可燃粉塵爆炸危險(xiǎn)性及預(yù)防

一、可燃粉塵爆炸的危害性提起爆炸，人們總是很自然地想到爆炸物或可燃?xì)怏w與氧氣(或空氣)爆炸力巨大的爆炸。41爆炸，引起累積性連鎖燃燒，使整個(gè)工廠遭到集中性重大“天災(zāi)”。1921國芝加哥一臺大型谷類提升機(jī)發(fā)生粉塵爆炸，其爆炸力將40座每座約裝30萬152.46140019421549人，重傷246人。1987年3月15日凌晨，我國哈爾濱亞麻紡織廠聯(lián)合廠梳麻、前紡、預(yù)備3個(gè)車間，突然發(fā)生強(qiáng)大的粉塵爆炸并引起大火，使103萬平方米881.958112粉塵為什么會(huì)發(fā)生爆炸呢?原來是由于懸浮在空氣中的可燃粉塵燃燒而形成的高氣壓所造成的。粉塵是固體物質(zhì)的微小顆粒。它的外表積與一樣重量的塊便形成爆炸性混合物。一旦遇到火星，就可能引起快速燃燒—爆炸。爆炸時(shí)，氣壓和氣壓上升率越高，其爆炸率也就越大。而粉塵的燃燒率又是與粉塵粒子依據(jù)科學(xué)試驗(yàn)測定，粉塵爆炸的條件有三個(gè)。一是燒料?？菰锏奈⒓?xì)粉塵、30~404010012.6~259.710.3可引發(fā)粉塵爆炸。鋁粉、鋅粉、鎂粉、硫磺粉等。但只要我們加強(qiáng)防范措施，這類爆炸還是完全可以避開的。如承受有效的透風(fēng)和除塵措施，嚴(yán)禁吸煙及明火作業(yè)。在設(shè)備外殼設(shè)泄壓活門或其他裝置，承受爆炸遏制系統(tǒng)等。對有粉塵爆炸危急的廠房，必需嚴(yán)格依據(jù)防爆技術(shù)等級進(jìn)展設(shè)計(jì)，并單獨(dú)設(shè)置透風(fēng)、排塵系統(tǒng)。要常常濕氧氣的含量，抑制粉塵的爆炸。二、可燃粉塵爆炸案例分析19992安全衛(wèi)生署(OSHA)與州及當(dāng)?shù)卣畬Υ舜问鹿手毙新?lián)合調(diào)查。聯(lián)合調(diào)查報(bào)告指出，火災(zāi)起因于未知點(diǎn)火源引燃?xì)つｈT造機(jī)(shellmoldingmachine)，再借由灌進(jìn)鑄造造機(jī)而形成大量沉積的酚醛樹酯粉塵原料集中至透風(fēng)系統(tǒng)的導(dǎo)管。小型的初始爆燃(deflagration)先于導(dǎo)管內(nèi)發(fā)生，并使粉塵在導(dǎo)管外開頭沉降。相繼而至的粉塵氣云成為了二次爆炸所需的燃料，而二次爆炸的威力足以掀起屋頂并造成墻壁損毀。聯(lián)合調(diào)查報(bào)告中所列的事故緣由，包括以下缺失工程：①把握粉塵累積方面治理不善；②透風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在缺陷；③火爐的維護(hù)不善；④設(shè)備缺乏有效的安全裝置。202316，382(U.S.ChemicalSafetyandHazardInvestigationBoard,CSB)，CSB并沒有確定是何種緣由引燃初始火災(zāi)，或粉塵是如何在隱蔽的天花板空間內(nèi)散布而產(chǎn)生爆炸性氣云。爆炸嚴(yán)峻毀損此座工廠，造成四周工廠略微損害。CSB指失事故緣由，包括以下缺失項(xiàng)目：①?zèng)]有進(jìn)展危急評估；②對危害生疏缺乏；③工程治理不善。20232CSB隨后，致死的粉塵爆炸接連發(fā)生普及全廠區(qū)。CSB③修理程序不當(dāng)；④建筑物設(shè)計(jì)不公正。1970，OSHA谷貨梯為業(yè)危害警訊(GrainElevatorIndustryHazardAlert)》供給雇主、員工及其他官員了解稻谷儲(chǔ)存及安排的安全衛(wèi)生危害。1987，OSHA(GrainHandlingFacilitiesstandard,29CFR1910.272)》，現(xiàn)今照舊有效。此標(biāo)準(zhǔn)、緊急應(yīng)變打算(EmergencyActionPlan,29CFR1910.38OSHA以應(yīng)用至其他生產(chǎn)或使用可燃性粉塵的產(chǎn)業(yè)。202310月，一家位于印第安納州的汽車輪胎制造廠發(fā)生一起爆炸事故，CSBCSB從前所述的有機(jī)粉塵爆炸事故：在碎片熔融爐四周發(fā)生初次爆炸，而鋁粉參與了初次爆炸，隨后，集塵設(shè)備發(fā)生二次爆炸。22813:0321，3〔主要是鐵粉、鋁粉〕在風(fēng)道內(nèi)積聚，設(shè)在風(fēng)道外的拋光機(jī)在拋光〔用砂帶拋光鐵件〕產(chǎn)生火星，并通過排風(fēng)機(jī)吸風(fēng)口將火星帶進(jìn)積聚培訓(xùn)；加強(qiáng)專用消防器材的配備或保養(yǎng)；建議進(jìn)展針對性的消防演習(xí)。三、粉塵爆炸的內(nèi)在緣由原來非燃物質(zhì)可能變?yōu)榭扇嘉镔|(zhì)，原來是難燃物質(zhì)可能變成易燃物質(zhì)，可燃、易燃物可能變?yōu)橐妆ㄎ镔|(zhì)，而這一變化是由粉塵的特性所打算的?！惨弧撤蹓m的外表自由能在粉塵粒子內(nèi)部的分子，因四周八方均具有同類分子包圍著，所受四周分子的引力是對稱的，可以相互抵消而受力總和為零，它做分子運(yùn)動(dòng)〔震驚〕時(shí)不需要消耗功，而靠近粒子外表的分子，由于內(nèi)部密集的同類分子的引力遠(yuǎn)大于外部其他分子〔念氣體分子〕對它的引力，所以不能相互抵消，這些力的總和垂直于粉塵外表而指向粉塵內(nèi)部，亦即外表分子受到內(nèi)向的拉力，外表上的分子總比內(nèi)局部子具有更高的能量，這種能量叫做外表自由能?！捕撤蹓m的分散度和外表積所謂粉塵的分散度就是粉塵按不同粒徑〔直徑〕分布的一種形式。其中小其分散度越大，則外表積越大，外表分子越多，導(dǎo)致外表自由能越大?！踩撤蹓m的吸附性通過吸附其他分子來降低局部外表自由能?！踩鐗K狀時(shí)不能燃燒的鐵塊，在粉碎成100mJ，300℃；煤粉的點(diǎn)火能量小于。外表積的增大和吸附特性的存在，使得粉塵與空氣中氧分子的接觸面局部溫度上升，也有利于反響進(jìn)展。同時(shí)，粉塵在集中作用大于重力作用時(shí)具有懸浮狀態(tài)的穩(wěn)定性，易與空氣四、粉塵爆炸的條件粉塵的火災(zāi)爆炸事故多發(fā)生在煤礦、面粉廠、糖廠、紡織廠、硫磺廠、飼料、塑料、金屬加工廠及糧庫等廠礦企業(yè)。這與粉塵爆炸所需條件有關(guān)。粉塵〕粉塵本身是可燃粉塵?？扇挤蹓m分有機(jī)粉塵和無機(jī)粉塵兩類。有機(jī)〔如煤、硫等〕，也都是可燃粉塵。黃沙和塵土的粉塵也很微小，但由于它們本身不能夠燃燒，因此不具危急性?！捕撤蹓m必需懸浮在助燃?xì)怏w〔如空氣中〕，并混合到達(dá)粉塵的濃度爆炸極限。粉塵在助燃?xì)怏w中懸浮是由于粉碎、研磨、輸送、透風(fēng)等機(jī)械作用造成的。大粒徑的粉塵一般沉降為只有燃燒力氣的沉積粉塵，只有小粒徑的粉塵才能在助燃?xì)怏w中懸浮。同時(shí)，爆炸粉塵的危急性也用濃度爆炸極限下限來表〔三〕有足以引起粉塵爆炸的點(diǎn)火源。粉塵具有較小的自燃點(diǎn)和最小點(diǎn)火〔10mJ~100mJ〕或溫度超過其自燃點(diǎn)〔400℃~500℃〕，就會(huì)爆炸。當(dāng)上述三個(gè)條件同時(shí)滿足時(shí)，就可能發(fā)生粉塵火災(zāi)爆炸事故?！菜追Q“返回風(fēng)”〕，遇粉塵云和熱能源，也會(huì)發(fā)生其次次爆炸。五、粉塵爆炸的預(yù)防和火災(zāi)撲救措施預(yù)防措施有以下幾條：〔一〕消退粉塵源。承受良好的除塵設(shè)施來把握廠房內(nèi)的粉塵是首要的，可用的措施有封閉設(shè)備，透風(fēng)排塵、抽風(fēng)排塵或潤濕降塵等。除塵設(shè)備的風(fēng)機(jī)應(yīng)裝在清潔空氣一側(cè)。應(yīng)留意易燃粉塵不能用電除塵設(shè)備，金屬粉塵不能用濕式除塵設(shè)備。設(shè)備啟動(dòng)時(shí)應(yīng)先開除塵設(shè)備，后開主機(jī)；停機(jī)時(shí)則正好相反，防止粉塵飛揚(yáng)。粉塵車間各部位應(yīng)平滑，盡量避開設(shè)置一些其他無關(guān)設(shè)施〔如窗〕。管線等盡量不要穿越粉塵車間，宜在墻內(nèi)敷設(shè)，防止粉塵積聚，另外，在條件同意下，在粉塵車間噴霧狀水，在被粉碎的物質(zhì)中增加水分也能是消退粉塵源的好方法?！硣?yán)格把握點(diǎn)火源。消退點(diǎn)火源是預(yù)防粉塵爆炸的最有用、最有效的起人們的重視。〔三〕實(shí)行牢靠有效的防護(hù)措施。對于較小的粉碎裝置，可以增加其強(qiáng)度，并要考慮防止爆炸火焰通過連接處向外傳播；為減小爆炸的破壞性可設(shè)置泄壓裝置，如對車間承受輕質(zhì)屋頂、墻體或增開門窗等。但應(yīng)留意，泄壓裝置宜靠近易發(fā)生爆炸的部位，不要面對職員集中的場所和主要交通要道；為削減助燃〔N2〕，削減氧含量，也是可行方法之一。〔但對有些場所不行能實(shí)現(xiàn)，且造價(jià)亦高，目前有用價(jià)值較小〕。也可以承受先進(jìn)的粉塵爆炸抑制裝置，避開事故的發(fā)生。另外加強(qiáng)工作職員的安全教育，加大治理力度，準(zhǔn)時(shí)清掃、檢驗(yàn)設(shè)備也是必不行少的防護(hù)措施。撲救粉塵爆炸事故的有效滅火劑是水，尤以霧狀水為佳。它既可以熄滅燃燒，又可潮濕未燃粉塵，驅(qū)散和消退懸浮粉塵，降低空氣濃度，但忌用直流噴1211粉塵因受沖擊而懸浮引起二次爆炸?！布伤镔|(zhì)〕如鋁、鎂粉等，遇水反響，會(huì)使燃燒更猛烈，因此制止用水撲救?？梢杂酶缮?、石灰等〔不行沖擊〕；積存的粉塵