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【PPT】粉尘防爆安全知识及预防措施

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【PPT】粉尘防爆安全知识及预防措施内容介绍:

一、国内外粉尘爆炸事故情况
历史首例事故:1785 年 12 月 14 日,意大利都灵(Turin)发生了历史上有记载的第一次粉尘爆炸事故,涉事场所为面粉仓库。
国内事故态势:我国可燃性粉尘爆炸事故呈多发状态,多起事故造成重大人员伤亡与财产损失。典型案例包括:
2014 年 8 月 2 日,昆山中荣金属制品公司铝粉爆炸,致 81 人死亡、179 人受伤;
2012 年 8 月 5 日,浙江温州个体铝制锁抛光加工场铝粉爆炸,致 13 人死亡、14 人受伤;
2010 年 2 月 24 日,秦皇岛骊骅淀粉厂淀粉爆炸,致 20 人死亡、48 人受伤;
1987 年 3 月 15 日,哈尔滨亚麻纺织厂静电引发亚麻粉尘爆炸,致 58 人死亡、177 人受伤。
金属粉尘事故统计(2009-2014 年):13 起金属粉尘爆炸事故,涉及江苏、河北、广东、浙江等多地,事故原因包括铝粉、镁粉、镁铝合金粉尘等爆炸,死亡人数最高达 81 人(昆山中荣事故),部分事故造成重伤,如 2012 年 8 月浙江温州事故致 15 人重伤。
二、粉尘爆炸的基本原理
(一)核心概念
粉尘:国际标准化组织定义为粒径小于 75μm 的固体悬浮物(人类头发直径约 50-80μm);GB/T15604-2008《粉尘防爆术语》将其分为呼吸性粉尘、漂尘等,特点是可在空气中悬浮一段时间后沉降。
可燃性粉尘:能与气态氧化剂(主要是空气)剧烈氧化的粉尘,美国消防规范(NFPA)规定为直径小于 420μm、分散状态下点火可引发火灾或爆炸的颗粒物,常见于农业(淀粉、面粉)、化学(塑料、橡胶)、金属加工(铝、镁粉)等行业。
粉尘云与粉尘层:粉尘云是悬浮在助燃气体中的高浓度可燃粉尘与助燃气体混合物;粉尘层是沉积在地面或物体表面的可燃粉尘群。
(二)粉尘爆炸定义与分类
定义:火焰在粉尘云中传播,导致压力、温度显著跃升的现象。
分类:
一次爆炸(初始爆炸):由初始点火源引发;
二次爆炸:一次爆炸气浪扬起沉积粉尘,被余火引燃,通常破坏力更大;
多次爆炸:爆炸震动扬起不同部位粉尘,形成多个粉尘云引发连环爆炸。
(三)爆炸原因
粉尘云着火时瞬间燃烧,释放大量热能,使燃烧气体温度骤升、体积剧烈膨胀,若处于受限空间,便会发生爆炸。
(四)爆炸性粉尘种类
涵盖金属(镁粉、铝粉等)、煤炭(煤粉)、粮食(面粉、淀粉等)、饲料(血粉、鱼粉)、农副产品(棉花粉尘)、林产品(纸粉、木粉)、合成材料(塑料、染料)等。
(五)爆炸五要素
弥散的粉尘、密闭空间、氧气(空气)、着火点、易燃的粉尘 / 烟雾,缺一不可。
(六)点火源类型
共 8 类,包括明火焰(吸烟、工业动火等)、高温物体(加热设备、非防爆电机热表面等)、电气火花(线路短路、设备过载等)、静电放电(人体静电、设备静电积累等)、撞击与摩擦(设备部件摩擦、异物混入设备等)、光线照射与聚焦(雷闪电、光线聚焦)、绝热压缩、化学反应放热(自燃、氧化燃烧等,如铝镁粉尘、面粉堆积自燃)。其中,摩擦发热(26.2%)、静电放电(11.3%)是较常见点火源。
(七)爆炸破坏性
破坏力极强:燃烧时间长、能量大,烧毁和破坏程度远超一般火灾;
易引发二次 / 多次爆炸:扩大事故影响;
产生有毒气体:如一氧化碳、塑料分解毒性气体,导致人员中毒;
燃烧粒子飞散:造成可燃物局部碳化、人体严重烧伤。
(八)爆炸性参数
粉尘云最小点火能量:10-100mJ(铝粉现场提取值 47.1-58.2mJ),比可燃气高 1-2 个数量级;
粉尘层 / 云最低点火温度:铝粉云最低点火温度 590℃,且粉尘层最低点火温度低于粉尘云,设备热表面温度需低于粉尘层最低点火温度;
粉尘云爆炸下限:引发爆炸的最低粉尘浓度;
粉尘云最大爆炸压力(0.5-1MPa)、爆炸指数:反映爆炸猛烈程度,砖混建筑耐压仅 30-50kPa,普通设备耐压 0.1-0.2MPa;
爆炸极限氧浓度:引发爆炸的最低氧浓度,用于防爆设计。
三、粉尘爆炸预防技术措施
(一)影响爆炸的因素
自身特性:燃烧热大(煤尘、硫磺粉)、氧化速度快(镁粉、铝粉)、易带电(合成树脂粉、淀粉)的粉尘易爆炸;土、砂、水泥等粉尘不易爆炸。
外部环境:分散度高、点火源能量高、氧含量达标、粉尘云温度高、湍流严重、空气湿度低,会提升爆炸风险与强度。
(二)高风险工艺
包括粉碎 / 切削 / 抛光 / 打磨(产生大量悬浮粉尘,易生点火源)、气固分离(粉尘悬浮,遇点火源易炸)、干式除尘(清灰时粉尘悬浮)、干燥(喷雾 / 气流干燥器内形成可燃混合物)、输送(气力输送中粉尘悬浮,易引发二次爆炸)、清扫 / 吹扫(堆积粉尘飞扬形成爆炸条件)。
(三)核心防护技术
建筑与设备布置:爆炸危险区域采用框架结构、轻质墙体,优先单层建筑;预留防火间距,办公区远离危险区;危险设备靠墙或室外布置,除尘器放高处便于泄爆。
消除点火源:监控设备跑偏 / 打滑,装除铁器、轴温监控防机械火花;设备接地、用防静电滤袋防静电;使用防爆电气设备;严控动火,防止自燃。
粉尘控制:及时维修泄漏设备,密封工艺设备检查孔,减少粉尘泄漏与堆积。
爆炸泄压:对筒仓、除尘器、输送设备等有容积的设施及作业空间、管道,设置泄压装置。
爆炸抑制:通过传感器探测爆炸,启动灭火筒释放抑制 agent,扑灭火焰、隔离燃烧物料。
爆炸隔离:阻断爆炸传播路径,防止事故扩大。
抗爆设计:提高设备耐压能力,组合使用泄爆、隔爆、抑爆、抗爆技术。
(四)相关标准规范
需依据粉尘防爆相关技术标准与规范,指导各环节防护措施落地。

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