可燃气体爆炸是因可燃气体在助燃气体中达到一定浓度,即达到爆炸浓度限,在一定能量作用下,即会发生爆炸。可燃粉尘爆炸成因也基本相似,空气中有一定浓度的可燃粉尘,在能量源作用下,即会发生爆炸。通常认为,粉尘爆炸应具备以下几个基本条件:
01粉尘具有可燃性
粉尘具有可燃性是粉尘爆炸形成的基础,这从粉尘爆炸的反应历程可以看出。绝大部分粉尘爆炸要经历以下四个阶段:
(1)悬浮在空气中的可燃粉尘表面接受点火源的能量,迅速提高了表面温度;
(2)粉尘粒子表面的分子发生热分解或干馏作用,产生可燃气体从粉尘离子表面释放到气相中;
(3)释放出的可燃气体与空气(或氧气等助燃气体)混合形成爆炸性混合气体,随后被点火源点燃产生了火焰;
(4)依靠这种火焰产生的热量,又促使周围的粉尘发生分解,持续不断地在气相中释放出可燃气体,又与空气混合,使火焰不断传播,从而导致粉尘爆炸。
爆炸限:质(可燃气体、蒸气和粉尘)与空气(或氧气)必须在一定的浓度范围内均匀混合,形成预混气,遇着火源才会发生爆炸,这个浓度范围称为爆炸限,或爆炸浓度限。
粉尘在爆炸限范围内,遇到热源(明火或温度),火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间,化学反应速度快,同时释放大量的热,形成很高的温度和很大的压力,系统的能量转化为机械功以及光和热的辐射,具有很强的破坏力。
常见的爆炸性粉尘可分七类:金属(如、铝粉);煤炭;粮食(如小麦、淀粉);饲料(如血粉、鱼粉);农副产品(如棉花、**);林产品(如纸粉、木粉);合成材料(如塑料、染料)。
标准测试项目
为了了解粉尘的爆炸参数,通常会进行以下3种试验。
筛选试验(可爆/不可爆)
测试目的:了解粉尘是否可燃可爆。
测试内容:进行高能量点火试验,以验证粉尘是否能被点燃。
筛选测试设备
MIE(小点燃能量)试验
测试目的:了解粉尘的小点燃能量。
测试内容:当发现粉尘可燃后,使用不同的点火能量对其进行额外测试,以确定粉尘所需的点燃能量。
测试目的:了解粉尘爆炸的上升时间和压力。
测试内容:爆炸试验将在密闭容器中进行,以验证点火后粉尘的爆炸情况。爆炸指数和爆炸压力将由一系列试验确定。粉尘云将通过化学点火器点燃。
粉尘爆炸性测试
粉尘爆炸筛选
粉尘爆炸敏感度参数
粉尘云小点火能MIE
粉尘层着火温度LIT
粉尘云着火温度MIT
粉尘层比电阻
粉尘爆炸下限浓度LEL
粉尘云限氧浓度LOC
粉尘爆炸烈度参数
爆炸压力
爆炸压力上升速率
爆炸指数
现场防爆
粉尘爆炸隐患排查
粉尘爆炸方法和标准:
干燥减量法GB/T 6284
卡尔·费休法GB 6283
激光衍射法ISO 13320
粉尘云可爆性筛选试验ASTM E1226 VDI 2263-1
粉尘云小点火能GB/T 16428 ASTM E2019BS、 EN 13821
粉尘云小爆炸浓度GB/T 16425 ASTM E1515、 BS EN 14034-3、VDI 2263-1
粉尘云小着火温度GB/T 16429、ASTM E1491、BS EN 50281-2-1、VDI 2263-1、IEC 1241-2-1
粉尘层小着火温度GB/T 16430、ASTM E2021、BS EN 50281-2-1、VDI 2263-1、IEC 1241-2-1
较小点火能量(MIE):这是衡量点燃粉尘所需能量的指标。有些粉尘需要大量能量来点燃(在某些爆炸中,点火源是过热轴承或明火)。其他粉尘可以用*少的能量点燃。静电可以点燃许多类型的粉尘。MIE是指需要多少能量才能使粉尘点燃。
较低爆炸浓度(MEC):测量必须存在多少粉尘才能引起爆炸。它通常用空气中的粉尘测量。它告诉你,如果周围有热源,空气中会有多少粉尘点燃。这很重要,因为它解释了需要在空气中漂浮多少粉尘才能引起爆炸。二次爆炸发生在该区域积聚的粉尘在*次爆炸时放入空气中时,可能会产生更多的粉尘并且*加危险。
较小和较大爆炸压力(PMIN和PMAX):较小和较大爆炸压力。粉尘测试在可测量压力的容器内进行。Pmin是粉尘点燃产生的较小压力。Pmax,*重要的是,爆炸点火可以产生的较大压力。
《GB 15577-2007粉尘防爆规程》规定:
4.2 企业应清楚本企业有无粉尘爆炸危险场所,并采取能有效预防和控制粉尘爆炸的措施。
4.3 企业应根据本标准并结合自身粉尘爆炸危险场所的特点,制定本企业粉尘防爆实施细则和检查表,并按检查表认真进行粉尘防爆检查。
4.5 粉尘爆炸危险场所应杜绝各种非生产性明火存在。
4.6 、通风除尘、粉尘爆炸预防、粉尘爆炸控制等设备设施,未经主管部门批准,不应更换或停止使用。
一个企业,如果能在生产装置本身、生产环境、静电、防二次爆炸等四个方面切实做好,应该可以杜绝悲剧发生。
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