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《电气防爆》2014年12月第4期
防爆标准
粉尘爆炸机理及粉尘防爆电气设备标准介绍
李书朝
(南阳防爆电气研究所,河南南阳473008)
关键词]粉尘爆炸;防爆屯气设备;标准
[摘要]分析了粉尘爆炸产生的机理,介绍了我国粉尘防爆电气设备国家标准的制定、
发展和逐步完善等内容。
[中图分类号]X932[文献标识码]A[文章编号]1004-9118(2014)04-0034-03
Introduction of Explosion Mechanism in Presence of Combustible Dust and Standard
for Equipment Used in Such Environment
Li Shu-chao
Nanyang Xplosion Protected Electrical Apparatus Research Institute, Nanyang Henan 473008
Key words: dust explosion; proof equipment; proof standard
Abstract: It introduces the explosion mechanism in presence of combustible dust, the prepara
tion, development and improvement procedures of standard for equipment used in such environment
0引言
粉尘(如小麦、玉米、谷物等);饲料粉尘(如血粉、
鱼粉);纤维或飞絮(如棉花纤维、亚麻纤维、化纤
近年来,我国粉尘爆炸事故频发,给国家财产纤维等);经济作物或林产品粉尘(如纸粉、木粉、
和人民生命安全带来了巨大损失和危害。2014烟草等);合成材料粉尘(如塑料、染料等)
年8月2日,江苏昆山市开发区中荣金属制品有
粉尘的爆炸事故多发生在煤矿井下、面粉加
限公司发生的爆炸事故,就是最典型的案例之一。工厂、制糖厂、纺织厂、硫磺厂、饲料、塑料、金属加
可燃性粉尘危险场所的防爆是一项复杂的、工厂及粮食储备仓库等厂矿企业。爆炸性环境之
系统的、综合的整体工程,涉及到建筑物结构、粉所以会发生爆炸,这与爆炸或燃烧形成的条件
尘爆炸特性、设备、人员等诸多方面。
(爆炸机理)有关。爆炸或燃烧形成的条件有
1粉尘爆炸的产生原因
个,即可燃物、氧化剂和点燃源。在大气条件下,
这三个条件如果在时间和空间上同时相遇,就有
粉尘爆炸是由悬浮于空气中的可燃粉尘发牛可能发生爆炸事故。可燃性粉尘本身是一类可燃
燃烧后形成的高气压所造成的。粉尘是固体物质物,在大气条件下,与空气中的氧混合后,遇到点
的极细微小颗粒,与相同质量的块状物质相比,其燃源就会产生爆炸。
表面积要大得多,极易着火。如果它悬浮在空气
大量的研究表明,易产生粉尘爆炸的条件通
中,并达到一定的浓度,使形成爆炸性粉尘混合物。常有如下三种:
目前已知具有爆炸性的粉尘大约有以下几大
(1)可燃性粉尘以适当的浓度(常常以粉尘
类:工业粉尘(如镁粉、铝粉、碳粉等);煤尘;粮食云的形式)悬浮在空气中;
[收稿目期]2014-10-21
[作者简介]李书朝,男,1967年生,毕业于河南大学外语系,现主要从事防爆标准化T.作。
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防爆标准?粉尘爆炸机理及粉尘防爆电气设备标准介绍
(2)与空气混合后有充足的氧作为氧化剂3爆炸性粉尘环境用防爆电气设备
(3)有点燃源或强烈振动与摩擦
需要指出的是,可燃性粉尘初次(一次)爆炸你准的发展
后还极有可能产生破坏性更强的二次爆炸。当可
在CGB12476.1-1990基础上,国家又在国际
燃性粉尘悬浮于空气(含有足以维持燃烧的氧气
先进标准基础上不断完善燃性粉尘环境用电气
环境)中,并遇到合适的点燃源时,可能发生初次设备防爆标准,形成了GB12476系列标准。截至
(一次)爆炸,并将周围环境揽扰起来,使那些原目前,该系列标准正式发布了10个部分,基本上
本沉积在物体、地面、设备上的可燃性粉尘弥散起形成了可燃性粉尘环境用电气设备通用要求、各
来,从而形成粉尘云,遇点燃源则形成灾难性的
防爆型式技术要求、可燃性粉尘特性参数试验方
次爆炸。此外,第一次爆炸后,在可燃性粉尘的爆
法、防爆电气设备的选型和安装标准体系
炸点,由于空气受热急剧膨胀,密度反而会变小,
粉尘环境用电气设备防爆型式主要有:外壳
保抑型“tD”、正压保护型“pD”、本质安全型“iD
迅速形成爆炸点逆流(俗称“返回风”),遇粉尘云和浇封保护型“mD”
和热能源,也会发生二次爆炸。
(1)外壳保护型“tD”
由此可见,在空气中形成的粉尘云是最容易
国家标准CB12476.5-2014《可燃性粉尘环
发生爆炸的,也是最危险的,堆积在地面或物体上
的可燃性粉尘层最怕被吹起、吹扫或扰动。
境用电气设备第5部分:外壳保护型“tD”》,该
粉尘爆炸一般被认为由三步逐步发展形成
标准规定了电气设备由外壳保护以避免粉尘层或
粉尘云被点燃的防爆型式。对外壳保护型“tD
第一步,悬浮在空气中的粉尘在热源作用下迅速
干馏或气化而产生可燃性气体;第二步,可燃性气规定了两种不同的型式:A型和B型,这两种型式
具有相同的保护水平。A型和B型两种型式通
体与空气中的氧混合而燃烧;第三步,粉尘发生燃用,采用任何一种均不会混淆这两种型式对设备
烧后放出大量热量,以热传导和火焰辐射的方式的要求和选型/安装的要求。它们使用了不同的
传给附近悬浮在空气中或被吹扬起米的粉尘,粉方法,主要差别是:
尘受热气化后使燃烧循环进行下去。随着每个循
A型,最高表面温度是在相关粉尘层厚
环渐次进行,其反应速度也会逐渐加快,通过剧烈度为5mm的情况下测定,而且安装标准要求在
燃烧并伴有声响,最后爆炸形成。
粉尘表面温度和点燃温度之间的安全裕度为
多次爆炸是粉尘爆炸的最大特点,爆炸所需75K,测定粉尘进入的方法根据GB4208-2008
的最小点燃能量较高(一般在几十毫焦以上)
°外壳防护等级(IP代码)。
与爆炸性气体爆炸相比,可燃性粉尘爆炸压力上
B型,最高表面温度是在相关粉尘层厚
升比较缓慢,最大压力持续时间较长,释放的能量度为12.5mm的情况下测定,而且安装标准要求
较大,破坏能力较强。因此,可燃性粉尘爆炸具有在粉尘表面温度和点燃温度之间的安全裕度为
极强的破坏性,并容易发生二次爆炸,还可能产生25K,测定粉尘进入的方法是按照热循环试验。
有毒有害气体。
该标准规定了可燃性粉尘环境用外壳保护型
爆炸性粉尘环境用防爆电气设备“D”的结构、参数、试验和标志要求。
早期标准
(2)正压保护型“pD”
一种防爆型式,为向外壳内充以保护气体,保
可燃性粉尘环境用电气设备的防爆被祝为整持外壳内部压力高于周围环境压力,以避免在外
个粉尘防爆系统中不可分割的重要组成部分。
壳内部形成爆炸性粉尘环境。
20世纪80年代,我国的防爆技术和防爆措
国家标准GB12476.7~2010《可燃性粉尘环
施基本上涵盖了所有的爆炸性气体环境,无论是境用电气设备第7部分:正压保护型“pD"》规
煤矿瓦斯气体环境,还