粉尘防爆基础知识.pptx

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1、,粉尘防爆基础知识,内容提要,一、粉尘爆炸基本原理,二、粉尘爆炸的主要防范措施 三、粉尘防爆安全标准体系解读,一、 粉尘爆炸基本原理,（一）什么是粉尘爆炸 （二）粉尘爆炸主要特点 （三）粉尘爆炸五要素,（四）影响粉尘爆炸的主要特性因素,（一）什么是粉尘爆炸 -几个基本概念 粉尘：细微的固体颗粒 可燃性粉尘：在一定条件下能与空气发生氧化反应而燃 烧的粉尘、纤维或飞絮。, ,金属：镁粉、铝粉、钛粉 煤炭 ：煤粉、活性炭粉 粮食：面粉、糖粉、玉米粉、土豆粉、干奶粉、淀粉 饲料：血粉、鱼粉 农副产品：棉花、烟草、茶叶粉尘 林产品：纸粉、木粉、纤维粉尘 合成材料：塑料、染料 水泥、泥沙、飞灰等是不可燃粉

2、尘。,（一）什么是粉尘爆炸,-几个基本概念,粉尘云:悬浮在空气中的高浓度粉尘云团,粉尘爆炸危险场所：存在可燃性粉尘和气态氧化剂（主,要是空气）的场所。根据爆炸性环境出现的频率或存在的 时间可划分为不同区域。,（一）什么是粉尘爆炸 -几个基本概念 粉尘爆炸下限：粉尘云在给定能量点火源作用下，能发生自持 火焰传播的最低浓度，单位：g/m3。,1mm厚的粉尘 职业健康涉及的粉尘浓度 1mg/m310mg/m3,达到爆炸下限 粉尘爆炸浓度范围 30g/m33Kg/m3,最危险浓度 粉尘层 500kg/m3,（一）什么是粉尘爆炸,-几个基本概念,粉尘爆炸：火焰在粉尘云中传播，引起压力、温度明显跃升的现象

3、。 粉尘的初始爆炸与二次爆炸：初始爆炸也叫一次爆炸，是由初始点,火源引起的爆炸；二次爆炸是由初始爆炸的冲击波将未发生爆炸区域内 的沉积粉尘扬起，形成粉尘云，并被传播来的火焰引燃发生的爆炸。,(二)粉尘爆炸特点,1、 具有极大的破坏性。粉尘的生产、干燥、运输、储存工艺以及生产过程中使用,达700KPa,的除尘系统等均可发生粉尘爆炸。粉尘爆炸产生的能量大，爆炸威力大，爆炸温度 可达到20003000度，最大爆炸压力可达700KP ；,2、易造成二次爆炸和连续爆炸。第一次爆炸气浪把沉积在设备或地面上的粉尘吹扬 起来，在第一次爆炸余火引燃下引起的第二次爆炸，甚至是多次连续爆炸。二次爆 炸时，粉尘浓度一

4、般比一次爆炸时高得多，二次爆炸威力比第一次要大得多，其破 坏性也更大；,3、发生粉尘爆炸时，爆炸燃烧物飞出，易引发大范围火灾、造成局部严重炭化和人 体严重烧伤；,4、粉尘爆炸中伴随着不完全燃烧，燃烧气体中含有大量的CO和其它有毒气体，容易 引起人员中毒。,（三）粉尘爆炸五要素 氧气,可燃性 粉尘 粉尘云,火源 密闭空间,（三）粉尘爆炸五要素,（1）助燃性气体氧气:一定的氧含量是粉尘燃烧的基础。,（2）可燃性粉尘:可与助燃气体发生氧化反应而燃烧的粉尘。,（3）点火源：能使局部粉尘云的温度发生突变形成火焰的高温热源。 （4）粉尘云：悬浮在空中且达到爆炸下限的可燃性粉尘云。 （5）密闭空间:粉尘云被

5、限制在了相对密闭的空间。,（三）粉尘爆炸五要素 引发粉尘爆炸的点火源 （1）明火焰： 吸烟；工业动火-如气焊割；其它明火-如加热炉 （2）高温物体： 加热设备、供暖设备和管线（电烙铁、暖气片、未加保温的热力 管道）；非防爆电机、灯具的热表面（过热马达、白炽灯）； 其他（汽车排气管、烟囱火星、焊割作业金属熔渣） （3）电气火花： 电气线路短路 电缆老化 电缆因环境原因被破坏（机械破坏、老鼠啃咬等） 非防爆电气设备启停或运行过程产生的火花 非防爆的接插件、非防爆开关、非防爆电机,电气设备过载,（4）静电放电： 火花放电、刷型放电、电晕放电、静电积累、人体静电等,（三）粉尘爆炸五要素,引发粉尘爆炸的

6、点火源,（5）撞击与摩擦,各种打磨抛光工具和金属件的摩擦 转动轴摩擦发热,粉碎研磨设备中混入杂物（铁屑等） 斗式提升机跑偏、打滑、断带 皮带辊与支架摩擦,刮板机刮板与箱体摩擦 螺旋输送机堵料摩擦 旋转下料阀堵料摩擦,风机叶轮与壳体或外物摩擦或碰撞 采用不防爆的作业工具,（6）光线照射与聚焦：雷闪电、光线聚焦 （7） 化学反应放热：氧化燃烧、自燃,（四）影响粉尘爆炸的主要特性因素,粉尘分散情况：分散度越高（粒径越小），爆炸强度越高 点火源强度：点火能量越高，越容易爆炸 氧含量：必须达到最低氧含量 粉尘云的温度：越高越易爆炸,湍流情况：流场扰动越严重，爆炸范围越大 空气湿度：越低，爆炸强度越高,（

7、四）影响粉尘爆炸的主要特性因素,氧化速度快的粉尘容易爆炸：如镁粉、铝粉、染料粉末等 燃烧热越大的粉尘越容易爆炸：如煤尘、碳粉、硫磺粉末等 容易带电的粉尘容易引起爆炸：如合成树脂粉末、纤维类,粉尘、淀粉等。,二、 粉尘爆炸主要防范措施,（一）容易发生粉尘爆炸的生产工艺与设备 （二）粉尘爆炸主要预防措施 （三）粉尘爆炸主要防护措施,（一）容易发生粉尘爆炸的生产工艺与设备,粉碎、研磨过程,由于机械力的作用会扬 起大量粉尘，设备内悬浮 的粉尘往往处于爆炸浓度 范围之内，且各种力的作 用更容易产生摩擦、撞击 火花、静电等点火源，导 致粉尘爆炸的发生。,（一）容易发生粉尘爆炸的生产工艺与设备,打磨抛光,各

8、类金属制品、木制品、 塑料制品等存在打磨抛光 生产工艺，其粉尘颗粒细 微，极易在空间扩散形成 粉尘云，一旦空间受限， 则易发生粉尘爆炸。,（一）容易发生粉尘爆炸的生产工艺与设备,干式除尘系统 除尘器工作状态下，因自重 降落和滤袋清灰，灰斗内始终存 在高浓度悬浮状粉尘，若遇有足 够能量的点 火源，极易 引发粉尘 爆炸事故。,气力输送过程 粉料管道气力输送过程中， 高浓度细粉料与空气处于完全混 合悬浮的流动状态，是粉尘爆炸 的高危环境，只要有合适的点火 源则极易引起粉尘爆炸，且输送 管线与分离过滤器和除尘设备相 连，易引起二次爆炸。,（一）容易发生粉尘爆炸的生产工艺与设备,其它生产设备 粮食、饲料

9、企业的斗式提升 机、筒仓、料仓、料斗等都是极 易发生粉尘爆炸的生产设备。,干燥过程 使用喷雾、气流或沸 腾干燥器干燥颗粒状物料 或粉料时，设备内形成的 可燃粉尘空气混合物 的爆炸事故在生产实践中 时有发生。,（二）粉尘爆炸主要预防措施 氧气 切断、隔离、消,除粉尘爆炸五要 素中任一要素都 可有效预防粉尘 爆炸事故的发生！,可燃性 粉尘 粉尘云,火源 密闭空间,（二）粉尘爆炸主要预防措施,（1）规范清理作业岗位粉尘,作业场所沉积的粉尘是引发连锁爆炸、大爆炸的主要因素，企业应 按规定要求建立粉尘清扫制度，对粉尘生产作业现场(包括粉料贮存间) 所有部位进行及时全面规范清理，不留死角，包括清除墙面、地

10、面、横 梁、天花板吊顶，以及设备、管道、皮带运输机的水平表面、支腿、管 箍，和其他不易清扫的隐蔽面上的粉尘。清扫粉尘时应采用措施防止粉 尘二次扬起，最好采取负压方式清扫，严禁使用压缩空气吹扫。,（二）粉尘爆炸主要预防措施 （2）杜绝火源 严禁各类明火 所有设备外壳（管道）可靠接地 按规范使用防爆电器, ,防止设备局部过热、电气短路 严禁使用铁质工具，防止撞击火花 遇湿自燃金属的粉尘防水防潮,（二）粉尘爆炸主要预防措施 （3）减少氧含量惰化 对于在密闭容器内的粉碎、研磨、粉料的干燥及管道气力输 送等工艺，可以在容器（管道）内充入一定量的惰性气体如氮气 N2、C02等替代氧气，减少密闭容器（管道）

11、内的氧含量，可有效 预防粉尘爆炸。,煤粉制备磨煤机,流化床干燥机,（二）粉尘爆炸主要预防措施 （4）通风除尘 存在粉尘爆炸危险作业场所采取有效的通风除尘措施，降低 作业场所粉尘浓度、减少作业现场粉尘沉积，是预防粉尘爆炸的 有效措施。, ,按标准规范设计、使用除尘系统 除尘系统必须按工艺分片（分区）相对独立设置， 各除尘系统间禁止互通互连； 所有产尘点均应装设置符合要求的吸尘罩； 除尘器应设置在车间厂房外部； 干式除尘器本体应设置符合泄爆要求的泄爆装置； 遇湿自燃的金属粉尘采用湿式除尘系统必须设置气体放散孔,（三）粉尘爆炸主要防护措施,（1）抗爆,定义：有可燃性粉尘和气态氧化剂或空气存在的围 包

12、体内发生爆炸时，围包体能够承受其最大爆炸压力， 使围包体不致被破坏的控爆技术。,目的：通过加强容器壁厚与改进材质，即使发生粉,尘爆炸，也不会造成外部损失。,（三）粉尘爆炸主要防护措施,（2）泄爆,前,定义：围包体内发生爆炸时,在爆炸压力达到围包体的 极限强度之前 使爆炸产生的高温、高压燃烧产物和未 燃物通过围包体上预先设置的薄弱部分向无危险方向 泄出，使围包体不致被破坏的控爆技术。 目的：通过设置泄爆装置，,降低爆炸损失。,方式：有焰泄爆和无焰泄爆,二种泄爆方式。,（三）粉尘爆炸主要防护措施,有焰泄爆和无焰泄爆,安全泄爆,泄放至厂 房外部,严禁泄放到厂房内,（三）粉尘爆炸主要防护措施,（3）抑

13、爆,定义：爆炸初始阶段，通过物理化 学作用扑灭火焰，抑制（阻止）粉 尘爆炸的发展。,目的：通过设置抑爆装置，提前探,测，灭火、抑制爆炸。,（三）粉尘爆炸主要防护措施,（4）隔爆,定义：爆炸发生后，通过物理化学作用阻止爆炸传播,的技术。,目的：防止火焰通过管道或其它通道传播,（三）粉尘爆炸主要防护措施 （4）隔爆,隔爆阀,快速隔离阀 化学粉末隔离,单向隔离阀,三、粉尘防爆安全标准体系解读,（一）粉尘防爆标准发展历程,（二）粉尘防爆标准体系发展现状 （三）重点粉尘防爆标准解读,（四）粉尘防爆标准体系发展展望,（一）粉尘防爆标准发展历程,1、欧美粉尘防爆标准发展历程,20世纪初欧美等发达国家首先开始

14、对粉尘爆炸开展研究。20世纪 40年代中期德、美等国建立了粉尘防爆相关标准规范；20世纪70至80 年代，粉尘防爆研究快速发展，开展了一系列大中型爆炸试验，防爆 方法与标准趋于一致； IEC与ISO防爆标准陆续出台，20世纪90年代后， 欧洲标准化委员会成立了CEN/TC305“爆炸性气氛危险区爆炸预防与防 护标准技术委员会”（简称非电气防爆标委会），形成了统一的欧洲 标准。,目前，国际上采用较多的是欧盟EN系列防爆标准以及美国防火协 会(NFPA)系列粉尘防爆标准。NFPA的相关粉尘防爆标准体系相对比较 完善且更新及时.,（一）粉尘防爆标准发展历程,2、我国粉尘防爆标准发展回顾,我国于五十年

15、代开始对煤矿粉尘爆炸进行研究，但企业作业场所粉尘 防爆研究却始于八十年代初。改革开放后的三十多年，我国各行各业得到 快速发展，粉体生产与粉体加工技术也得到空前发展，粉尘爆炸事故随之 开始频发。,1987年，哈尔滨亚麻厂发生特大亚麻粉尘爆炸事故，造成58人死亡、 65人重伤。这起事故引起了全社会对粉尘爆炸危害的重视，国内科研院所 及大专院校开展各类粉尘爆 炸机理与防爆技术研究。1990年成立了“全国 粉尘防爆标准化技术委员会”，开始着手制定粉尘防爆安全标准。 2006年 6月，为加强全国安全标准化工作，国家安全生产监督管理总局成立了全国 安全生产标准化技术委员会；原“全国粉尘防爆标准化技术委员会

16、”改编 为“全国安全生产标准化技术委员会粉尘防爆分技术委员会”，我国粉尘 防爆安全标准开始进入稳步发展轨道。目前，已正式颁布的国家和行业粉 尘防爆安全标准共有23项。,（二）粉尘防爆标准体系发展现状,1、欧美粉尘防爆标准体系发展现状,目前，国际上以美国、欧盟的粉尘防爆标准体系较为权威， 美国以NFPA颁布的粉尘防爆标准体系为主,欧盟以EN系列标准为 主。此外，德国也建立了VDI系列粉尘防爆标准体系。欧盟EN 标准为主的粉尘防爆标准体系与德国VDI标准体系类似。,欧美粉尘防爆标准主要包括基础性通用（测试） 标准、行业领域粉尘防爆技术标准、防爆产品技术与 管理标准等。,（二）粉尘防爆标准体系发展现

17、状,（二）粉尘防爆标准体系发展现状,2、我国粉尘防爆标准体系发展现状,在国家安全生产监督管理总局和全国安全生产标准化技术委员 会的领导下，我国粉尘防爆安全标准的制修订及相关标准体系的建 立与发展取得了一定的成就,已基本建立起粉尘防爆安全标准化体 系，涉及粉尘爆炸危险的主要行业（企业）安全标准均已制定，为 规范存在粉尘爆炸危险企业的安全生产和政府依法履行安全监管职 责，提供了具体的技术规范和可靠的技术支撑。,粉尘防爆安全标准目前已涵盖了冶金、纺织、粮食与饲料生产 加工、烟草加工、木材加工、机械与轻工生产、金属粉尘加工、化 工与塑料生产、煤粉生产、港口等行业和领域。,（二）粉尘防爆标准体系发展现状

18、 2、我国粉尘防爆标准体系发展现状,1、冶金行业 GB 16543 高炉喷吹烟煤系统防爆安全规程 3、饲料生产行业 GB19081 饲料加工系统粉尘防爆安全规程 5、烟草制品业 GB 18245 烟草加工系统粉尘防爆安全规程 7、金属粉尘生产行业 GB 17269 铝镁粉加工粉尘防爆安全规程 9、塑料制品业 AQ 4232 塑料生产系统粉尘防爆规范,2、粮食加工行业 GB 17440 粮食加工、储运系统粉 尘防爆安全规程 4、纺织行业 GB19881 亚麻纤维加工系统粉尘 防爆安全规程 6 、木材加工行业 AQ 4228 木材加工系统粉尘防爆 安全规范 8、港口行业 GB 17918 港口散粮

19、装卸系统粉 尘防爆安全规程 10、全行业通用 GB 15577 粉尘防爆安全规程 GBT15605 粉尘爆炸泄压指南,（二）粉尘防爆标准体系发展现状 2、我国粉尘防爆标准体系发展现状,（三） 重点粉尘防爆标准解读,1、GB15577-2007 粉尘防爆安全规程,本标准是粉尘防爆领域通用技术标准，是我国粉尘防爆安全标准体系 中纲领性的标准；本标准适用于粉尘爆炸危险场所的工程设计、生产管理 及粉末产品的贮存和运输.,标准总则中就存在粉尘爆炸危险场所的企业在安全“三同时”管理、 危险评估、安全管理制度及措施、安全培训、动火作业等做了详细规定。 第五章“建(构)筑物的结构与布局”主要对存在粉尘爆炸危险

20、场所的 车间厂房及设备布局与疏散通道等进行了规定。要求厂房为单层建筑，屋 顶用轻型结构。多层厂房应采用框架结构，其泄爆面积必须符合有关规定。,第六章“防止粉尘云与粉尘层着火”主要对防范包括粉料自燃在内的,各种引火源进行了规定，并规定了通风除尘系统的设置要求。,（三） 重点粉尘防爆标准解读,1、GB15577-2007 粉尘防爆安全规程,第七章“降低初始爆炸引起的破坏”主要对由初始爆炸可能引起二次 爆炸进行技术隔离与防护进行了规定，包括对互联互通的工艺设备实现事 故下的可靠隔离，紧急情况下的切断电源措施等。此外，还对“抑爆”、 “泄爆”等控爆措施进行了规定。,第八章“二次爆炸的预防”则主要对作业

21、场所粉尘的控制措施、清洁 要求等进行了规定。作业场所沉积的粉尘是引起二次爆炸和连续爆炸的最 大隐患，全面规范清洁作业场所沉积的粉尘，不留死角，是预防粉尘爆炸 的有效措施。,通过近年来多起粉尘爆炸事故案例分析，2007版粉尘防爆安全规程,还存在一些漏洞和缺陷，该版标准目前正在修订中。,（三） 重点粉尘防爆标准解读,2、GB/T 17919-2008 2008粉尘爆炸危险场所用收尘器防爆导则,收尘（除尘）器是粉尘爆炸重要的危险源。本标准是粉尘爆炸危险场 所用收尘器防爆通用推荐性技术标准，本标准适用于粉尘爆炸危险场所用 收尘器的设计、安装、使用与维护。工程设计、生产管理及粉末产品的贮 存和运输,输.

22、,标准主要有“设计”、“安装”及“使用与维护”三大部分规定。 第四章“设计”是标准的主要内容，对粉尘爆炸危险场所用收尘器的 选型、过滤风速、安装地点及负压工作要求等进行了规定；本章还对收尘 器的清灰与卸灰、滤袋与电火花的防范、确保收尘器可靠运行的自动控制 与监测、防止积尘等制定了严格的规定，强调收尘器应设置泄爆装置；卸 灰装置应与收尘器同步运转，不让粉尘在灰斗内积存。,（三） 重点粉尘防爆标准解读,2、GB/T 17919-2008 2008粉尘爆炸危险场所用收尘器防爆导则,第五章“安装”对粉尘爆炸危险场所用收尘器的施工安装各项要求进 行了规定；对收尘器系统安装后的可靠接地、进行渗透性检验等提出了具 体要求。,第六章“使用与维护”则主要规定了收尘器系统开停方式、定期检查,方式及维护检修时注意事项等。,强调系统启动时应先启动收尘器系统再启动生产设备；系统停机时应 先停生产设备，收尘器再运行一段时间后，并将滤袋清灰数遍、粉料全部 从灰斗内卸空才能停收尘器。,