1、謝寶晶浙江省安全生產科學研究院粉塵防爆安全知識粉塵防爆安全知識v 第一部分 粉塵爆炸基本原理v1.1 什么是粉塵爆炸？v（1）粉塵v 國際標準化組織定義：v 粒徑小于75m的固體懸浮物 v GB/T15604-2008粉塵防爆術語：v 細微的固體顆粒v 可分為：v 呼吸性粉塵/漂塵/降塵/可見粉塵/顯微粉塵等 v 特點： v 能在空中停留、一段時間后可以沉降v（2）可燃性粉塵：可與助燃氣體發生氧化反應而燃燒的粉塵。v如：農業（淀粉、面粉、飼料、糧食） v 化學（塑料、香料、硫、橡膠、染料、殺蟲劑 橡膠、化肥）v 醫藥食品工業（藥品、糖）v 金屬加工（鋁、鎂、鋅等）v 煤、木材、煙草、造紙、紙漿

2、、家具等v 像水泥、泥沙、飛灰等是不可燃粉塵。v3）粉塵云懸浮在助燃氣體中的高濃度可燃粉塵與助燃氣體的混合物v（4）粉塵爆炸 火焰在粉塵云中傳播，引起壓力、溫度明顯躍升的現象。v（5）一次爆炸與二次爆炸、多次爆炸v 一次爆炸：也叫初始爆炸，由初始點火源引起的爆炸。 v 二次爆炸：第一次爆炸氣浪把沉積在設備或地面上的粉塵吹揚起來，在第一次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。二次爆炸時，粉塵濃度一般比一次爆炸時高得多，故二次爆炸威力比第一次要大得多。v多次爆炸:隨著爆炸引起極大的震動，沉積在不同部位的粉塵揚起，形成多個粉塵云，從而產生連環爆炸！二次、多次爆炸更具破壞性！二次、多次爆炸更具破壞性！3v1

3、.2 為什么粉塵會發生爆炸？可燃粉塵可燃粉塵氧化反應氧化反應釋放能量釋放能量誘發較大區域誘發較大區域粉塵反應、粉塵反應、釋放能量釋放能量溫度、壓力溫度、壓力急劇上升，急劇上升，氣體急劇膨脹氣體急劇膨脹粉塵云著火時，頃刻間完成燃燒過程，釋放大粉塵云著火時，頃刻間完成燃燒過程，釋放大量熱能，形成爆燃，使燃燒氣體溫度驟然升高，量熱能，形成爆燃，使燃燒氣體溫度驟然升高，體積劇烈膨脹，形成很高膨脹壓力，一旦空間體積劇烈膨脹，形成很高膨脹壓力，一旦空間受限，發生爆炸！受限，發生爆炸！v1.3 粉塵爆炸的五個要素五個要素五個要素粉塵爆炸粉塵爆炸燃燒三要素燃燒三要素增加增加氧氣氧氣可燃性粉塵可燃性粉塵點火源點

4、火源擴散擴散受限空間受限空間2-2-氧氣氧氣3-3-火源火源4-4-限制限制5-5-擴散擴散1-1-可燃性粉塵可燃性粉塵v1.3 粉塵爆炸的五個要素v（1）可燃性粉塵）可燃性粉塵:一定濃度或數量一定濃度或數量v（2）氧氣）氧氣 :一定的氧含量是粉塵燃燒的基礎。一定的氧含量是粉塵燃燒的基礎。v（3）點火源）點火源v v點火源分為以下幾類：v 根據產生能量的方式的不同，點火源可分成七類：v 明火焰 (動火、吸煙、氣焊割等) v 高溫物體 (過熱馬達、電烙鐵、白熾燈、汽車排氣管、煙囪火星、焊割作業金屬熔渣、暖氣片等過熱表面)v電氣火花 (接線盒、開關、控制箱漏電、短路、接觸不良、繼電器接點等)v v

5、撞擊與摩擦（使用鐵制工具、運輸工具撞刮、潤滑不良軸承、氧化劑撞擊)v絕熱壓縮v光線照射與聚焦(雷閃電、光線聚焦) v化學反應放(氧化燃燒、自燃)。 v靜電放電（電暈放電、靜電積累、火花放電）v（4）擴散v 粉塵必須處于懸浮狀態，即粉塵云狀態。這樣可以增加氣固接觸面積，加快反應速度。最小濃度（MEC），低于MEC，粉塵粒子間距過大，火焰難以傳播。v 如玉米及淀粉:45g/m3 、沙糖: 19g/m3v（5）受限空間v 粉塵云要處在相對封閉的空間，壓力和溫度才能急劇升高，繼而發生爆炸。v1.4 粉塵爆炸的破壞性粉塵爆炸的破壞性v（1）具有極強的破壞性。v v粉塵爆炸涉及的范圍很廣，煤炭、化工、醫藥

6、加工、木材加工、糧食和飼料加工等部門都時有發生。粉塵爆炸尤其是系統爆炸，造成了損失嚴重，僅1987年哈爾濱亞麻廠的亞麻塵爆炸事故，死亡58人，輕、重傷177人，直接經濟損失882萬元v（2）容易產生二次爆炸、多次連環爆炸。v v（3）能產生有毒氣體。v v（4）爆炸粒子一面燃燒一面飛散粉塵爆炸現場粉塵爆炸現場粉塵爆炸現場粉塵爆炸現場粉塵爆炸現場粉塵爆炸現場粉塵爆炸現場粉塵爆炸現場v第二部分 預防技術措施v2.1 哪些粉塵容易爆炸？v一般比較容易發生爆炸事故的粉塵大致有鋁粉、鋅粉、鎂粉、鋁材加工研磨粉、鐵粉；各種塑料粉末；有機合成藥品的中間體；小麥粉、糖、木屑、染料、膠木灰、奶粉、茶葉粉末；煙草

7、粉末、煤塵、植物纖維塵等 v特點：活潑金屬v有較強的還原劑H、C、N、S等元素存在v當它們與氧化物共存時，便發生分解，由氧化反應產生大量的氣體，釋放出大量的燃燒熱。v燃燒熱越大的物質越容易爆炸：如煤塵、碳、硫磺等。v氧化速度快的物質容易爆炸：如鎂粉、鋁粉、染料等v容易帶電的粉塵也很容易引起爆炸：如合成樹脂粉末、纖維類粉塵、淀粉等。v通常不易引起爆炸的粉塵有土、砂、氧化鐵、研磨材料、水泥、石英粉塵以及類似于燃燒后的飛灰等。這類物質的粉塵化學性質比較穩定，所以不易燃燒。v2.2 影響粉塵爆炸的因素（1）自身因素）自身因素v化學性質：主要指燃燒熱和燃燒速度v物理性質：v粒子越細越容易爆炸、爆炸強度越

8、高；v粉塵濃度越高爆炸壓力越高，但達到一定高度后有下降趨勢。粉塵點火溫度：點火溫度越低，越容易爆炸粉塵點火溫度：點火溫度越低，越容易爆炸v 粉塵云 粉塵層v煤粉 510o C165o C v玉米淀粉 520 440v低密度聚乙烯 450 融化態v 鋁粉 850 450v 調色劑 570 450可燃性粉塵爆炸指數可燃性粉塵爆炸指數 粉塵直徑，微米Kst（爆炸指數）(bar- m/s)Pmax（最大爆炸壓力）(bar )木屑食糖煤粉玉米淀粉PVC2930247602051381292029810.58.59.210.38.3v（2）外部因素）外部因素v粉塵分散情況：分散度越高，爆炸強度越高點火源強

9、度：點火能量越高，越容易爆炸最小點火溫度:如玉米及淀粉: 470 v 沙糖: 410氧含量：必須達到最低氧含量粉塵云的溫度：越高越易爆炸湍流情況：湍流越嚴重，爆炸范圍越大空氣濕度：越低，爆炸強度越高v2.3 容易發生粉塵爆炸的生產工藝（1） 粉碎過程粉碎過程v由于機械力的作用會揚起大量粉塵，設備內懸浮的粉塵往往處于爆炸濃度范圍之內。且各種力的作用更容易產生摩擦、撞擊火花，靜電等點火源，導致粉塵爆炸的發生。（2） 氣固分離過程氣固分離過程 在風力作用下，分離器內的粉塵均處于懸浮狀態，此時，如存在足夠能量的點火源，爆炸事故就會不可避免地發生。（3）干式除塵過程）干式除塵過程 除塵前粉塵是處于懸浮狀

10、態的，粘附在濾材上的粉塵在清灰狀態下也處于懸浮狀態，若恰好有足夠能量的點火源，將發生粉塵爆炸事故。v（4） 干燥過程干燥過程v使用噴霧、氣流或沸騰干燥器干燥顆粒狀物料或粉料時，設備內形成的可燃粉塵空氣混合物的爆炸事故在生產實踐中時有發生。（5） 輸送過程輸送過程v氣力輸送過程中，工業粉塵處于蓬松的懸浮狀態，已具備粉塵爆炸的主要條件，只要有合適的點火源則極其危險，并且輸送管線與分離和除塵設備相連，極易引起二次爆炸，造成更大的傷亡和損失。（6） 清掃、吹掃過程清掃、吹掃過程v生產過程中粉塵難免要從設備中逸出，這些粉塵堆積在廠房及設備表面，若不及時清除，在達到一定濃度并且飛揚起來之后，很容易造成爆炸

11、事故，并且在清掃過程中，也極易粉塵飛揚，形成懸浮爆炸條件。v2.4 容易發生粉塵爆炸的設備集塵器集塵器除塵器除塵器氣力輸送機氣力輸送機干燥器干燥器磨粉機磨粉機筒倉筒倉鏈式提升機鏈式提升機v2.5 預防技術措施安全三要素安全三要素火源火源燃料燃料氧化劑氧化劑 預防就是消除三要預防就是消除三要素中的一個或多個因素。素中的一個或多個因素。設備內的摩擦撞擊火花設備內的摩擦撞擊火花電火花和靜電火花。電火花和靜電火花。沉積粉塵的陰燃和自燃沉積粉塵的陰燃和自燃1020mm（1） 消除火源消除火源 （a a）可靠接地）可靠接地 （b b）使用粉塵防爆電器）使用粉塵防爆電器 （c c）火花探測與熄滅）火花探測與

12、熄滅 （d d）消除明火）消除明火 （e e）防止局部過熱）防止局部過熱v（f）不用金屬敲擊，防止產生火花v“2.24”秦皇島驪驊淀粉爆炸事故秦皇島驪驊淀粉爆炸事故:v 點燃源為鐵質工具與鐵質構件或裝置的點燃源為鐵質工具與鐵質構件或裝置的機械撞擊與摩擦所產生的火花。機械撞擊與摩擦所產生的火花。（2）消除燃料）消除燃料 保持工作間的整潔、正確清掃保持工作間的整潔、正確清掃 設備表面清潔設備表面清潔 注意天花板上的粉塵注意天花板上的粉塵（3）消除氧化劑）消除氧化劑內部空氣惰化內部空氣惰化 用惰性氣體如用惰性氣體如N N2 2、C0C02 2等替代氧氣等替代氧氣通常適用于筒倉，但對于旋風分通常適用于

13、筒倉，但對于旋風分離器、干燥器、粉塵收集器等設離器、干燥器、粉塵收集器等設備不適合。備不適合。（4）粉塵爆炸保護措施）粉塵爆炸保護措施 （a a）泄爆）泄爆 （b b）抑爆）抑爆 （c c）隔爆）隔爆 （d d）提高設備耐壓能力）提高設備耐壓能力 （e e）多種保護方案并用）多種保護方案并用（a）泄爆）泄爆 定義：定義：存在于圍包體內的粉塵云發生爆存在于圍包體內的粉塵云發生爆炸時，在爆炸壓力尚未達到圍包體的極炸時，在爆炸壓力尚未達到圍包體的極限強度之前，爆炸產物通過泄壓膜泄除，限強度之前，爆炸產物通過泄壓膜泄除，使圍包體不致被破壞的控爆技術。使圍包體不致被破壞的控爆技術。 目的：目的：通過設置

14、泄爆裝置，降低爆炸損通過設置泄爆裝置，降低爆炸損失。失。泄放要考慮的因素：泄放要考慮的因素： 卸放到墻外卸放到墻外 反作用力反作用力 采取措施免受雪災、雨水影響采取措施免受雪災、雨水影響（b）抑爆）抑爆 定義：定義：爆炸初始階段，通過物理化學作爆炸初始階段，通過物理化學作用撲滅火焰，抑制爆炸發展的技術。用撲滅火焰，抑制爆炸發展的技術。 目的：目的：通過設置抑爆裝置，提前探測，通過設置抑爆裝置，提前探測，滅火、抑制爆炸。滅火、抑制爆炸。 早期探測早期探測, ,覺察到爆炸覺察到爆炸 啟動發射筒啟動發射筒 把滅火劑噴進容器把滅火劑噴進容器 抑制爆炸和隔離燃燒的物料抑制爆炸和隔離燃燒的物料 設備停車設

15、備停車（c）隔爆）隔爆 定義：定義：爆炸爆炸發生后，通發生后，通過物理化學過物理化學作用撲滅火作用撲滅火焰，阻止爆焰，阻止爆炸傳播的技炸傳播的技術。術。 目的：目的：防止防止火焰通過管火焰通過管道傳播。道傳播。（d）提高設備耐壓能力）提高設備耐壓能力v制造高強度的設備來承受Pmax，結構上要遵循壓力容器標準。v因為這樣會造成成本過高，所以不是很實際。（e）多種保護方案組合應用）多種保護方案組合應用v泄爆、隔爆、抑爆相互組合。v2.6粉塵爆炸火災的撲救措施以以霧狀水為佳霧狀水為佳分割措施分割措施禁止用水和泡沫禁止用水和泡沫不能用四氯化碳、不能用四氯化碳、1211滅火劑滅火劑二氟一氯一溴甲烷（CF

16、2ClBr），跟燃燒物產生的氫自由基化合，使燃燒的鏈反應迅速中止應當選用化學干粉應當選用化學干粉（如氧化鋁等）、干沙（如氧化鋁等）、干沙干沙和硅酸鋁毯（氈）干沙和硅酸鋁毯（氈）第三部分：監管對策建議v3.1 相關工作回顧v國家安全監管總局關于進一步加強冶金等國家安全監管總局關于進一步加強冶金等工商貿企業粉塵爆炸事故防范工作的通知工商貿企業粉塵爆炸事故防范工作的通知（安監總管四（安監總管四201161號號 ）v1）進一步提高對冶金等工商貿企業粉塵作業安全生產工作重要性的認識 。v2）大力推進冶金等工商貿企業安全生產標準化工作 。v3）加大冶金等工商貿企業涉及粉塵作業建設加大冶金等工商貿企業涉及粉

17、塵作業建設項目安全設施項目安全設施“三同時三同時”工作力度工作力度 。v4）加強粉塵作業應急預案和應急演練工作加強粉塵作業應急預案和應急演練工作 。v5）加大安全監管和事故查處力度，用事故教加大安全監管和事故查處力度，用事故教訓推動工作訓推動工作 。v3.2 強化監管強化監管v（3） （4）3.3 加強培訓加強培訓v（1）培訓對象：）培訓對象：v 各級安全監管人員、可燃性粉塵相關企業負責各級安全監管人員、可燃性粉塵相關企業負責人、專職安全管理人員人、專職安全管理人員v 設計單位、安全評價、咨詢人員設計單位、安全評價、咨詢人員v 現場作業人員現場作業人員v（2）培訓內容）培訓內容v 法規、標準宣

18、貫法規、標準宣貫v 粉塵防爆綜合知識粉塵防爆綜合知識v 防爆技術措施、方法防爆技術措施、方法v 事故應急救援知識事故應急救援知識v 事故案例事故案例v（3）各有側重、分類培訓）各有側重、分類培訓3.4 標準的制定、對標整改標準的制定、對標整改 在易發生粉爆事故的行業中，樹立粉塵防爆示范標桿企業，在易發生粉爆事故的行業中，樹立粉塵防爆示范標桿企業，建立標準化考評方法，促使同類企業對標整改。建立標準化考評方法，促使同類企業對標整改。3.5 企業開展專項檢查企業開展專項檢查v 3.6 開展專項整治開展專項整治v（1） “違法違法”、“違規違規”整治整治v（2）通過工程技術措施治理設備、工藝安全）通過

19、工程技術措施治理設備、工藝安全隱患隱患v2010年1月13日下午，楊華、李平(楊華之妻)、宋先(李平之嫂)3人在拋光車間(第3間)上班。3人操作2臺拋光機。13時10分許，楊華看見車間墻腳的引風道出風口閃出火光，同時聽見巨大的爆炸聲，然后被震暈過去不省人事。 v事后，相關部門對爆炸的直接原因進行了初步分析。v該廠拋光車間產生的鋁粉塵通過排風道，經排風機送入粉塵沉降室。粉塵沉降室系廠房與廠房之間的過道改建而成。東西寬約1.2米，南北長約7米。經查，該粉塵沉降室兩個月已沒有清理，加上近幾天天氣晴好，空氣干燥，該粉塵沉降室漂浮的鋁粉濃度達到爆炸極限遇火花而發生爆炸。 案例二：2011年10月23日1

20、3時20分許，位于溫州市鹿城區藤橋鎮戴宅村的鹿城區上戌吳冬華五金加工場發生一起粉塵燃爆事故，造成13人不同程度受傷住院。該五金加工場主要加工五金配件，有電傳動布質拋光機11臺、工人12名，加工場由一間2層磚瓦結構房屋和簡易棚構成，面積約120平方米。五金加工場東面為一家具加工場，加工場東墻和家具加工場西墻之間有一條約0.5米的小弄，作為五金加工場的粉塵沉降池使用，每半個月左右回收鋁粉一次。v10月23日13時許，家具加工場房東夏世華及其妹夫臨時雇傭胡金付、黃寶斌、呂存書等人用電焊機拆除家具加工場頂棚鋼管支柱，13時20分許電焊作業產生的高溫焊渣掉入兩加工場之間的小弄（粉塵沉降池），引燃了沉降池中的鋁粉，隨后發生爆炸，造成了家具場房東及其雇工和五金加工場工人共計13人不同程度受傷，并造成多間房屋倒塌、受損。v案例三：v2011年11月11日9時許，溫州市甌海區南白象街道霞坊村一家五金加工廠發生粉塵爆炸，半邊房屋被炸毀。此次爆炸導致1人死亡，5人重傷，多人輕傷。 v加工廠共有16名工人。事發時，8名女的在外面的房間給鋁制鎖毛坯磨砂，8名男的在里面的房間做第二道工序為這些鎖拋光。“一共有8臺機器，一臺機器每天估計會產生3斤鋁粉，一天清理一次。另外，廠里