浅议粉尘爆炸事故及防范措施.pdf

王丽:浅议粉尘爆炸事故及防范措范
生产技术
浅议粉尘爆炸事故及防范措施
王丽
(济南市公安消防支队,山东济南250031)
摘要:为有效预防粉尘爆炸事故的发生,从粉尘的概念、分类、可燃粉尘爆炸的条件、过程、特点等方面进行
了详细分析,并从建筑物的建设和企业管理两方画提出相关防范措范。
关词:粉尘爆炸;条件:过程:特点:防范措施
Abstract: For the effective prevention of dust explosion accidents, this article makes a detailed analysis from
the concept, classification of the dust and the condition, process, characteristics of combustible dust explosion
At the same time, it puts forward related preventive measures in terms of the construction of buildings and the
enterprise management.
Key words: dust explosion classification; process; characteristics; preventive measures
0引言
为有机粉尘和无机粉尘两大类。常见的可燃爆粉尘
随着社会经济的发展,各种生产加工类企业大主要有:一是金属粉尘,如镁粉、铝粉、铁粉、钛粉
量出现,生产安全工作日益繁重,但企业主重效益等;二是化学物质粉尘,如聚苯乙烯、醋酸纤维素
轻安全的现象极其普遍,为各类安全事故的发生埋酚醛树脂、煤粉、硫矿粉等;三是食品、木材等物质
下了隐患。2014年8月2日发生在江苏省昆山市的颗粒粉尘,如淀粉、各类粮食面粉奶粉锯末等。
江苏中荣金属制品有限公司汽车轮毂抛光车间的
粉尘爆炸是指由可燃粉尘在爆炸极限范围内,
金属粉尘爆炸就是一起典型的安全生产事故,教训遇到热源(明火或高温),火焰瞬间传播于整个混合
极其慘痛。但粉尘类爆炸为什么会造成大面积的建粉尘的密闭空间,化学反应速度极快,同时释放大
筑物破坏,为什么会导致事故中心的人员大面积甚量的热,形成很高的温度和很大的压力,系统的能
至全身烧伤呢?这与粉尘爆炸自身的特点密切相量转化为机械功以及光和热的辐射,具有很强的破
关。现笔者就粉尘爆炸事故发生的条件、过程、特点坏力。
及防范措施进行分析。
2粉尘爆炸的条件
1粉尘分类及粉尘爆炸的概念
2.1粉尘应为可燃物质
粉尘是固体物质的微小颗粒,是一种极细微的
上述粉尘分类中提到的几类粉尘均为可燃物
粉末。粉尘的直径以微米为单位,一般小于100um质。
的固体颗粒称为粉尘。如粮食加工生产中小麦磨粉工2.2应悬浮在空气中,与空气形成的混合物在其爆
序,小麦清理时产生的谷物粉尘颗粒度在1-~150um炸下限和上限之间
之间,小麦磨成的面粉颗粒度在1~100um之间,
悬浮在空气中的粉尘其周围环境温度、湿度以
多数都在粉尘直径范围内。在木材加工、家具生产及自身的粒径大小等决定了它的动力稳定性,当达
的砂光工序中,汽车生产车身、零配件的研磨抛光到爆炸浓度,也就是爆炸极限时就会发生爆炸。不过
工序中等也都会产生大量细微粉尘。
当爆炸浓度太小,遇火源燃烧产生的能量就小,无法
粉尘爆炸都是由可燃粉尘引起的。可燃粉尘分形成持续稳定的燃烧,也就无法发生爆炸;浓度太
32014年算5姐
万方数括
生产技术
王丽:浅议粉尘爆炸事故及防范措施
高,空气中的氧含量就低,也不会发生爆炸。如常见
粉尘爆炸的过程按是否释放可燃气体分为两
的几类爆炸极限有:木材加工中木粉尘的爆炸极限类。
为12.6-25g/m,面粉的爆炸极限为9.7-60g/m2,多
对于能释放可燃气体的粉尘,如木材粉尘、纸
聚甲醛的爆炸下限为60g/m3,铝粉的爆炸下限为张粉尘,樟脑粉尘等,其爆炸过程主要为三步:一是
g/m3等。
接受火源能量的粉尘粒子表面温度迅速升高,迅速
2.3要有足够的点火能量
的分解或干馏,产生可燃气体释放到粒子的周围气
粉尘爆炸的最小点火能量大致在10~100MJ,相中;二是产生的可燃气体与空气的混合物被火源
如乙酸纤维素的最小点火能量为20MJ,奶粉的最小引燃而发生有焰燃烧,这种燃烧通常先局部燃烧,
点火能量根据粒径不同而不同,粒径为165m的,通过热辐射、热对流等传播扩散出去;三是火焰在
为75MJ,粒径为235un的,为80MI;大豆粉根传播过程中产生的热量使越来越多的粉尘被分解
据粗细程度,其细粉的最小点火能量为100MJ,而或干馏,释放出可燃气体,使燃烧循环逐次的加快
大豆粗粉的最小点火能量为330M
进行下去,最终导致粉尘爆炸。
引发粉尘爆炸的点火源形式各不相同,有明
对于不释放可燃气体的粉尘,如一些金属、木
火、引火物、发烟物、电弧、热灯丝、摩擦火花、静电炭、焦炭等,它们在受热后能直接与空气中的氧气
火花或电火花、热表面焊接或切割火焰等。这些点发生剧烈的氧化反应并着火,产生的反应热使火焰
火源多产生在生产环节,如在粉碎、输送、分选等食迅速传播,炽热的粉尘或其氧化物加热周围的粉尘
品加工过程中产生的粉尘,浓度一般高于爆炸浓度和空气,使高温空气迅速膨胀,导致粉尘爆炸。此次
下限。机械的运转部位缺乏润滑摩擦生热,破碎物昆山生产车间粉尘爆炸事故就属于这类情况。
料、硬性杂质或者脱落的零部件与设备撞击会打出3.2爆炸特点
火花,都能引起粉尘爆炸。粉料与管壁、设备壁摩擦
粉尘爆炸威力大,破坏性强,易产生二次爆炸
和碰撞,粉料的颗粒之间的摩擦,产生的静电电压和多次爆炸,其主要特点有三方面
可高达数千至万伏,极易产生静电火花引燃粉尘。3.2.1易发生二次或多次爆炸
沉积或积聚在加热表面如照明装置、电动机、机械
当第一次爆炸发生后,会将沉积在地面、设备
设备热表面的可燃粉尘,受热经过一段时间会阴上、缝隙内的粉尘扬起,与空气混合再次形成可燃
燃,继而可引发粉尘爆炸
混合物,在其爆炸极限范围内时,就会再次引起爆
如粮食储存环节,在粮食筒仓储满粮食后,爆炸,如此反复,形成多次长时间爆炸,造成极大的损
炸的危险性降低,但当筒仓内粮食卸空或处于未储失和伤亡。
满状态时,筒内具备可燃粉尘悬浮与空气混合的条3.2.2最小点火能量高
件一般都可能达到爆炸极限浓度,在装卸、提升过
因为可燃粉尘粒径较大,大多数可肉眼进行分
程中,机械设备的摩擦、撞击,电气设备选型不当或辨,所以初起爆炸所需要的点火能量多在几十毫焦
电气故障、短路、过热,维修焊接动火不慎以及雷击耳以上。这也麻痹了很多生产厂商和生产工人,认
等,都可能成为粮食粉尘爆炸的点火源。
为其发生火灾或爆炸的可能性微乎其徵,在生产管
再如,镁合金材料生产在压铸行业中发生的燃理中对粉尘爆炸的危害性认识不足,防范措施不到
烧、爆炸事故也多是在生产过程中由镁的粉尘、碎位,-一且发生爆炸,后果不堪设想。
屑、轻薄料引起的。这些材料导热好、热积聚快,彼3.2.3粉尘爆炸持续时间长,破坏力大
此间不能充分散热,另外表面积大,与氧接触充分
因为粉尘自身颗粒较大,最小点火能量又高,
有利于