【PPT】粉尘爆炸基础知识及其风险控制课程内容介绍：
该文档是一份关于粉尘爆炸基础知识及风险控制的培训 PPT 内容，系统涵盖了粉尘爆炸的核心概念、风险评估与控制方法、危险场所划分及防爆电气选择等关键内容，旨在为相关人员提供全面的粉尘防爆知识指导。
一、粉尘爆炸基本概念
（一）粉尘爆炸的原因
从物理特性看，可燃物质颗粒越细小，其比表面积越大，与空气接触越充分，就越容易被点燃，燃烧速度也越快，进而可能引发爆炸。
从能量释放角度，物质燃烧会释放化学能，部分粉尘（如玉米淀粉、铝粉）燃烧释放的能量较高，具备引发爆炸的能量基础，例如 1g 铝粉完全燃烧释放 30kJ 能量。
（二）可发生爆炸的粉尘类型
粉尘爆炸的化学本质是燃烧，理论上能燃烧的物质粉尘都可能发生爆炸，具体包括：
天然有机物质粉尘：谷物、糖、麻等。
合成有机材料粉尘：塑料、有机颜料、杀虫剂等。
煤粉尘。
金属粉尘：铝、镁、锌、铁、锆等。
非稳定氧化物粉尘，以及部分能与 CO₂、N₂发生反应的物质粉尘。
（三）不会发生爆炸的粉尘类型
硅酸盐、硫酸盐、硝酸盐、碳酸盐、普通水泥、沙子、天然大理石等粉尘，因无法满足燃烧条件，不会发生爆炸；而不锈钢粉尘、石墨、炭黑、活性炭等是否会爆炸需结合具体情况判断。
（四）粉尘爆炸的必要条件
粉尘爆炸需同时满足 “五要素”，缺一不可：
可燃粉尘：能与助燃气体发生氧化反应而燃烧的粉尘。
氧化剂：主要为空气中的氧气，部分情况下 CO₂、N₂也可能作为氧化剂。
点火源：包括明火（吸烟、气焊割等）、高温物体（加热设备、过热电机等）、电气火花（线路短路、设备过载等）、静电放电（火花放电、人体静电等）、撞击与摩擦（工具摩擦、设备部件碰撞等）、光线照射与聚焦（雷闪电、光线聚焦）、化学反应放热（氧化燃烧、自燃）。
粉尘云：粉尘悬浮在空气中且浓度达到爆炸下限（一般为几十到几百 g/m³）。
相对密闭空间：粉尘云被限制在相对密闭的空间内，使燃烧产生的压力能积聚。
（五）易发生粉尘爆炸的工艺与设备
打磨抛光工艺：金属、木质、塑料等制品打磨时产生的细微粉尘易扩散形成粉尘云，在受限空间内易爆炸。
干式除尘系统：除尘器灰斗内始终存在高浓度悬浮粉尘，遇点火源易爆炸。
气力输送系统：管道内高浓度细粉料与空气充分混合，且与其他设备相连，易引发爆炸及二次爆炸。
其他设备：粮食、饲料企业的斗式提升机、筒仓、料仓等；喷雾、气流或沸腾干燥器（干燥颗粒状物料时易形成可燃粉尘 – 空气混合物）。
（六）描述粉尘爆炸特性的参数及测试意义
1. 特性参数
着火敏感性参数：包括粉尘云爆炸下限（MEC，越低越易爆炸）、粉尘云最小着火能量（MIE，越小越易被静电引燃）、粉尘云最低着火温度（MITC，越低越易爆炸）、粉尘层最低着火温度（MITL，越低越易爆炸）。
爆炸严重度参数：包括粉尘云最大爆炸压力（Pmax，越大破坏力越强，一般不超过 0.9MPa）、粉尘云爆炸压力上升速率（dp/dt，越大越难防护）、爆炸指数 Kst（=（dp/dt）V¹/³，反映爆炸猛烈程度）。
2. 测试意义
明确粉尘自身着火爆炸的危险性。
为生产工艺粉尘爆炸风险评估提供依据。
指导工业现场粉尘防爆方案的设计与优化。
（七）影响粉尘爆炸的因素
粉尘浓度：需处于爆炸下限与上限之间才可能爆炸。
粉尘粒径：粒径越小，爆炸强度越高；50 目（约 360 微米）的镁粉具备爆炸可能性。
含水量：水分会降低粉尘的可燃性，含水量越高，爆炸风险越低。
点火源强度：点火能量越高，越容易引发粉尘爆炸。
氧含量：环境氧含量需达到最低要求，否则无法支持爆炸。
二、粉尘爆炸风险控制
（一）粉尘爆炸风险的定义
粉尘爆炸风险是综合反映生产过程中粉尘爆炸事故发生可能性（P）和后果严重度（C）的指标，计算原则为R=P×C，需通过系统分析方法进行评估。
（二）粉尘爆炸风险评估的基本内容
1. 危险源辨识
爆炸性粉尘辨识：通过爆炸性筛分测试确定粉尘是否具有爆炸性。
建筑、工艺及设备辨识：包括粉尘爆炸危险场所设置不符合安全要求（如与人员密集场所距离不足）、产生爆炸性粉尘环境的工艺（除尘、气力输送等）和设备（磨机、干燥机等）、易产生点火源的设备状态（摩擦、短路等）、加剧爆炸后果的工艺 / 设备条件（不同介质共用除尘系统等），以及管理缺陷（未制定防爆制度、未使用防爆设备等）。
2. 事故发生可能性分析
考虑爆炸性环境出现频率（20 区、21 区、22 区及非危险区）、点火有效性（结合粉尘着火敏感度参数，如最低着火温度≤135℃为高敏感度）、火源出现频度（按频率分为不会发生、概率极低、偶尔出现、正常发生，对应危险分数 0 – 5），最终可能性 P = 粉尘着火敏感度分数（P1）× 火源频度分数（P2）。
3. 事故后果严重度分析
结合物质特性（爆炸压力及上升速率）、粉尘数量（用 TNT 当量法衡量）、设备设施（长径比、连通性等）、人员分布、建筑布局等因素综合判断。
4. 风险等级判定
根据风险分值 R 划分等级：R＞60 为特高风险，34＜R≤60 为高风险，9＜R≤34 为中风险，1＜R≤9 为低风险，R≤1 为可忽略风险。采取防爆措施后，需除以补偿系数得到真实风险值。
（三）粉尘爆炸风险控制方法和技术
1. 本质安全设计
采用氮气输送或密封、切向进料防扬尘、控制颗粒粒径、设计防静电结构、增加环境湿度、降低粉尘流速、负压操作等方式，从源头减少爆炸风险。
2. 防爆电气设备选用
与气体防爆电气的区别：防爆原理不同，且粉尘与气体点火温度差异较大。
粉尘防爆电气类型：包括 Ex iD、Ex tD、Ex mD、Ex pD 等。
选用依据：根据粉尘类型（导电性 / 非导电性）和危险区域等级（20 区、21 区、22 区），参照 GB12476.2 标准选择，例如 20 区非导电性粉尘需选用 tD A20 或 tD B20 等类型设备。
常见问题：IP65 防护等级不等于防爆；粉尘爆炸危险场所不能选用气体防爆电气；未通过防爆认证的高安全级别新产品不可用于爆炸危险场所。
3. 减缓事故后果的技术手段
安装粉尘浓度检测报警装置；通过除尘、加湿、清扫降低粉尘浓度至爆炸下限以下；用惰性气体控制环境氧浓度至极限氧浓度（LOC）以下；避免有效点火源（使用无火花材料、防爆工具等）；采用抗爆结构，安装泄爆、隔爆、抑爆装置等。
（四）粉尘爆炸危险场所划分
1. 相关术语
爆炸性粉尘环境：大气条件下，可燃性粉尘与空气混合物引燃后能保持燃烧自行传播的环境。
爆炸危险场所：需对设备结构和使用采取特殊措施以防点燃爆炸性粉尘混合物的空间。
非危险场所：不会形成爆炸性粉尘环境的场所。
2. 划分目的和意义
安全性：爆炸危险场所需使用防爆电气设备；科学性：危险程度越高的区域需选用安全级别越高的设备；经济性：一般危险区域可选用较低安全级别设备，降低成本。
3. 划分依据
主要参照 GB 12476.3 – 2007《可燃性粉尘环境用电气设备 第 3 部分：存在或可能存在可燃性粉尘的场所分类》、GB50058 – 2014《爆炸危险环境电力装置设计规范》、GB17440 – 2008《粮食加工储运系统粉尘防爆安全规程》等标准；GB50414 – 2007《钢铁冶金企业设计防火规范》将场所分为 10 区和 11 区，不宜采用。
4. 划分方法和基本原则
方法：根据爆炸性环境出现的频率和存在时间划分。
原则：出现频率越高、存在时间越长，危险性越大。
20 区：正常运行时爆炸性粉尘环境长期存在、连续出现或短时频繁出现（如粉尘容器内部、除尘器内部等）。
21 区：正常运行时爆炸性粉尘环境可能偶尔出现（如 20 区容器频繁打开的外部、无通风的装料点附近等）。
22 区：正常运行时可燃性粉尘云不可能出现，若出现也仅短时存在（如滤袋干净一侧、通风后的装料点附近等）。
非爆炸危险区域：未划入 20、21、22 区的区域。
5. 划分基本步骤
确定爆炸下限：明确粉尘引发爆炸的最低浓度（一般 30 – 50g/m³）。
确定释放源：辨别产生粉尘云或粉尘层的位置及条件（如落差、压差、设备连接方式、粉尘堆积等）。
确定释放源等级及对应区域：释放源分为连续级（对应 20 区为主）、1 级（对应 21 区为主）、2 级（对应 22 区为主），同时需考虑粉尘层挠动情况；不可控厚度粉尘层区域划为 20 区，通风可降低区域等级。
确定区域范围：20 区通常在设备和管道内部；21 区在 1 级释放源周围 1m 直径范围内；22 区在 2 级释放源周围或 21 区外围 1m 直径范围内。
（五）风险控制中的易混淆问题
粉尘爆炸泄压与压力容器安全阀的区别：粉尘爆炸是化学爆炸，压力上升快，需较大泄压面积；压力容器超压多为物理爆炸，压力上升慢，安全阀可满足要求。
抑爆和惰化的区别：抑爆是在爆炸发生初期通过手段终止爆炸；惰化是通过降低环境氧浓度等方式，使粉尘无法形成爆炸性环境。
防爆方法选择：泄爆是常用减损方法；隔爆用于防止系统爆炸扩散；抑爆适用于不宜泄爆的昂贵场所；惰化适用于敏感粉尘且有惰性气体供应的场景，具体需结合风险控制要求选择。
