糧食粉塵爆炸及預防對策.doc

糧食粉塵爆炸及預防對策摘要：本文分析研究糧食粉塵爆炸的過程、特點和危害性。找出預防措施及對策，對搞好糧食儲備安全工作具有指導意義。關(guān)鍵詞：糧食粉塵爆炸預防1粉塵爆炸機理及特性11粉塵爆炸機理粉塵爆炸是粉塵粒子表面與氧發(fā)生的反應。同氣體爆炸一樣，是助燃性氣體(空氣)和可燃物均勻混合后進行的反應。而成塊的可燃物周圍存在助燃性氣體時，以不均勻狀態(tài)進行反應，正好可看成處在氣體爆炸和火藥爆炸中間。爆炸放出的能量，其最大值可為氣體爆炸的幾倍。但是粉塵爆炸與氣體爆炸和火藥爆炸不同，要求的發(fā)火能量比較大。粉塵爆炸歸根結(jié)底屬氣相爆炸，不妨可看作粉塵本身中貯藏可燃性氣體。爆炸過程中，使粒子表面溫度上升是條件，熱傳導，還有附帶產(chǎn)生的熱幅射對爆炸過程具有較大的作用，這就是粉塵爆炸與氣體爆炸的不同之處。112粉塵爆炸的特點(1)粉塵爆炸燃燒速度或爆炸壓力上升速度比氣體爆炸要小，但燃燒時間長，產(chǎn)生的能量大，所以破壞力和燒毀程度大。(2)爆炸粒子一面燃燒，一面飛散，受其作用的可燃物產(chǎn)生局部碳化，特別是碰到人體時會造成嚴重燒傷。在糧食企業(yè)粉塵爆炸事故中，此類情況屢見不鮮。(3)靜止的粉塵被風吹起懸浮在空氣中，若條件滿足就會發(fā)生第一次爆炸，爆炸產(chǎn)生的沖擊波又使其它堆積的粉塵揚起，造成適合爆炸的粉塵霧溶膠，而飛散的火花和輻射熱可提供點火源，又引起二次、三次或繼發(fā)性多次爆炸，擴大爆炸危害。(4)即使參與爆炸的粉塵量很小，但由于伴隨有不完全燃燒，導致在相對密閉的空間里，會殘留大量的CO，將有引起CO中毒的危險。12粉塵爆炸特性121爆炸極限粉塵空氣混合物只有在爆炸上限和下限之間一定的濃度范圍內(nèi)，才具有爆炸性。一般工業(yè)可燃粉塵的爆炸下限位于2060g/m3之間，爆炸上限位于26kgm3之間，掌握爆炸下限的數(shù)據(jù)對于保障工業(yè)生產(chǎn)安全具有非常重要的意義。122最小點火能量它是最易點燃的混合物在20次連續(xù)試驗時，剛好不能點燃時的能量。最小點火能量的大小與粉塵濃度、粉塵粒度及其分布、溫度以及粉塵的性質(zhì)有關(guān)。可燃粉塵的最小點火能量對安全防爆技術(shù)至關(guān)重要。123發(fā)火溫度粉塵的最低發(fā)火溫度取決于粉粒度、揮發(fā)組分的含量、周圍氣體的氧含量等。通常粉塵云的發(fā)火溫度為層狀粉塵發(fā)火溫度的2倍。124爆炸壓力和壓力上升速度可燃性粉塵爆炸時出現(xiàn)的最大爆炸特性值即最大爆炸壓力和最大壓力上升速度。就密閉容器粉塵爆炸過程而言，壓力上升速度是衡量爆炸強度的尺度。它們隨粉塵的種類、粒度、濃度和著火源的種類，容器大小、初壓、氧含量、揮發(fā)組分，可燃氣體濃度、活性的粉塵及灰粉的含量等變化而變化。13雜混合物及粉塵的化學成分對爆炸特性的影響131雜混合物對爆炸極限的影響“雜混合物”是指粉塵空氣混合物中含有的可燃氣或可燃蒸氣。最近幾年，工業(yè)上由雜混合物引發(fā)的爆炸事故有增加的趨勢，但在大多數(shù)的這些爆炸事故中，可燃氣或可燃蒸氣的含量并沒有達到爆炸下限。粉塵空氣混合物中含有可燃氣或可燃蒸氣，其爆炸下限隨可燃氣(或蒸氣)濃度的增加急劇地下降，這種趨勢已經(jīng)在許多試驗中得到證實。132粉塵的化學成分對爆炸特性的影響由表1可知，這幾種粉塵的層狀著火溫度在180320之間，云狀著火溫度在420550之間，最小點火能在2580mJ之間，爆炸下限濃度在3080gm3之間，最大爆炸壓力在065085MPa之間，最大爆炸壓力上升速率在19455MPa之間。將表中進口阿根廷大豆粉塵和進口加麥粉塵與前兩者國內(nèi)糧食粉塵的爆炸特性參數(shù)相比較，可以看出，進口糧食粉塵的層狀、云狀著火溫度、最小點火能、爆炸下限濃度明顯低于國產(chǎn)糧食，尤其是最小點火能和爆炸下限濃度低兩倍多。導致這一差別的主要原因是進口糧食粉塵中有機物含量遠遠高于國產(chǎn)糧食粉塵，可見糧食粉塵的點燃靈敏度和其它爆炸特性參數(shù)的大小，基本由粉塵中所含的有機物含量決定。因此，一方面糧食在輸送、清理等過程中要盡是避免破碎而產(chǎn)生較多的有機物，另一方面，對于進口糧食更應注意防塵防爆的問題。2粉塵爆炸預防對策21預防措施良好的管理顯然是重要的第一條防線。在任何生產(chǎn)過程中，應注意建筑物內(nèi)的所有表面沒有粉塵。在某些情況下，初次爆炸得到建筑內(nèi)防護設(shè)施的抑制，造成的破壞相對較小。然而，爆炸引起的沖擊波和振動能干擾建筑物所有平滑面上的粉塵，這樣就造成了較大范圍內(nèi)粉塵更劇烈爆炸的潛在危險。這時，只要建筑物內(nèi)某處有幾毫焦耳的熱量或高于300的溫度，一場毀滅性的爆炸就會發(fā)生。二次爆炸經(jīng)常發(fā)生在與初次爆炸有一定距離的位置。另一項重要的預防措施是制定并執(zhí)行嚴格的操作和維護制度。偶然進入生產(chǎn)車間的外來人員是引起爆炸的常見原因。被丟棄在系統(tǒng)中的一個扳手或一個螺栓，當其被帶入研磨機、攪拌機或螺旋輸送機時，就極有可能產(chǎn)生火花，后果不堪設(shè)想。22爆炸減輕不管預防措施如何嚴格，仍然有發(fā)生粉塵爆炸的可能。所有的偶然性因素都必須被估計到，所以必須考慮減輕爆炸的方法。在選擇爆炸減輕方案時，應考慮綜合方案的技術(shù)性和經(jīng)濟性：(1)危險性所在的部位及其對建筑內(nèi)人員和公眾的潛在危害；(2)材料的可爆炸性；(3)建筑結(jié)構(gòu)的強度；(4)生產(chǎn)工序的結(jié)構(gòu)形狀，以及對可能發(fā)生爆炸的影響范圍及其火焰?zhèn)鞑ヂ窂降脑u估；(5)相對于工序內(nèi)各種爆炸情景所采取的預防措施有效性的分析；(6)防護設(shè)備的費用與可能發(fā)生的爆炸造成的經(jīng)濟損失進行對比。23爆炸防護方法爆炸的防護方法主要包括隔離、泄爆和抑制。其中，隔離通常用于兩個工序之間的互相連通的材料管路內(nèi)，分為主動隔離和被動隔離兩種。主動隔離是對極早期尚未發(fā)展到具有破壞性威力的爆炸火球進行檢測，并將其隔離在工序的一個較小的部分內(nèi)?？梢园凑丈a(chǎn)過程本身的特點使用壓力探測器、火焰探測器或組合探測器。有時，在引爆發(fā)生前，通過探測引燃源(如運動的余燼和火花)，可以預測到爆炸。如果探測到引燃源的存在，生產(chǎn)就自動停止，此時機械障礙物就主動阻擋焰鋒在系統(tǒng)內(nèi)移動或噴射化學滅火劑將其撲滅。因為焰鋒會向兩個方向移動，因此在引燃源的上游和下游都必須設(shè)置障礙。被動隔離(如回轉(zhuǎn)閥或管狀螺旋輸送機)可以不受生產(chǎn)工序的限制。泄爆是指在生產(chǎn)工序內(nèi)安裝薄弱的泄壓板。在壓力超過一定限度時，泄壓板就會破裂，將爆炸的能量釋放到大氣中。泄壓板通常安裝于較大容器(如糧倉、干燥器等)，并必須與隔離設(shè)施共同使用，將爆炸壓力引導泄放到外部，以阻止爆炸通過相互連接的管道向系統(tǒng)的其它部分傳播。爆炸抑制包括極早期探測以及通過噴射特殊的抑制劑以抑制發(fā)展中的爆炸火球。但是這種操作必須在極短的時間內(nèi)完成。在系統(tǒng)中安裝爆炸抑制設(shè)施，應用范圍不受限制，包括雙臂斗式提升機的防護、塑料粉塵抽取系統(tǒng)、脫水乳制品的加工、糧倉、醫(yī)藥品和淀粉食品的生產(chǎn)以及纖維梳散機等。3結(jié)論(1)糧食及其它可燃固體在輸送、清理等過程中要盡量避免破碎而產(chǎn)生較多的粉塵。(2)進口糧食粉塵爆炸特性參數(shù)中，層狀、云狀著火溫度、最小點火能、爆炸下限濃度均低于國產(chǎn)糧食的，爆炸危險性同國產(chǎn)糧食粉塵的相比更為嚴重，可見對于進口糧食更應注意防塵防爆的問題。(3)從爆炸防護措施上講，可以采取以泄為主的泄爆和抑爆相結(jié)合的措施。參考文獻1李恩科糧食中轉(zhuǎn)筒倉防塵防爆原理與技術(shù)的研究鄭州工程學院，