1、粉塵防爆安全知識 及預防措施 2020年2月國內外事故情況粉塵爆炸的基本原理一二三目 錄預防技術措施1我國粉塵爆炸事故情況我國當前可燃性粉塵爆炸事故呈現多發態勢2014/8/2昆山中榮金屬制品公司發生鋁粉爆炸，已造成81人死亡、179人受傷2012/8/5浙江溫州一個體鋁制鎖拋光加工場發生鋁粉爆炸，造成13人死亡14人受傷2010/2/24秦皇島驪驊淀粉廠發生淀粉爆炸，造成 20人死亡48人受傷1987/3/15哈爾濱亞麻紡織廠靜電引起亞麻粉塵爆炸，造成 58人死亡177人受傷事故現場ABCD事故現場ABCD國際上著名的粉塵爆炸事故2008年2月8日美國皇家糖廠事故，14人死亡，36人重傷。2

2、003年1月29日西部制藥廠,6人死亡,38人受傷。2003年10月29日賀氏公司鑄鋁廠鋁塵爆炸、火災，1人死亡，多人受傷。2003年2月20日CTA隔聲材料廠樹脂粉塵爆炸，7人死亡，37人受傷。國際上著名的粉塵爆炸事故19521979年間，日本發生各類粉塵爆炸事故209起，傷亡共546人，其中以粉碎制粉工藝和除塵系統較突出。19651980年間，聯邦德國發生各類粉塵爆炸事故768起，其中較嚴重的是木粉及木制品粉塵和糧食飼料爆炸事故。19802005年間，美國發生各類粉塵爆炸事故281起，死亡119人，受傷718人。新西蘭：奶制品冷庫爆炸馬來西亞：面粉廠爆炸韓國：鏈斗提升機糧食粉塵爆炸新加坡：

3、塑料粉塵爆炸、奶酪廠噴霧干燥器爆炸澳大利亞：食糖爆炸菲列賓、印度：水泥廠煤塵爆炸印度：奶粉廠噴霧干燥器爆炸粉塵爆炸的 基本原理2粉塵爆炸的基本原理2.1 幾個基本概念2.2 什么是粉塵爆炸？2.3 為什么粉塵會發生爆炸？2.4 什么樣的粉塵會發生爆炸？2.5 粉塵爆炸的五個要素2.6 引發粉塵爆炸的點火源2.7 粉塵爆炸的破壞性2.8 粉塵爆炸性參數 粉塵爆炸的基本原理2.1 幾個基本概念粉 塵國際標準化組織定義： 粒徑小于75m的固體懸浮物（人類頭發的直徑約為50-80m）GB/T 15604粉塵防爆術語：細微的固體顆粒可分為：呼吸性粉塵/漂塵/降塵/可見粉塵/顯微粉塵等 特點： 在其自重作

4、用下能夠沉降下來，但又可在空氣中懸浮一些時間。粉塵爆炸的基本原理2.1 幾個基本概念能與氣態氧化劑（主要是空氣）發生劇烈氧化反應的粉塵 美國消防規范（NFPA）：直徑小于420微米，在分散狀態下點火會引起火災或爆炸的細微顆粒物。特點：懸浮于空氣中達到一定濃度范圍時能被點燃 如：農業（淀粉、面粉、飼料、糧食） 化學（塑料、香料、硫、橡膠、染料、殺蟲劑 、橡膠、化肥） 醫藥食品工業（藥品、糖） 金屬加工（鋁、鎂、鋅等） 煤、木材、煙草、造紙、紙漿、家具等可燃性粉塵粉塵爆炸的基本原理2.1 幾個基本概念粉塵云和粉塵層 A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。 B粉塵層指的是沉積在

5、地面或物體表面上的可燃粉塵群。粉塵爆炸的基本原理2.2 什么是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一次爆炸二次爆炸也叫初始爆炸，由初始點火源引起的爆炸。 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。粉塵爆炸的破壞通常是由二次爆炸引起的防止“二次爆炸”主要是減少爆炸傳播途徑上的粉塵，減少粉塵爆炸的能量來源粉塵爆炸的基本原理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。 粉塵爆炸的基本原理ABCD2008年2月7日美國皇家糖廠事故現場粉塵爆炸的基本原理2.3 為什么粉塵會發生爆炸粉塵云著

6、火時，頃刻間燃燒，釋放大量熱能，使得燃燒氣體溫度驟然升高，體積劇烈膨脹，形成很高的膨脹壓力，一旦空間受限，則發生爆炸。 可燃粉塵氧化反應釋放能量誘發較大區域粉塵反應、釋放能量溫度、壓力急劇上升，氣體急劇膨脹粉塵爆炸的基本原理2.4 什么樣的粉塵會發生爆炸具有爆炸性的粉塵，包括：金屬（如鎂粉、鋁粉、鈦粉）；煤炭（如煤粉）；糧食（如面粉、糖粉、玉米粉、土豆粉、干奶粉、淀粉）；飼料（如血粉、魚粉）；農副產品（如棉花、煙草、茶葉粉塵）；林產品（如紙粉、木粉、纖維粉塵）；合成材料（如塑料、染料）。粉塵爆炸的基本原理美國1980-2005年不同粉塵爆炸事故比例木制品食品金屬塑料煤粉化工無機物制藥紡織其他

7、粉塵爆炸的基本原理2.5 發生粉塵爆炸的五要素 A B C D E空間受限點火源粉塵形成云狀助燃物（氧或空氣）可燃粉塵粉塵爆炸的基本原理2.6 引發粉塵爆炸的點火源根據產生能量的方式的不同，點火源可分成八類：234 751 明火焰 高溫物體 電氣火花 靜電放電 撞擊與摩擦 6光線照射與聚焦絕熱壓縮 8化學反應放熱粉塵爆炸的基本原理明 火 焰 A B C吸 煙工業動火-如氣焊割其它明火-如加熱爐2.6 引發粉塵爆炸的點火源粉塵爆炸的基本原理 A B C加熱設備、供暖設備和管線（電烙鐵、暖氣片、未加保溫的熱力管道）2.6 引發粉塵爆炸的點火源高溫物體非防爆電機、燈具的熱表面（過熱馬達、白熾燈）其他

8、（汽車排氣管、煙囪火星、焊割作業金屬熔渣）粉塵爆炸的基本原理2.6 引發粉塵爆炸的點火源電氣火花電氣線路短路 電纜老化 電纜因環境原因被破壞（機械破壞、老鼠啃咬等）非防爆電氣設備啟停或運行過程產生的火花 非防爆的接插件、非防爆開關、非防爆電機電氣設備過載粉塵爆炸的基本原理2.6 引發粉塵爆炸的點火源靜電放電 A B C D E火花放電刷型放電電暈放電靜電積累人體靜電粉塵爆炸的基本原理2.6 引發粉塵爆炸的點火源撞擊與摩擦轉動軸摩擦發熱粉碎設備（各種破碎機、磨粉機）中進入雜物（鐵等金屬物質、石子）斗式提升機跑偏、打滑、斷帶皮帶輥與支架摩擦刮板機刮板與箱體摩擦螺旋輸送機堵料摩擦旋轉下料閥堵料摩擦風

9、機葉輪與殼體或外物摩擦或碰撞采用不防爆的作業工具粉塵爆炸的基本原理2.6 引發粉塵爆炸的點火源光線照射與聚焦(雷閃電、光線聚焦)絕熱壓縮化學反應放熱氧化燃燒自 燃粉塵爆炸的基本原理2.6 引發粉塵爆炸的點火源絕熱性和保溫性好，具備熱積累條件，纖維、粉末或片狀易進行產熱反應 （如分解熱，氧化熱，水合熱，反應熱，發酵熱等）產熱速率超過散熱速率 自燃著火一般需要相當長的發展時間 易自燃著火的物質：鋁鎂等活潑金屬粉塵，硝化棉，油污染棉紗，煤堆， 面粉等糧食倉庫自燃的條件粉塵爆炸的基本原理2.6 引發粉塵爆炸的點火源粉塵的自燃糧食粉塵遭水浸后發熱自燃鐵粉或鐵切削屑在船舶運輸過程中，因船艙內浸入雨水或海水

10、而引起自燃著火金屬加工行業切削打磨產生的鋁鎂粉塵遇濕后自燃量自由堆積的粉塵，如煤山、面粉和玉米粉等糧食倉庫、聚集金屬粉塵的集塵桶等時常會發生自燃著火。 吸濕或遇水會催進某些堆積粉塵自燃著火尤其夏季高溫、高濕情況下，粉塵在散熱不利且儲存量大、堆積層較厚、通風不良時，更易引起熱積累，發生自燃著火。粉塵爆炸的基本原理引發事故的點火源統計數據粉塵爆炸的基本原理2.7 粉塵爆炸的破壞性粉塵爆炸的基本原理（1）具有極強的破壞性。 粉塵的燃燒速度和爆炸壓力雖然比氣體小，但因燃燒的時間長，產生的能量大，所以產生破壞和燒毀的程度要大得多。（2）容易產生二次爆炸、多次連環爆炸。（3）能產生有毒氣體，往往造成爆炸過

11、后的大量人畜中毒傷亡。 一氧化碳； 爆炸物(如塑料)自身分解的毒性氣體。（4）發生粉塵爆炸的時候，會有燃燒的粒子飛散，如果飛到可燃物或人體上，會使可燃物局部嚴重碳化或人體嚴重燒傷。粉塵爆炸的基本原理2.8 粉塵爆炸性參數粉塵云最小點火能量最小點火能大致是10100mJ，比可燃氣的最小點火能大12個數量級。鋁粉（現場提取）的粉塵云最小點火能： 47.1mJ58.2mJ粉塵層最低點火溫度粉塵云最低點火溫度點火溫度越低，越容易燃燒或爆炸鋁粉（現場提取）的粉塵云最低點火溫度： 590通常 粉塵層最低點火溫度粉塵云最低點火溫度，在有可燃粉塵沉積的場所，設備熱表面的溫度不能超過粉塵層最低著火溫度。粉塵爆炸

12、的基本原理2.8 粉塵爆炸性參數粉塵云爆炸下限可以引發爆炸的最低粉塵濃度粉塵云最大爆炸壓力、粉塵云爆炸指數反映爆炸猛烈程度大部分粉塵的爆炸壓力為0.5MPa1MPa。磚混結構建筑的耐壓為3050kPa一般設備(除塵器、小于10m3的料倉)的耐壓為0.10.2MPa粉塵爆炸極限氧濃度可以引發爆炸的最低氧氣濃度，用于惰化等防爆設計3預防技術措施3.1 影響粉塵爆炸的因素3.2 容易引起粉塵爆炸的工藝3.3 粉塵爆炸防護方法與技術3.4 粉塵防爆相關技術標準及規范預防技術措施預防技術措施3.1 影響粉塵爆炸的因素一般比較容易發生爆炸事故的粉塵特點：活潑金屬或有較強的還原劑H、C、N、S等元素存在當它

13、們與氧化物共存時，易發生分解，由氧化反應產生大量的氣體，釋放出大量的燃燒熱。預防技術措施影響粉塵爆炸的自身特性因素01020304燃燒熱越大的粉塵越容易爆炸氧化速度快的粉塵容易爆炸容易帶電的粉塵也容易引起爆炸通常不易引起爆炸的粉塵如煤塵、碳粉、硫磺粉末等如鎂粉、鋁粉、染料粉末等如合成樹脂粉末、纖維類粉塵、淀粉等。土、砂、氧化鐵、研磨材料、水泥、石英粉塵以及類似于燃燒后的灰塵等。預防技術措施ABCDEF粉塵分散情況分散度越高，爆炸強度越高點火源強度點火能量越高，越容易爆炸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流場擾動越嚴重，爆炸范圍越大空氣濕度越低，爆炸強度越高影響粉塵爆炸的外

14、部環境因素預防技術措施3.2 容易引起粉塵爆炸的工藝粉碎、切削、拋光、打磨過程由于機械力的作用會產生并揚起大量粉塵，作業空間及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。磨粉機輪轂拋光生產線預防技術措施3.2 容易引起粉塵爆炸的工藝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，則會發生爆炸事故。集塵器預防技術措施3.2 容易引起粉塵爆炸的工藝干式除塵過程除塵前粉塵是處于懸浮狀態的，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，將導致粉塵爆炸事故。除塵器預防技

15、術措施3.2 容易引起粉塵爆炸的工藝干燥過程使用噴霧、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。干燥器預防技術措施3.2 容易引起粉塵爆炸的工藝輸送過程氣力輸送過程中，工業粉塵處于蓬松的懸浮狀態，若遇足夠能量的點火源則極易爆炸，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。氣力輸送機預防技術措施3.2 容易引起粉塵爆炸的工藝清掃、吹掃過程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，很容易造成爆炸事故，并且在清掃過程中，也極易粉塵飛揚，形成懸浮

16、爆炸條件。預防技術措施3.3 粉塵爆炸防護方法與技術建筑設計與設備布置有粉塵爆炸危險的建筑采用框架結構，墻體采用輕質材料。宜采用單層建筑。有粉塵爆炸危險的作業場所要留出足夠的防火間距。人員集中的辦公區域遠離有爆炸危險的場所。建筑設計框架結構的工作樓預防技術措施3.3 粉塵爆炸防護方法與技術建筑設計與設備布置把有粉塵爆炸危險的設備設置在建筑外，或靠墻布置，以便于泄爆。除塵器在建筑高處布置。設備布置除塵器外置預防技術措施3.3 粉塵爆炸防護方法與技術防止出現點燃源防止機械火花與摩擦跑偏、打滑、斷鏈監控安裝除鐵器安裝軸溫監控防止靜電積累與放電設備跨接與接地除塵器使用防靜電濾袋使用粉塵防爆型電氣設備防

17、止自燃防止明火-嚴格的動火制度軸溫監測設備接地預防技術措施3.3 粉塵爆炸防護方法與技術粉塵控制防止物料與粉塵泄漏及時維修出現物料泄漏的設備工藝設備的檢查孔應密封防止工藝設備物料泄漏檢查孔應密封預防技術措施3.3 粉塵爆炸防護方法與技術粉塵控制除塵系統的設計與維護近40%的粉塵爆炸事故是除塵系統引起的除塵系統的設計應保證出力，防止粉塵在風管中沉積除塵系統須符合防爆標準的要求：如防靜電濾袋、防爆風機、 爆炸泄壓、爆炸隔離等。 注意：除塵系統中，吸塵罩可以將作為火源的火花吸入；除塵系統中，集塵桶（灰斗）部分是工作條件最為惡劣的地方， 容易遇濕引發自燃，也容易產生起火爆炸。預防技術措施3.3 粉塵爆炸防護方法與技術粉塵控制清 掃地面、設備、建筑的梁與支架、建筑內壁都應清掃 注意：清掃過程、檢維修過程防止形成粉塵云不使用壓縮空氣清掃不應使用產生火花