粉塵爆炸講課-精編版

1、粉塵防爆安全知識(shí)及預(yù)防措施2014年8月22日陳思凝中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院匯報(bào)內(nèi)容一、國(guó)內(nèi)外事故情況二、粉塵爆炸的基本原理三、預(yù)防技術(shù)措施中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院一、國(guó)內(nèi)外粉塵爆炸事故情況歷史上第一次有記載的粉塵爆炸事故，14/12/1785, Turin, Italy中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院我國(guó)當(dāng)前可燃性粉塵爆炸事故呈現(xiàn)多發(fā)態(tài)勢(shì)2014/8/2，昆山中榮金屬制品公司發(fā)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(gè)體鋁制鎖拋光加工場(chǎng)發(fā)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(fā)生淀粉爆炸，造成 20人死亡48人受傷198

2、7/3/15，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人受傷中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院昆山中榮金屬制品有限公司 事故現(xiàn)場(chǎng)中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院秦皇島驪驊淀粉廠 事故現(xiàn)場(chǎng)6中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院其中僅金屬粉塵引發(fā)的事故就有（2009-2014年）：序號(hào)序號(hào)日期日期事故地點(diǎn)事故地點(diǎn)死亡人數(shù)死亡人數(shù)重傷人重傷人數(shù)數(shù)事故簡(jiǎn)要情況事故簡(jiǎn)要情況12014/8/2江蘇昆山81179鋁粉粉塵爆炸22014/7/11河北石家莊11鎂鋁合金粉塵爆炸32013/11/12河北唐山1鎂粉粉塵爆炸42012/11/20廣東深圳6金屬粉塵爆燃52012/8/5浙江溫州1315鋁粉粉塵爆燃62011/11/

3、11浙江溫州1金屬粉塵爆炸72010/12/1浙江溫州1金屬粉塵爆炸82010/11/25江蘇鹽城2鋁粉粉塵爆炸92010/8/5廣東深圳12金屬粉塵燃爆102009/10/29浙江金華22拋光粉塵爆炸112009/9/7廣東揭陽(yáng)2金屬粉塵爆炸122009/8/23湖南長(zhǎng)沙1金屬粉塵爆炸132009/3/11江蘇鎮(zhèn)江11鋁粉粉塵爆炸中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院國(guó)際上著名的粉塵爆炸事故 2008年2月8日美國(guó)皇家糖廠事故，14人死亡，36人重傷。 2003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(zāi)，1人死亡，多人受傷。 2003年2月20日，

4、CTA隔聲材料廠樹(shù)脂粉塵爆炸，7人死亡，37人受傷。中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院19521979年間，日本發(fā)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(tǒng)較突出。19651980年間，聯(lián)邦德國(guó)發(fā)生各類粉塵爆炸事故768起，其中較嚴(yán)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(guó)發(fā)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(kù)爆炸馬來(lái)西亞：面粉廠爆炸韓國(guó)：鏈斗提升機(jī)糧食粉塵爆炸新加坡：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中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院二、粉塵爆炸的基本

5、原理2.1 幾個(gè)基本概念2.2 什么是粉塵爆炸？2.3 為什么粉塵會(huì)發(fā)生爆炸？2.4 什么樣的粉塵會(huì)發(fā)生爆炸？2.5 粉塵爆炸的五個(gè)要素2.6 引發(fā)粉塵爆炸的點(diǎn)火源2.7 粉塵爆炸的破壞性2.8 粉塵爆炸性參數(shù) 中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院2.1 幾個(gè)基本概念（1）粉塵 國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)化組織定義： 粒徑小于75m的固體懸浮物 （人類頭發(fā)的直徑約為50-80m） GB/T15604-2008粉塵防爆術(shù)語(yǔ)：細(xì)微的固體顆粒 可分為： 呼吸性粉塵/漂塵/降塵/可見(jiàn)粉塵/顯微粉塵等 特點(diǎn)： 在其自重作用下能夠沉降下來(lái)，但又可在空氣中懸浮一些時(shí)間中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院 （2）可燃性粉塵： 能與氣態(tài)氧化劑（主要是空氣）

6、發(fā)生劇烈氧化反應(yīng)的粉塵 美國(guó)消防規(guī)范（NFPA）：直徑小于420微米，在分散狀態(tài)下點(diǎn)火會(huì)引起火災(zāi)或爆炸的細(xì)微顆粒物。特點(diǎn)：懸浮于空氣中達(dá)到一定濃度范圍時(shí)能被點(diǎn)燃 如：農(nóng)業(yè)（淀粉、面粉、飼料、糧食） 化學(xué)（塑料、香料、硫、橡膠、染料、殺蟲(chóng)劑 、橡膠、化肥） 醫(yī)藥食品工業(yè)（藥品、糖） 金屬加工（鋁、鎂、鋅等） 煤、木材、煙草、造紙、紙漿、家具等中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院（3）粉塵云和粉塵層 粉塵云：懸浮在助燃?xì)怏w中的高濃度可燃粉塵與助燃?xì)怏w的混合物。粉塵層：指的是沉積在地面或物體表面上的可燃粉塵群。中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院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(xiàn)象一次爆炸：

7、也叫初始爆炸，由初始點(diǎn)火源引起的爆炸。 二次爆炸：第一次爆炸氣浪把沉積在設(shè)備或地面上的粉塵吹揚(yáng)起來(lái)，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(lái)源中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院多次爆炸：隨著爆炸引起極大的震動(dòng)，沉積在不同部位的粉塵揚(yáng)起，形成多個(gè)粉塵云，從而產(chǎn)生連環(huán)爆炸。中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院2008年2月7日美國(guó)皇家糖廠 事故現(xiàn)場(chǎng)16中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院2.3 為什么粉塵會(huì)發(fā)生爆炸 粉塵云著火時(shí)，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

8、發(fā)生爆炸。誘發(fā)較大區(qū)域粉塵反應(yīng)、釋放能量溫度、壓力急劇上升，氣體急劇膨脹可燃粉塵氧化反應(yīng)釋放能量中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院2.4 什么樣的粉塵會(huì)發(fā)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(nóng)副產(chǎn)品（如棉花、煙草、茶葉粉塵）； 林產(chǎn)品（如紙粉、木粉、纖維粉塵）； 合成材料（如塑料、染料）。中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院美國(guó)美國(guó)1980-20051980-2005年不同粉塵爆炸事故比例年不同粉塵爆炸事故比例中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院2.5 發(fā)生粉塵爆炸的五要素可燃粉塵助燃物（氧或空氣）點(diǎn)火源空間受

9、限粉塵形成云狀中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院2.6 引發(fā)粉塵爆炸的點(diǎn)火源根據(jù)產(chǎn)生能量的方式的不同，點(diǎn)火源可分成七類：（1）明火焰 吸煙 工業(yè)動(dòng)火-如氣焊割 其它明火-如加熱爐（2）高溫物體 加熱設(shè)備、供暖設(shè)備和管線（電烙鐵、暖氣片、未加保溫的熱力管道） 非防爆電機(jī)、燈具的熱表面（過(guò)熱馬達(dá)、白熾燈） 其他（汽車排氣管、煙囪火星、焊割作業(yè)金屬熔渣） 中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院（3）電氣火花 電氣線路短路 電纜老化 電纜因環(huán)境原因被破壞（機(jī)械破壞、老鼠啃咬等） 非防爆電氣設(shè)備啟?；蜻\(yùn)行過(guò)程產(chǎn)生的火花 非防爆的接插件、非防爆開(kāi)關(guān)、非防爆電機(jī) 電氣設(shè)備過(guò)載（4）靜電放電 火花放電、刷型放電、電暈放電、靜電積累 人體

10、靜電中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院（5）撞擊與摩擦 轉(zhuǎn)動(dòng)軸摩擦發(fā)熱 粉碎設(shè)備（各種破碎機(jī)、磨粉機(jī)）中進(jìn)入雜物（鐵等金屬物質(zhì)、石子） 斗式提升機(jī)跑偏、打滑、斷帶 皮帶輥與支架摩擦 刮板機(jī)刮板與箱體摩擦 螺旋輸送機(jī)堵料摩擦 旋轉(zhuǎn)下料閥堵料摩擦 風(fēng)機(jī)葉輪與殼體或外物摩擦或碰撞 采用不防爆的作業(yè)工具（6）光線照射與聚焦(雷閃電、光線聚焦)（7）絕熱壓縮中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院（8） 化學(xué)反應(yīng)放熱 氧化燃燒 自燃自燃的條件 絕熱性和保溫性好，具備熱積累條件，纖維、粉末或片狀 易進(jìn)行產(chǎn)熱反應(yīng)（如分解熱，氧化熱，水合熱，反應(yīng)熱，發(fā)酵熱等） 產(chǎn)熱速率超過(guò)散熱速率 自燃著火一般需要相當(dāng)長(zhǎng)的發(fā)展時(shí)間 易自燃著火的物質(zhì)：鋁鎂

11、等活潑金屬粉塵，硝化棉，油污染棉紗，煤堆，面粉等糧食倉(cāng)庫(kù)中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院粉塵的自燃大量自由堆積的粉塵，如煤山、面粉和玉米粉等糧食倉(cāng)庫(kù)、聚集金屬粉塵的集塵桶等時(shí)常會(huì)發(fā)生自燃著火。 吸濕或遇水會(huì)催進(jìn)某些堆積粉塵自燃著火 糧食粉塵遭水浸后發(fā)熱自燃 鐵粉或鐵切削屑在船舶運(yùn)輸過(guò)程中，因船艙內(nèi)浸入雨水或海水而引起自燃著火 金屬加工行業(yè)切削打磨產(chǎn)生的鋁鎂粉塵遇濕后自燃 尤其夏季高溫、高濕情況下，粉塵在散熱不利且儲(chǔ)存量大、堆積層較厚、通風(fēng)不良時(shí)，更易引起熱積累，發(fā)生自燃著火。中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院引發(fā)事故的點(diǎn)火源統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院2.7 粉塵爆炸的破壞性中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院（1）具有極強(qiáng)的

12、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(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)生的能量大，所以產(chǎn)生破壞和燒毀的程度要大得多。（2）容易產(chǎn)生二次爆炸、多次連環(huán)爆炸。（3）能產(chǎn)生有毒氣體，往往造成爆炸過(guò)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(fā)生粉塵爆炸的時(shí)候，會(huì)有燃燒的粒子飛散，如果飛到可燃物或人體上，會(huì)使可燃物局部嚴(yán)重碳化或人體嚴(yán)重?zé)齻?。中?guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院2.8 粉塵爆炸性參數(shù) 粉塵云最小點(diǎn)火能量最小點(diǎn)火能大致是10100mJ，比可燃?xì)獾淖钚↑c(diǎn)火能大12個(gè)數(shù)量級(jí)。鋁粉（現(xiàn)場(chǎng)提?。┑姆蹓m云最小點(diǎn)火能： 47.1mJ58.2mJ 粉塵層最低點(diǎn)火溫度 粉塵云最低點(diǎn)火溫

13、度點(diǎn)火溫度越低，越容易燃燒或爆炸鋁粉（現(xiàn)場(chǎng)提取）的粉塵云最低點(diǎn)火溫度： 590通常 粉塵層最低點(diǎn)火溫度粉塵云最低點(diǎn)火溫度 在有可燃粉塵沉積的場(chǎng)所，設(shè)備熱表面的溫度不能超過(guò)粉塵層最低著火溫度。中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院 粉塵云爆炸下限 可以引發(fā)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(shù) 反映爆炸猛烈程度 大部分粉塵的爆炸壓力為0.5MPa1MPa。 磚混結(jié)構(gòu)建筑的耐壓為3050kPa 一般設(shè)備(除塵器、小于10m3的料倉(cāng))的耐壓為0.10.2MPa 粉塵爆炸極限氧濃度 可以引發(fā)爆炸的最低氧氣濃度，用于惰化等防爆設(shè)計(jì) 中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院三、預(yù)防技術(shù)措施3.1 影響粉塵爆炸的因素3.2

14、容易引起粉塵爆炸的工藝3.3 粉塵爆炸防護(hù)方法與技術(shù)3.4 粉塵防爆相關(guān)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院3.1 影響粉塵爆炸的因素 一般比較容易發(fā)生爆炸事故的粉塵特點(diǎn)：活潑金屬 或 有較強(qiáng)的還原劑H、C、N、S等元素存在 當(dāng)它們與氧化物共存時(shí)，易發(fā)生分解，由氧化反應(yīng)產(chǎn)生大量的氣體，釋放出大量的燃燒熱。中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院 影響粉塵爆炸的自身特性因素 燃燒熱越大的粉塵越容易爆炸：如煤塵、碳粉、硫磺粉末等 氧化速度快的粉塵容易爆炸：如鎂粉、鋁粉、染料粉末等 容易帶電的粉塵也容易引起爆炸：如合成樹(shù)脂粉末、纖維類粉塵、淀粉等。 通常不易引起爆炸的粉塵：土、砂、氧化鐵、研磨材料、水泥、石英粉塵以及

15、類似于燃燒后的灰塵等。中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院影響粉塵爆炸的外部環(huán)境因素 粉塵分散情況：分散度越高，爆炸強(qiáng)度越高 點(diǎn)火源強(qiáng)度：點(diǎn)火能量越高，越容易爆炸 氧含量：必須達(dá)到最低氧含量 粉塵云的溫度：越高越易爆炸 湍流情況：流場(chǎng)擾動(dòng)越嚴(yán)重，爆炸范圍越大 空氣濕度：越低，爆炸強(qiáng)度越高 中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院3.2 容易引起粉塵爆炸的工藝由于機(jī)械力的作用會(huì)產(chǎn)生并揚(yáng)起大量粉塵，作業(yè)空間及設(shè)備內(nèi)懸浮的粉塵往往處于爆炸濃度范圍之內(nèi)。且各種力的作用更容易產(chǎn)生摩擦、撞擊火花，靜電等點(diǎn)火源，導(dǎo)致粉塵爆炸的發(fā)生。（1） 粉碎、切削、拋光、打磨過(guò)程磨粉機(jī)輪轂拋光生產(chǎn)線中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院（2）氣固分離過(guò)程在風(fēng)力作用下，

16、分離器內(nèi)的粉塵均處于懸浮狀態(tài)，此時(shí)，如存在足夠能量的點(diǎn)火源，則會(huì)發(fā)生爆炸事故。集塵器中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院（3）干式除塵過(guò)程除塵前粉塵是處于懸浮狀態(tài)的，粘附在濾材上的粉塵在清灰狀態(tài)下也處于懸浮狀態(tài)，若恰好有足夠能量的點(diǎn)火源，將導(dǎo)致粉塵爆炸事故。除塵器中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院（4） 干燥過(guò)程使用噴霧、氣流或沸騰干燥器干燥顆粒狀物料或粉料時(shí)，設(shè)備內(nèi)形成的可燃粉塵空氣混合物的爆炸事故在生產(chǎn)實(shí)踐中時(shí)有發(fā)生。干燥器中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院（5） 輸送過(guò)程氣力輸送過(guò)程中，工業(yè)粉塵處于蓬松的懸浮狀態(tài)，若遇足夠能量的點(diǎn)火源則極易爆炸，并且輸送管線與分離和除塵設(shè)備相連，極易引起二次爆炸，造成更大的傷亡和損失。氣力輸

17、送機(jī)中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院（6） 清掃、吹掃過(guò)程生產(chǎn)過(guò)程中粉塵難免要從設(shè)備中逸出，這些粉塵堆積在廠房及設(shè)備表面，若不及時(shí)清除，在達(dá)到一定濃度并且飛揚(yáng)起來(lái)之后，很容易造成爆炸事故，并且在清掃過(guò)程中，也極易粉塵飛揚(yáng)，形成懸浮爆炸條件。中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院3.3 粉塵爆炸防護(hù)方法與技術(shù)（1）建筑設(shè)計(jì)與設(shè)備布置建筑設(shè)計(jì) 有粉塵爆炸危險(xiǎn)的建筑采用框架結(jié)構(gòu)，墻體采用輕質(zhì)材料。 宜采用單層建筑。 有粉塵爆炸危險(xiǎn)的作業(yè)場(chǎng)所要留出足夠的防火間距。 人員集中的辦公區(qū)域遠(yuǎn)離有爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所?？蚣芙Y(jié)構(gòu)的工作樓中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院設(shè)備布局把有粉塵爆炸危險(xiǎn)的設(shè)備設(shè)置在建筑外，或靠墻布置，以便于泄爆。除塵器在建筑高處布

18、置。除塵器外置中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院（2）防止出現(xiàn)點(diǎn)燃源防止機(jī)械火花與摩擦 跑偏、打滑、斷鏈監(jiān)控 安裝除鐵器 安裝軸溫監(jiān)控防止靜電積累與放電 設(shè)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(shè)備防止自燃防止明火-嚴(yán)格的動(dòng)火制度軸溫監(jiān)測(cè)設(shè)備接地中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院（3）粉塵控制防止物料與粉塵泄漏 及時(shí)維修出現(xiàn)物料泄漏的設(shè)備 工藝設(shè)備的檢查孔應(yīng)密封防止工藝設(shè)備物料泄漏檢查孔應(yīng)密封中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)與維護(hù) 近40%的粉塵爆炸事故是除塵系統(tǒng)引起的 除塵系統(tǒng)的設(shè)計(jì)應(yīng)保證出力，防止粉塵在風(fēng)管中沉積 除塵系統(tǒng)須符合防爆標(biāo)準(zhǔn)的要求：如防靜電濾袋、防爆風(fēng)機(jī)、爆炸泄壓、爆炸隔離等。！注意： 除塵系統(tǒng)中，吸塵罩可以將作為火源的火花吸入； 除塵系統(tǒng)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(fā)自燃，也容易產(chǎn)生起火爆炸。中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院清掃地面、設(shè)備、建筑的梁與支架、建筑內(nèi)壁都應(yīng)清掃 注意！清掃過(guò)程、檢維修過(guò)程防止形成粉塵云不使用壓縮空氣清掃不應(yīng)使用產(chǎn)生火花的清掃工具清掃應(yīng)有臺(tái)賬記錄包裝袋上粉塵沉積嚴(yán)重設(shè)備上的沉積粉塵中國(guó)安全生產(chǎn)科學(xué)研究院（4）爆炸泄壓應(yīng)采取爆炸泄壓的設(shè)備和建（構(gòu)）筑 有容積的設(shè)備：筒倉(cāng)、料倉(cāng)、除塵器等 輸送設(shè)備：提升機(jī)、刮板機(jī)、封閉式皮帶機(jī)等 產(chǎn)生粉塵的