn)的場所?！绶哿贤读峡凇⒋虬鼌^(qū)。

22區(qū)：在異常條件下,可燃性粉塵云偶而出現(xiàn)并且只是短時存在、或可燃性粉塵偶而出現(xiàn)堆積或可能存在粉塵層并且產(chǎn)生可燃性粉塵空氣混合物的場所。

(2)粉塵的組別：

   I類用于煤礦           II類用于氣休

(3)點燃溫度

在規(guī)定的測試條件下,點燃爆炸性介質(zhì)所需的最低溫度。一般是指接觸的發(fā)熱部件/外殼表面的點燃溫度。

砂糖：點燃溫度360℃。造擇防爆電氣設(shè)備時，應(yīng)低于點燃溫度的2/3 。

(4) 防爆電氣的標(biāo)識及選擇

爆炸性氣體環(huán)境電氣設(shè)備的防爆標(biāo)志：

Ex ＋ 防爆結(jié)構(gòu)+保護(hù)級別＋類別(Ⅱ)＋級別(A/B/C)＋溫度組別(T1～T6)+防護(hù)等級（粉塵）

例如：

     用于1區(qū)氣體隔爆型設(shè)備  

舊標(biāo)識 Ex d ⅡB T4

新標(biāo)識  Ex db IIB T4 或 ExdIIBT4GB

     用于21區(qū)的外殼保護(hù)型粉塵防爆設(shè)備

舊標(biāo)識 DIP A21 TA175 ℃ IP66

新標(biāo)識 Ex  tb  IIIC T175℃ IP66

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