粉尘相关知识与事故案例
(2)容易产生二次爆炸。第一次爆炸气浪把沉积在设备 或地面上的粉尘吹扬起来,在爆炸后短时间内爆炸中 心区会形成负压,周围的新鲜空气便由外向内填补进 来,形成所谓的“返回风”,与扬起的粉尘混合,在 第一次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。二次爆炸 时,粉尘浓度一般比一次爆炸时高得多,故二次爆炸 威力比第一次要大得多。 (3)能产生有毒气体。一种是一氧化碳;另一种是爆炸 物(如塑料)自身分解的毒性气体。毒气的产生往往造成 爆炸过后的大量人畜中毒伤亡。
(六)粉尘爆炸的危害
(1)具有极强的破坏性。粉尘爆炸涉及的范围很 广,煤炭、化工、医药加工、木材加工、粮食 和饲料加工等部门都时有发生。如1952—1979 年间,日本发生各类粉尘爆炸事故209起,伤 亡共546人。近年来,中国发生的粉尘爆炸尤 其是系统爆炸,造成了严重损失,仅1987年哈 尔滨亚麻厂的亚麻尘爆炸事故,死亡58人,轻 重伤177人,直接经济损失882万元。
常见火源分类表
类别 火源举例 类别 火源举例 电火花、静电火 花、雷电火花、 电磁波、杂散电 流
撞击、摩擦、 机械火源 电火源 绝热压缩
热火源
高温表面、 明火、火星、化 热射线(日 化学火源 学分解、化学反 光) 应、发热自燃
(四)粉尘爆炸的过程
第一步:悬浮粉尘在热源作用下迅速地被干馏 或气化而产生可燃气体。 第二步:可燃气体与空气混合而燃烧。 第三步:燃烧产生的热量从燃烧中心向外传 递,引起邻近的粉尘进一步燃烧。 如此循环下去,反应速度不末爆炸性的等级排列: 高爆炸性:锆、镁、铝、锂、钠;
中爆炸性:锡、锌、铁、硅、锰、铜;
低爆炸性:钼、钴、铅
可自燃金属有:
铝、钙、铈、铯、铬、钴、铱、铁、铅、铀、
锂、镁、镍、钯、铂、钾、銣、钠、钽、
钍、钛、铀、锆
2)悬浮粉尘的爆炸极限
可燃气体、可燃蒸气、可燃粉尘的燃爆危险性 特征——爆炸极限 爆炸极限的定义:在火源作用下,可燃气 体、可燃蒸气或粉尘在空气中,恰足以使火焰 蔓延的最低浓度称为该气体、蒸气或粉尘的爆 炸下限,也称燃烧下限。同理,恰足以使火焰 蔓延的最高浓度称为爆炸上限,也称燃烧上限 。 上限和下限统称为爆炸极限或燃烧极限, 上限和下限之间的浓度称为爆炸范围。浓度在 爆炸范围以外,可燃物不会爆炸。
(七)粉尘爆炸火灾的扑救措施
扑救粉尘爆炸事故的有效灭火剂是水,尤以雾 状水为佳。它既可以熄灭燃烧,又可湿润未燃 粉尘,驱散和消除悬浮粉尘,降低空气浓度, 但忌用直流喷射的水和泡沫,也不宜用有冲击 力的干粉、二氧化碳、1211灭火剂,防止沉积 粉尘因受冲击而悬浮引起二次爆炸。
对一些金属粉尘(忌水物质)如铝、镁粉等,遇 水反应,会使燃烧更剧烈,因此禁止用水扑 救。可以用干沙、石灰等(不可冲击);堆积 的粉尘如面粉、棉麻粉等,明火熄灭后内部 可能还阴燃,也应引起足够重视;对于面积 大、距离长的车间的粉尘火灾,要注意采取 有效的分割措施,防止火势沿沉积粉尘蔓延 或引发连锁爆炸。
粉尘相关知识与事故案例
安环科 2014年8月15日
一、粉尘爆炸原理及基础知识
(一)粉尘的定义与类别
凡是呈细粉状态的固体物质均称为粉尘。能燃烧和爆 炸的粉尘叫做可燃粉尘;浮在空气中的粉尘叫悬浮粉尘; 沉降在固体壁面上的粉尘叫沉积粉尘。 国际标准化组织规定: 粒径小于75μm的固体悬浮物定义为粉尘。 (一般是200目左右。2.54厘米(1英寸)长度中的筛孔 数目,简称为目 )
(二)燃烧的三要素 燃烧需要三要素:可 燃物、助燃物和点火源。 缺少其中任何一个,燃烧 便不能发生。燃烧三要素 示意图如图所示。
(三)粉尘爆炸的条件 可燃粉尘爆炸应具备三个条件: ①粉尘本身具有爆炸性; ②粉尘必须悬浮在空气(氧气)中并与空气混合到爆炸 浓度;
③有足以引起粉尘爆炸的热能源。 和气体爆炸相比,粉尘爆炸所要求的最小引燃能较
3)引起粉尘爆炸的热能源 粉尘具有较小的自燃点和最小点火能量,只要外界 的能量超过最小点火能量(多数在10mJ~100mJ)或温度 超过其自燃点(多数在400℃~500℃),就会爆炸。 生产过程中常见的 多种引火源 1、设备内的摩擦撞击火花。设备内部由于机械运转部位 缺乏润滑而摩擦生热;物料、硬性杂质或脱落的零件与 设备内壁碰击打出火星。表面粗糙的坚硬物体相互猛烈 撞击或摩擦时,产生的火星撞击或摩擦脱落的高温固体 微粒。据统计,仅粉碎研碎设备因摩擦撞击引起的爆炸 事故占57%。
大,达10毫焦耳,为气体爆炸的近百倍。因此,一个足 够强度的热能源也是形成粉尘爆炸的必要条件之一。
1)哪些粉尘具有爆炸性?
通常认为以下七类物质的粉尘具有爆炸性: 金属(如镁粉、铝粉); 煤炭; 粮食(如小麦、淀粉);
饲料(如血粉、鱼粉);
农副产品(如棉花、烟草); 林产品(如纸粉、木粉); 合成材料(如塑料、染料)。
(五)粉尘爆炸的特点
(1)多次爆炸是粉尘爆炸的最大特点。 第一次爆炸气浪,会把沉积在设备或地面上的粉 尘吹扬起来,在爆炸后短时间内爆炸中心区会形成负 压,周围的新鲜空气便由外向内填补进来,与扬起的 粉尘混合,从而引发二次爆炸。二次爆炸时,粉尘浓 度会更高。 (2)粉尘爆炸所需的最小点火能量较高,一般 在几十毫焦耳以上。 (3)与可燃性气体爆炸相比,粉尘爆炸压力上 升较缓慢,较高压力持续时间长,释放的能量大,破 坏力强。
2 、电火花和静电火花。电气设备故障引起的电 火花是常见的一种引火源,事故案例较多。物料 在输送和粉碎研磨的搅拌中,粉料与管壁、设备 壁,粉料的颗粒与颗粒之间的摩擦和碰击,
3、沉积粉尘的阴燃和自燃,沉积在加热表 面如照明装置、电动机、机械设备热表面 的粉尘,受热一段时间后会出现阴燃,最 终也可能转变为明火,成为粉尘爆炸的引 火源。粉尘最易阴燃的层厚范围为10~ 20mm。可燃粉尘在沉积状态下还具有自燃 的倾向,因为粉尘微粒与空气接触发生氧 化放热反应,在一定条件下热量不能充分 散发,粉层内温度会升高引起自燃。长期 积聚在设备裂缝中和管道拐弯处的粉尘易 发生自燃。