幾乎所有懸浮在空氣中的金屬或有機(jī)物的粉塵都能維持火焰的傳播,當(dāng)滿足一定的條件時會產(chǎn)生粉塵爆炸。對可燃性粉塵爆炸特性進(jìn)行表征?選用哪些參數(shù)進(jìn)行表征?是粉塵爆炸特性測試及判定的首要問題。通常,粉塵爆炸特性參數(shù)的實(shí)驗(yàn)室測定都是在一定的條件下進(jìn)行的,測試結(jié)果往往與儀器設(shè)備、試驗(yàn)條件、判據(jù)及定義等密切相關(guān),從而與實(shí)際爆炸事故存在一定差異。粉塵爆炸參數(shù)主要從粉塵爆炸敏感度和爆炸烈度兩個方面進(jìn)行表征,前者主要衡量可燃性粉塵爆炸的難易程度,包括如最小點(diǎn)火能、最低點(diǎn)火溫度、爆炸極限等,后者則主要對粉塵爆炸事故后果嚴(yán)重度進(jìn)行表征,包括如最大爆炸壓力和爆炸壓力上升速度等。衡量粉塵爆炸特性的參數(shù)都不是物質(zhì)的基本性質(zhì),這些參數(shù)值均與外界條件及粉塵自身粒徑大小等有關(guān)。因此,為了科學(xué)認(rèn)識對可燃性粉塵的爆炸特性,采取合理有效的方法對粉塵爆炸事故進(jìn)行控制,必須按照標(biāo)準(zhǔn)對粉塵爆炸特性參數(shù)進(jìn)行規(guī)范性測試,這些測試參數(shù)主要見表1。
參數(shù) | 參數(shù)描述 |
粉塵云最小點(diǎn)火能量(MIE) | 能夠點(diǎn)燃粉塵并維持燃燒的最小電火花能量。 |
粉塵云最低著火溫度(MIT) | 在加熱爐中的粉塵云發(fā)生著火時,加熱爐中部內(nèi)壁的最低溫度。 |
粉塵層最低著火溫度(LIT) | 在熱表面上規(guī)定厚度的粉塵層著火時熱表面的最低溫度。 |
粉塵云爆炸下限濃度(LEL) | 用于規(guī)定的測定步驟在室溫和常壓下試驗(yàn)時,能夠靠爆炸罐中產(chǎn)生必要的壓力維持火焰?zhèn)鞑サ目諝庵锌扇挤蹓m的最低濃度。 |
極限氧濃度(LOC) | 粉塵云發(fā)生火焰?zhèn)鞑サ淖畹脱鯘舛?,粉塵、惰性氣體和氧氣的混合物在試驗(yàn)條件下不會發(fā)生爆炸的最大氧濃度。 |
最大爆炸壓力(Pmax) | 在一定點(diǎn)火能量條件下,粉塵云在密閉容器內(nèi)(如20L或1m3球)爆炸時所能達(dá)到的最高壓力。 |
最大爆炸壓力上升速率[(dP/dt)max] | 在一定點(diǎn)火能量條件下,粉塵云在密閉容器內(nèi)(如20L或1m3球)經(jīng)一系列爆炸試驗(yàn)確定的壓力上升速率(dp/dt)的最大值。 |
爆炸指數(shù)Kst | 由試驗(yàn)容器的容積V和最大爆炸壓力上升速率按公式Kst=(dp/dt)max×V1/3計算。 |
此外,粉塵層比電阻是衡量可燃性粉塵導(dǎo)電性的重要參數(shù),據(jù)此可將可燃性粉塵分為導(dǎo)電性粉塵和非導(dǎo)電性粉塵兩類,是工業(yè)現(xiàn)場設(shè)備選型的重要依據(jù);粉塵粒徑分布是與粉塵爆炸特性參數(shù)值密切相關(guān)的重要參數(shù),通常粉塵粒徑越小,粉塵爆炸越易發(fā)生,爆炸烈度越大,因此,粉塵粒度測試可為粉塵爆炸風(fēng)險評估尤其是粉塵涉爆場所現(xiàn)場評估提供數(shù)據(jù)支撐。
關(guān)于粉塵爆炸烈度等級,ISO-6184及VDI-3673根據(jù)Kst值把粉塵分為如下四個等級。
爆炸危險等級 | Kst(MPa.m/s) | 爆炸特性 | 典型粉塵 |
St0 | 0 | 不可爆 | 平均粒徑120μm的NH4NO3 平均粒徑195μm的NaNO3 |
St1 | 0<Kst≤20 | 弱爆炸 | 平均粒徑19μm的鋅粉 平均粒徑20μm的硫磺 |
St2 | 20<Kst≤30 | 強(qiáng)烈爆炸 | 平均粒徑21μm的鋁鐵合金(50/50) 平均粒徑33μm的纖維素 |
St3 | >30 | 極其強(qiáng)烈爆炸 | 平均粒徑29μm的鋁粉 平均粒徑<10μm的蒽醌 |
可燃性粉塵有哪些?如何分類?
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信息編輯:粉塵及非電氣防爆檢測研究所
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