粉塵防爆安全知識(shí)及預(yù)防措施

1、粉塵防爆安全知識(shí)及預(yù)防措施 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 1987/3/15，哈爾

2、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 6

3、2011/11/11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

4、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。 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

5、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/可見粉塵/顯微粉塵等 特點(diǎn)： 在其自重作用下能夠沉降下來(lái)，

6、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）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 氣體中的高濃度可燃粉 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

7、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：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

8、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

9、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

10、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

11、 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

12、 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

13、可燃物局部嚴(yán)重碳化或人 體嚴(yán)重?zé)齻?中國(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)火溫度 點(diǎn)火溫度越低，越容易燃燒或爆炸 鋁粉（現(xiàn)場(chǎng)提?。┑姆蹓m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

14、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 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

15、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

16、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，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

17、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

18、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。 框架結(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

19、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