第一部分 粉尘爆炸的基础知识

第一部分 粉尘爆炸的基础知识

第一部分  粉尘爆炸的基础知识

一、什么是粉尘爆炸

二、粉尘爆炸发生的条件和特点

三、易发生粉尘爆炸的环节和设备

四、点火源的分类

五、粉尘防爆电气设备的选择

一、什么是粉尘爆炸

粉尘爆炸

粉尘爆炸是火焰在弥散于空间的可燃粉尘云中传播，引起显著的压力、温度跃升的现象。

定义

粉尘：细微的固体颗粒。

                         粉尘防爆术语》GB/T15604-2008

特点：在大气中依靠自身重量可沉淀下来，但也可持续悬浮在空气中一段时间的固体微小颗粒，是一种不导电（粮食、糖、奶粉、饲料）的可燃性粉尘。                     

粉尘云与粉尘层

Ø粉尘层：沉（堆）积在地面或物体表面上的粉尘群。（静态）

Ø粉尘云：粉尘悬浮在空气中或气态氧化剂中，形成的高浓度粉尘与气体的混和物。悬浮在空间中的、呈运动状态的粉尘。

哪些粉尘可能会发生爆炸？

  几乎所有可与空气发生氧化反应的粉尘都可能。

（1）农产品、粮食、食品粉尘：谷物（小麦玉米等）粉尘、面粉、淀粉、奶粉、食糖、饲料粉等。

（2）农林产品：烟草、木材粉尘、棉花纤维、亚麻纤维、毛纤维。

（3）金属粉尘：镁粉、铝粉、锌粉。

（4）矿物及产品：煤粉、硫磺粉、磷粉、焦炭粉尘、沥青粉尘

（5）石化产品：塑料、树脂、石油焦粉、抗氧化剂、

（6）化学粉尘：医药粉剂、农药等。

二、粉尘爆炸发生的条件和特点

引起爆炸的火源需要多大能量？

最小点火能量：粉尘云中可燃粉尘处于最容易着火的浓度时，使粉尘云着火的点火源能量的最小值。

点火温度越低，越容易爆炸。砂糖的点火温度为360℃。

常见农产品最小点火能量在30-50mJ。

 一根火柴燃烧产生的能量：100J，明火温度达1200C。

粉尘爆炸与气体爆炸的不同？

1、必须有足够数量的尘粒飞扬在空气中才有可能发生粉尘爆炸。

2、粉尘燃烧过程比气体燃烧过程复杂。

3、粉尘爆炸的起始能量大，达10mJ的量级，为气体的近百倍。

4、粉尘的燃烧速度和爆炸压力虽然比气体小，但因燃烧的时间长，产生的能量大，所以产生破坏和烧毁的程度要大得多。

5、粉尘爆炸有产生二次爆炸的可能性。

6、与气体相比，粉尘爆炸容易引起不完全燃烧，因而在生成气体中有大量的一氧化碳存在。

三易发生粉尘爆炸的生产工艺仪设备

容易发生粉尘爆炸的生产工艺与设备

（1） 粉碎、研磨、输送过程

    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。

   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。

（3） 干燥过程

    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） 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。

（5） 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。

（6） 隐藏区域或空间

生产过程中可能的点火源

(1) 机械摩擦与碰撞   （使用铁制工具、运输工具撞刮、润滑不良轴承、氧化剂撞击等）

(2) 电气火花    (接线盒、开关、控制箱漏电、短路、接触不良等)

(3) 热表面     (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)

(4) 静电放电（电晕放电、静电积累、火花放电）

(5) 粉尘自燃（闷烧）

(6) 明火      (动火、吸烟、气焊割等)

四、点火源的分类

(1) 机械碰撞与摩擦

•转动轴摩擦发热

•斗式提升机跑偏、打滑、断带

•皮带辊与支架摩擦

•粉碎设备（各种破碎机、磨粉机）中进入杂物（铁等金属物质、石子）

•刮板机刮板与箱体摩擦

•螺旋输送机堵料摩擦

•旋转下料阀堵料摩擦

•风机叶轮与壳体或外物摩擦或碰撞

•维修工具

(2) 电气火花

•电气线路短路、接线松动

•电缆老化•电缆因环境原因被破坏（机械破坏、老鼠啃咬等）

•非防爆电气设备启停或运行过程产生的火花

•非防爆的接插件

•非防爆开关

•非防爆电机

•电气设备过载

•杂散电流

(3) 热表面

•加热设备（加热电阻丝、蒸气管线）

•散热器

•干燥柜

•机械热表面（只要存在运动部件，就应该考虑机械摩擦热表面 在缺乏润滑时，易于出现热表面）

•供暖设备和管线

•非防爆电气设备

•非防爆电机、灯具的热表面

(4) 静电放电

•静电放电类型   •火花放电   •刷形放电    •传播型刷形放电    •料堆放电   

 •人体静电

 •粮食行业中火花放电最常见。

(5) 粉尘自燃

•条件：一定的水分，局部通风导热不好

•有时由机械摩擦发热引发。

(6) 明火

•抽烟      •工业动火

•工业动火是我国大部分粮食粉尘爆炸的点燃源

•阴燃粉尘团以及其它明火（例如加热炉）

五、粉尘防爆电气设备的选择

(1) 粉尘爆炸危险场的分区

根据可燃性粉尘环境出现的频率和持续时间，把危险场所分为三个区域。

20区：在正常运行过程中可燃性粉尘云持续地、或长期地或频繁地出现，其数量足以形成可燃性粉尘与空气混合物和/ 或可能形成无法控制和极厚的粉尘层。——如储罐内部、设备或管道内部。 

21区：在正常运行过程中，可燃性粉尘云偶尔可能出现的场所。——如粉料投料口、打包区。

22区：在异常条件下,可燃性粉尘云偶而出现并且只是短时存在、或可燃性粉尘偶而出现堆积或可能存在粉尘层并且产生可燃性粉尘空气混合物的场所。

(2)粉尘的组别：

                               I类用于煤矿           II类用于气休

(3)点燃温度

在规定的测试条件下,点燃爆炸性介质所需的最低温度。一般是指接触的发热部件/外壳表面的点燃温度。

砂糖：点燃温度360℃。造择防爆电气设备时，应低于点燃温度的2/3 。

(4) 防爆电气的标识及选择

爆炸性气体环境电气设备的防爆标志：

Ex ＋ 防爆结构+保护级别＋类别(Ⅱ)＋级别(A/B/C)＋温度组别(T1～T6)+防护等级（粉尘）

例如：

     用于1区气体隔爆型设备  

                                    旧标识 Ex d ⅡB  T4

                                    新标识  Ex db IIB T4 或 ExdIIBT4GB

     用于21区的外壳保护型粉尘防爆设备

                                     旧标识 DIP A21 TA175 ℃ IP66

                                     新标识 Ex   tb  IIIC T175℃ IP66

以上是第一部分：粉尘爆炸的基础知识全部内容。让我们期待后面精彩待续，谢谢观赏！！