本文档为 “粉尘防爆安全知识培训” PPT 内容,围绕粉尘防爆全链条管理,从基础认知、制度规范、法规标准、事故警示到防控措施展开系统讲解,旨在为企业及相关人员提供全面的粉尘防爆安全指导,具体内容如下:
一、粉尘防爆基本知识
(一)核心定义
粉尘:国际标准化组织定义为粒径小于 75μm 的悬浮固体微粒,包含灰尘、尘埃、矿尘等多种形态。生产性粉尘危害人体健康,是诱发多种疾病的元凶;而大气中的粉尘对地球温度调节有重要作用,但浓度异常会引发环境问题。
粉尘爆炸:指粉尘在爆炸极限范围内,接触热源(明火或高温)后,火焰瞬间在混合粉尘空间传播,化学反应快速进行,释放大量热量,形成高温高压环境,系统能量转化为机械能、光和热,具有极强破坏力的现象。
(二)关键术语
惰化:向存在粉尘爆炸风险的场所充入足量惰性物质,使粉尘混合物失去爆炸特性的技术。
抑爆:爆炸发生时,通过物理或化学作用扑灭火焰,阻止未爆炸粉尘继续参与爆炸的控爆技术。
阻爆(隔爆):在含可燃粉尘的通道内,设置能阻挡火焰传播、削弱爆炸波的器具,将爆炸限制在特定范围的技术。
泄爆:当含粉尘和空气的围包体内发生爆炸时,在爆炸压力达到围包体极限强度前,通过围包体薄弱部位向安全方向释放高温高压燃烧产物及未燃物,避免围包体损坏的技术。
(三)粉尘分类
按性质划分
无机粉尘:包括矿物性粉尘(如石英、石棉、煤)、金属性粉尘(如铁、锡、铝、铅)、人工无机粉尘(如金刚砂、水泥、玻璃纤维)。
有机粉尘:包含动物性粉尘(如毛、丝、骨质)、植物性粉尘(如棉、麻、谷物、木材)、人工有机粉尘(如有机农药、合成树脂、合成橡胶)。
混合性粉尘:由两种及以上不同性质粉尘混合形成,是生产场景中最常见的粉尘类型。
按物性划分:依据吸湿性(吸湿 / 不吸湿)、粘性(不粘 / 微粘 / 中粘 / 强粘)、可燃性(可燃 / 不燃)、比电阻(高比电阻 / 一般比电阻 / 导电)、可溶性(可溶 / 不溶)等特性分类。
(四)爆炸原理与要素
爆炸原理:分三步递进。第一步,悬浮粉尘在热源作用下快速干馏或气化,产生可燃气体;第二步,可燃气体与空气混合并燃烧;第三步,燃烧释放的热量通过热传导和火焰辐射传递给周边悬浮或被扬起的粉尘,使其受热气化,循环加速燃烧,最终形成爆炸,且爆炸反应速度、火焰速度、爆炸波速度、爆炸压力呈跳跃式提升。
爆炸五要素:缺一不可,分别是可燃性粉尘、氧气、火源、受限空间、扩散。
(五)影响因素与危害
影响因素
物理化学性质:燃烧热越大(如煤、碳、硫粉尘)、越易氧化(如镁、染料粉尘)、越易带电(静电积累引发放电)、含挥发物越高(煤粉挥发物低于 10% 则无爆炸性)的粉尘,爆炸风险越高。
颗粒大小:颗粒越细,比表面积(单位质量的表面积)越大,吸附氧气越多,化学活性及带电可能性越高,爆炸下限越低,风险越大。
粉尘浓度:与可燃气体类似,粉尘爆炸存在浓度上下限,通常仅标注下限(上限较高,实际中较少达到),浓度处于极限范围内时才可能爆炸。
主要危害
破坏性强:涉及煤炭、化工、医药、木材、粮食加工等多个行业,爆炸范围广、冲击力大。
易引发二次爆炸:第一次爆炸气浪扬起设备或地面积尘,爆炸中心形成负压,新鲜空气填补形成 “返回风”,与扬起的粉尘混合,被第一次爆炸余火引燃,且二次爆炸粉尘浓度更高,危害更严重。
产生有毒气体:爆炸会生成一氧化碳,部分爆炸物(如塑料)还会分解出专属毒性气体,导致人员中毒伤亡。
(六)扑救措施
通用原则:优先使用雾状水灭火,既能熄灭燃烧,又能湿润未燃粉尘、驱散悬浮粉尘、降低浓度;忌用直流喷射水、泡沫及冲击力强的干粉、二氧化碳,防止扬起积尘引发二次爆炸。
特殊情况:金属粉尘(如铝、镁粉)遇水反应加剧燃烧,禁止用水,可用干沙、石灰(避免冲击);堆积的面粉、棉麻粉等,明火熄灭后需警惕内部阴燃;大面积车间火灾需采取分割措施,防止火势沿积尘蔓延或引发连锁爆炸。
二、公司相关安全管理制度
(一)职责分工
安全环保部:负责全公司粉尘爆炸危险场所的防爆安全监察管理。
各部门 / 车间:承担本区域粉尘爆炸危险场所的日常防爆安全管理。
(二)核心工作要求
教育与检查
公司每年开展 1 次安全生产及粉尘防爆教育,各部门 / 车间每季度开展 1 次,确保职工了解场所危险程度、防爆措施及岗位安全技术。
结合国家标注及企业实际,制定粉尘防爆实施细则和安全检查表;公司每年至少 1 次专项检查,部门 / 车间每月至少 1 次检查。
火源与设备管控
粉尘爆炸危险场所杜绝各类火源;安全、通风除尘、防爆预防及控制等设备设施,未经安全主管部门批准,不得更换或停用。
动火作业需审批并办理动火作业证,清除作业区域粉尘及易燃物、配备充足灭火器材,作业区与其他区域隔离,作业及冷却期间禁止粉尘进入;与粉尘直接接触的设备(如加热源)表面温度,需低于谷物粉尘最低着火温度 30℃;设备轴承防尘密封,尽量避免皮带传动,若使用需安装速差传感器和自动防滑保护装置,滑动时自动停机。
防静电与防雷
按 GB50057《建筑防雷设计规范》采取防雷措施;金属设备、装置外壳、管道、支架等需直接接地,不便直接接地的通过导静电材料间接接地;金属管道法兰连接处用铜线或铜片跨接。
操作人员需采取防静电措施,进入作业场所前触摸静电释放装置,禁止穿着化纤制品衣裤。
场所与物料管理
含粉尘爆炸风险的工艺设备或建(构)筑物,需与其他建筑分离,防火间距符合 GB50016《建筑设计防火规范》;工作区域设置带应急指示灯和照明灯的疏散通道;危险工艺设备优先布置在露天场所。
能自燃的热粉料储存前需冷却至正常温度;大量储存时需连续监测温度,发现异常及时冷却;工艺流程进料处安装磁铁、气动分离器或筛子,去除杂物,防止与设备碰撞产生火花。
清洁与应急管理
及时清扫墙体、梁、支架、地面、设备及配电箱内积尘,清理设备和管道溢出或堵塞的物料,禁止用压缩空气吹扫;按工艺分片设置独立除尘系统,所有产尘部位安装吸尘罩,确保风管无粉尘沉积。
编制含粉尘爆炸的应急救援预案,每两年至少组织 1 次全体职工灭火及应急救援预案演练;工艺设备连接需便于无动火作业时分离移动,设计时考虑可实现的隔离措施。
二次爆炸预防
工艺设备接头、检查门、挡板、泄爆口盖需封闭严密;无法完全防泄漏的地点采取有效除尘措施;手工装粉料和打包场所分别采取防尘措施及定期清扫。
三、法律法规及标准规范
文档列出粉尘防爆相关核心法规与标准,覆盖术语定义、设计规范、设备要求、行业专项等多个维度,具体如下:
基础术语与泄压:GB/T 15604《粉尘防爆术语》、GB/T 15605《粉尘爆炸泄压指南》。
建筑与电气设计:GB 50057《建筑物防雷设计规范》、GB 50058《爆炸危险环境电力装置设计规范》、GB 12158《防止静电事故通用导则》、AQ 3009《危险场所电气防爆安全规范》。
通用与行业规程:GB 15577《粉尘防爆安全规程》、GB 17440《粮食加工、储运系统粉尘防爆安全规程》、AQ 4229《粮食立筒仓粉尘防爆安全规范》。
设备与场所管理:GB/T 17919《粉尘爆炸危险场所用收尘器防爆导则》、GB/T 5817《粉尘作业场所危害程度分级》。
电气设备专项:GB 12476 系列标准(共 7 部分),涵盖可燃性粉尘环境电气设备的通用要求、选型安装、场所分类及本质安全型 “iD”、外壳保护型 “tD” 等多种保护类型的具体规范。
四、粉尘爆炸相关事故案例
文档通过 5 起典型案例,直观展现粉尘爆炸的危害及事故原因,为企业防控提供警示:
2014 年江苏昆山 8.2 粉尘爆炸事故:中荣金属制品有限公司事故车间除尘系统长期未清理,铝粉尘集聚;风机开启后,打磨产生的高温颗粒形成粉尘云,集尘桶锈蚀破损导致铝粉受潮氧化放热,达到引燃温度引发爆炸;因无泄爆装置,爆炸冲击造成 97 人死亡、163 人受伤,直接经济损失 3.51 亿元。
2016 年深圳 “4・29” 粉尘爆炸事故:精艺星五金加工厂从事自行车铝合金配件抛光,违反《严防企业粉尘爆炸五条规定》,未及时清理除尘风道和作业场所积尘,除尘设备未采取防爆措施;砖槽除尘风道内铝粉尘初始爆炸,引发厂房内二次爆炸,造成 4 人死亡、6 人受伤(5 人严重烧伤)。
2011 年中央储备粮沈阳直属库粉尘爆炸事故:浅圆仓进出仓系统除尘效果差,设备维护不到位,密闭空间形成高浓度粉尘和点火源引发初始爆炸;地下通廊及设备积尘未清理,被初始爆炸扬起后引发第二、三波次爆炸,扩大损失。
2010 年秦皇岛骊骅淀粉爆炸事故:三层平台清理作业产生粉尘云,维修振动筛和清理淀粉时使用铁质工具,撞击摩擦产生火花引发 “初始爆炸”;包装间、仓库设备及地面积尘严重,引发 “二次爆炸”。
2008 年美国皇家糖厂爆炸事故:爆炸伴随起火,持续 19 秒且火球燃烧 15 分钟,造成 8 人死亡、至少 62 人受伤(约 20 人严重烧伤),是美国近年伤亡最惨重、损失最大的粉尘爆炸事故。
五、预防和控制措施
(一)高风险生产工艺与设备
高风险工艺:粉碎过程(机械力扬起粉尘,易产生摩擦、撞击火花及静电)、气固分离过程(风力使粉尘悬浮,遇点火源易爆炸)、干式除尘过程(除尘前后及清灰时粉尘悬浮)、干燥过程(干燥器内形成可燃粉尘 – 空气混合物)、气力输送过程(粉尘蓬松悬浮,易引发二次爆炸)、清扫吹扫过程(积尘扬起形成爆炸条件)。
高风险设备:集尘器、除尘器、气力输送机、干燥器、筒仓、磨粉机、链式提升机。
(二)防火防爆技术措施
核心原则:一方面防止燃烧系统形成,避免危险物、助燃物、着火源相互作用;另一方面消除点火源,限制火焰及爆炸扩散。
具体措施
控制火源:设备可靠接地、使用粉尘防爆电器、安装火花探测与熄灭装置、消除明火、防止局部过热、禁止金属敲击。
控制危险物料:按物化特性采取防护、系统密闭及负压操作、通风置换、惰性介质保护。
控制工艺参数:监控温度、合理投料、防止跑冒滴漏;采用工艺参数自动调节、程序控制及信号、保护、安全联锁装置。
限制扩散与防爆设备:隔离危险区域或露天布置设备、安装安全阻火装置、使用防爆电气设备。
(三)粉尘爆炸保护措施
泄爆:需综合考虑泄放位置(优先墙外或建筑顶层,禁止泄放到屋内)、火焰影响、反作用力应对及防雨雪措施。
抑爆:通过传感器早期探测爆炸,启动灭火筒喷射灭火剂,抑制爆炸并隔离燃烧物料,联动设备停车(如 IPD 粉尘抑爆隔离系统)。
隔离:对螺旋输送机、出口物料过滤器等设备设计隔离结构,防止爆炸扩散。
(四)监管对策
教育培训:覆盖各级安全监管人员、专职安全管理人员、粉尘场所各岗位作业人员(含劳务工)及外来施工人员;内容包括法规标准、防爆知识、技术措施、应急救援、事故案例,按人员类型分类侧重培训。
隐患排查:开展公司、部门、车间三级专项检查;重点检查安全装置及通风除尘设备完好性、防爆防控措施落实情况、应急物资及演练效果、日常清洁清扫质量、危险作业管理规范性。
应急演练:采取实战演练或桌面演练;目的是暴露预案缺陷、补充应急资源(人力、设备)、改善部门及人员间协同沟通、增强职工应急信心与意识、提升救援人员技能,明确岗位职责。
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