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浅谈粉尘爆炸的特点和预防
摘要:粉尘爆炸是可燃性粉尘在空气中浮游,当一种火源给予一定的能量后
发生的爆炸。在煤矿坑道中的煤尘爆炸就是较典型的粉尘爆炸。在开放的空间中,
发生粉尘爆炸的可能性较小,但在建筑物和配管贮槽及机器设备装卸散粮、小麦
粉、淀粉、饲料粉等农产品,硫磺、石墨、硅化石灰等无机物品以及塑料粉、氧
化反应放热的金属粉时,都可能发生粉尘爆炸。
关键词:粉尘爆炸基本特性
一、粉尘爆炸
粉尘爆炸的定义:粉尘爆炸是指悬浮于空气中的可燃粉尘
触及明火或电火花等火源时发生的爆炸现象。粉尘爆炸是由粉尘粒子表面与氧发
生反应所引起的,不像气体爆炸那样,是可燃气体与氧化剂均匀混合后的反应。
二、产生粉尘爆炸的基本条件
①存在某些(特别是可燃、易燃)粉尘,且有足够的量;②存在助燃剂,
如氧气、空气(氧气)或氧化剂,且有足够的量;③存在燃烧源:a明火,如气体
火焰、气焊嘴和喷灯的火焰、电弧等;b火花,如切割和焊接产生的火花、摩擦
产生的火花、电火花、静电放电火花、燃烧炉和其他火源产生的火花等;c被加
热的或炽热的物体,如电器灯具、钢材焊缝上、被加热区等;d加热表面,如干
燥炉的热表面、过载的电线、电器仪表、蒸汽管线及其法兰等;e炽热空间,如
干燥室内和加热炉内的空间等;f摩擦热,如轴承、机器的转动部件、摩擦面等;
g自燃产生的明火及燃烧热;h化学反应热;i热射线(如凸透镜)的聚焦热;j燃
烧热。以上3个基本条件必须同时具备,且形成了一定浓度的粉尘—空气(氧气)
混合气体,才能发生粉尘爆炸。如能消除或避免其中的任何一个基本条件,就可
防止粉尘爆炸的发生。
三、粉尘爆炸的特点
须有足够数量的尘粒在空气中才有可能发生粉尘爆炸。而尘粒飞扬与颗粒大
小及气体扰动速度有关.直径小于10μm的颗粒才能在运动气流中长时间悬浮,
形成爆炸尘云。②粉尘燃烧过程比气体燃烧过程复杂,有的粉尘要经过粒子表面
的分解或蒸发阶段。即便是直接氧化的颗粒,也只有一个表面向中心延烧得过程。
因而感应期长,可达数十秒为气体的数十倍。③粉尘爆炸的起始能量大,达10mJ
的量级,为气体的近百倍。④粉尘的燃烧速度和爆炸压力比气体爆炸小,燃烧时
间长产生的能量大,故其破坏力也大,产生的能量较高的时候为气体爆炸时的几
倍,温度可上升到2000一3000℃。⑤发生爆炸的时候,会有燃烧的粒子飞散,
如果飞到可燃物或人体上,会使可燃物局部严重碳化或人体严重燃烧。⑥粉尘爆
炸有产生两次爆炸的可能性。静止堆积的粉尘被风吹起悬浮在空气中,如果遇到
火源就会发生爆炸。爆炸产生的冲击波又使其它堆积的粉尘悬浮在空气中,而飞
散的火花和辐射热成为点火源,引起第二次爆炸,最后整个粉尘存放场收到爆炸
灾害。这种连续爆炸会造成极严重的破坏。
四、粉尘爆炸预防的措施
4.1防止可燃粉尘的泄露
对于处理粉料的设备或场所,要防止泄漏,保证粉尘不到
处飞扬,尤其应将易于产生粉尘的设备隔离设置在单独房间内,并设专门的保护
罩和局部排风罩或考虑吸尘装置。
4.2加强管理,消除粉尘爆炸的点火源
做好设备维护保养,防止设备内的摩擦撞击火花;重点部
位禁止接打手机,消除设备静电,防止产生电火花和静电火花;做好区域内粉尘
清扫,防止粉尘的阴燃和自燃。当然粉尘爆炸的点火源有多种,必须根据操作环
境可能出现的点火源种类进行针对性预防。例如,淀粉的加工车间电器全部使用
防爆电器,线路统一进行穿管保护,防止因电器或配电线路连接处产生火花,引
起粉尘爆炸.
4.3避免设备中粉尘爆炸
对于设备内极易形成粉尘、气体爆炸混合物的操作,在设
备中充入惰性气体,降低系统中的氧含量是目前防止设备爆炸的唯一可靠方法。
例如,磨煤机磨煤阶段,由于煤粉是易燃易爆物品,因而在煤粉生产过程中,通
过全程监测、控制煤粉的温度和粉尘中的氧含量,在开、停机时进行充氮保护,
从而保障设备的安全运转。
4.4采取可靠有效的防护措施
对容易发生粉尘
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