1、1 粉尘爆炸培训课件 4/5/2023 2 一、粉尘防爆基本知识 二、粉尘爆炸机理及条件 三、粉尘爆炸危险性分级 四、粉尘爆炸事故的预防 五、粉尘爆炸遏制 六、粉尘爆炸伤害和损害控制方法 七、粉尘场所明火作业管理 八、粉尘防爆安全规程（GB15577-2018）4/5/2023 3 粉尘 国际标准化组织定义：粒径小于75 m的固体悬浮物。GB/T15604-2008粉尘防爆术语:细微的固体颗粒粉尘爆炸是火焰在弥散于空间的可燃粉尘云中传播，引起显著的压力、温度跃升的现象。粉尘云：悬浮在助燃气体中的高浓度可燃粉尘与助燃气体的混合物。分散：粉尘必须处于悬浮状态，即粉尘云状态。这样可以增加气固接触面积
2、，加快反应速度。最小浓度（MEC），低于MEC，粉尘粒子间距过大，火焰难以传播。爆炸范围：粉尘云只有在一定的粉尘浓度范围内才能发生爆炸传播。这个浓度范围就是爆炸范围。4/5/2023 4 爆炸下限：能发生爆炸的最小粉尘浓度。爆炸上限：数量级为爆炸下限的近100倍。粮食粉尘的爆炸下限为40200g/m3。绝大多数粮食粉尘的爆炸下限1J，则粉尘处理工艺相对安全。如果粉尘的点燃能量MIE10mJ，则粉尘较易被点燃，通常要考虑惰化方法防爆。2023/4/5 9 二、粉尘爆炸机理及条件 1.粉尘爆炸属于化学爆炸，按造成化学爆炸的物质所具 有的物理状态，化学爆炸可分为气相爆炸和凝相爆炸（凝相是固相和液相的
3、总称）。一般工业气体发生的爆 炸均为气相爆炸，其显著特点是大气中的氧参与了氧化 还原反应。凝相爆炸的物质其自身含有氧化剂和还原 剂，不需外界氧参与即可发生剧烈的氧化还原反应。如，炸药爆炸等。2、粉尘爆炸属于化学爆炸，其爆炸过程大致如下：悬浮 于空气中的可燃粉尘从着火源处获得足够的能量，从而发 生气化、蒸发、热分解、干馏等物理化学作用，并由此产 生可燃性气体，继而和空气中的氧气发生氧化还原反应，导致爆炸发生。2023/4/5 10 二、粉尘爆炸机理及条件 3、燃烧与爆炸的区别 燃烧-物质氧化还原反应产生的热以热传导、热对流、热辐射等方式向周围物质传播。爆炸-物质氧化还原反应产生的热以爆轰波的方式
4、向周围传播。4、粉尘爆炸条件 只要条件合适，可燃性粉尘均会发生化学爆炸。经过事故案例分析和科学实验，可燃性粉尘发生爆炸必须同时满足以下三个条件：2023/4/5 11 二、粉尘爆炸机理及条件（一）可燃粉尘浓度处于爆炸下限和爆炸上限之间；低于爆炸下限，由于粉尘（还原剂）数量不够，反应不完全；高于爆炸上限，由于氧气（氧化剂）数量不够，化学反应亦不完全；（二）有足够的氧化剂；（三）有足够能量的点火源；人们把氧气、热量、燃料、扩散、封闭空间五个因素称为“粉尘爆炸五角形”。如果五角形缺乏任意一元素，就不会发生爆炸。管道、提升机、输送机、除尘器等设备内易发生爆炸。管道、提升机、输送机、除尘器等设备内易发生
5、爆炸。2023/4/5 12 三、粉尘爆炸危险性分级 危险性分级的目的是为采取安全对策的提供依据。目前国际上针对危险性分级大致有两大类：和分级。（一）分级方法：按st即最大爆炸指数分为三级。st1,max20MPa.m/s;st2,20Kmax30MPa.m/s;st3,30MPa.m/smax;本分级方法主要考虑粉尘爆炸的破坏性即粉尘爆炸烈度。（二）分级方法：分级依据主要为作业场所出现爆炸性粉尘环境的频率。（主要考虑粉尘爆炸感度）如经常出现爆炸浓度区域划分为区、可能出现的区域划 分为区、偶尔出现的区域划分为区等，针对不同的 区域选择不同的粉尘防爆型设备。我国主要采取的分级标准。2023/4/
6、5 13 四、粉尘爆炸事故的预防 由前述可知：粉尘爆炸事故的发生必须同时满足三个条件，要避免事故的发生，我们必须杜绝此三条件的形成。一、点火源的控制 当可燃粉尘从点火源处获得某一阀值的能量时，方可发生燃烧爆炸事故。因此，控制点火源是预防粉尘发生爆炸的首要条件。根据点火源的点火形式，我们一般将点火源分为大类：（一）电弧点火源：电火花、静电火花、雷电；（二）高温点火源：热表面、热辐射；（三）冲击、摩擦点火源；（四）化学点火源：明火、自燃。2023/4/5 14 四、粉尘爆炸事故的预防 控制措施：（一）使用适当的电器和布线法；（二）控制静电，包括将设备接地；（三）控制吸烟、明火和火花；（四）控制机械
7、火花和摩檫；（五）使用分离装置去除可能会点燃来自加工材料的可燃物的异物；（六）隔离粉尘与加热表面；（七）隔离粉尘与供热系统；（八）恰当选用工业车辆；（九）正确使用动力工具；（十）执行设备预防性维护计划。2023/4/5 15 四、粉尘爆炸事故的预防 二、惰化（控制氧浓度）所谓惰化即是将设备内的氧浓度降低至不支持粉尘爆炸的浓度。常用的惰化气体主要为二氧化碳和氮气。惰化是解决粉尘爆炸最昂贵的办法，一般使用在着火频繁的地方。如镁、铝粉的生产（如用氮气惰化，环境中的氧浓度应控制在以下）。三、控制粉尘浓度 粉尘发生爆炸，其浓度必须在爆炸范围内，如控制粉尘浓度，使其低于爆炸浓度下限，则爆炸事故可避免。（一
8、）湿法：作业前向作业承载物喷洒或注入液体，利用液体和固体表面的亲合力使粉尘相互黏附，避免飞扬。2023/4/5 16 四、粉尘爆炸事故的预防 （二）通风除尘：在尘源附近，利用风机产生的风力扰动，使含尘空气通过抽气罩、管道和除尘器而留下粉尘，达 到降低尘源附近粉尘浓度的目的。控制措施：1、建立并执行危险粉尘监查、检测、日常管理和控制的 计划；2、应用恰当的粉尘收集方法和过滤器；3、尽量 避免粉尘从加工设备或通风系统泄漏；4、应用减少粉尘积聚、有利于清理的表面；5、提供接近隐蔽区域的方式方法，以便检查；6、定期监测敞开和隐蔽区域的粉尘残留；7、如果有火源，应保证采用的清理方法不产生粉尘云；8、使用
9、专用于粉尘收集的吸尘器；9、使安全阀远离堆积的粉尘。2023/4/5 17 五、粉尘爆炸遏制 由于完全预防粉尘爆炸事故的发生是不可能的，所以，在现实生产中，我们亦应采取适宜的粉尘爆炸减灾措施。一、约束爆炸压力 在制造某些设备时，将外壳制成足够强度，使其能够抵御粉尘爆炸时所产生的爆炸压力，从而达到保护其周围的人员和设备的目的。二、泄爆 在爆炸初始或发展阶段，将围包体内的高温高压燃烧物或未燃物通过围包体强度低的部分（泄压口）向安全方向泄出，从而使围包体免遭破坏。2023/4/5 18 五、粉尘爆炸遏制 三、抑爆 抑爆的基本原理是在爆炸发展初期，通过仪器检测到信号后，自动将灭火介质喷洒于系统内，防止
10、爆炸的进一步发展。四、阻爆 阻爆的基本原理是在爆炸发展初期，通过仪器检测到信号后，快速启动机械阀，切断火源或爆炸的通道，阻止爆炸的进一步发展。2023/4/5 19 六、粉尘爆炸伤害和损害控制方法 一、分离危险源（分离开一段距离）；二、隔离危险源（利用障碍物隔离）；三、爆燃隔离/爆燃泄放；四、设备泄压；六、用管道导引到非工作区；七、专用灭火系统；八、防爆系统；九、火花/余火检测以便触发抑爆系统；十、制定紧急应对方案；十一、维护紧急出口路线。2023/4/5 20 七、粉尘场所明火作业管理 1.操作程序、实施方案和安全措施经企业安全生产管理部门批准；2.应在生产作业线全部停止4h后，并关闭所有的
11、闸阀门；3.对作业点四周进行喷水，清除地面、设备及管道周围、墙体等处的积尘，其范围不少于距作业点10m，且现场无粉尘悬浮；4.对设备进行切割、焊接作业时，还应在动工前清除机内积尘，并启动除尘系统不少于10min；2023/4/5 21 七、粉尘场所明火作业管理 5.作业点与相连通的管道和设备间均进行可靠封闭隔离；6.作业时应按安全操作规程进行操作，并有防止火花飞溅的控制措施；7.作业过程中，应及时冷却加工工件，防止工件过热；8.所有被切割下的部件，应及时、可靠回收，严防灼热的部件落入密封的溜管、仓、设备等内部；9.作业完毕后，应对作业点监测不少于1h；10.涂漆应在焊接作业完成、并在工件冷却。
12、2023/4/5 22 八、粉尘防爆安全规程 5.3如果将窗户或其他开口作为泄爆口，应经核算并保证 在爆炸时其能有效的进行泄爆。说明：将窗户或其他开口作为泄爆口时，窗户和开口的总 面积应不小于泄爆口的设计面积，否则，应另开适当面积 的泄爆口；窗扇应向外开，以利于发生粉爆事故时冲开泄 压。5.4有爆炸危险的工艺设备宜设置在建筑物外的露天场所；如厂房内有粉尘爆炸危险的工艺设备，宜设在建筑物内较高的位置，并靠近外墙。说明：危险工艺设备宜放置建（构）物外并设阻止人员靠近的护栏；如必须放置室内时，其一般都有连通室外的泄爆导管，泄爆方向一般都是朝向空中，这对周围环境危害小；泄爆导管的长度越短，泄爆效果越好
13、。因此，危险工艺设备宜位于建筑物内较高的位置，并靠近外墙。2023/4/5 23 八、粉尘防爆安全规程 5.5 梁、支架、墙及设备等应具有便于清扫的表面结构。说明：因为向上的拼结平面易积聚粉尘，且不易清扫，因此 不宜有向上拼结的平面。5.6 疏散通道 5.6.1 工作区应有疏散通道。疏散通道的数目和位置应符合 GBJ16的相关规定；说明：这主要是从人员安全角度考虑。因为粉爆事故后，往 往伴随有火灾发生，若疏散路线不够，或因事故后疏散路线被 堵，则会增加人员伤亡。2023/4/5 24 八、粉尘防爆安全规程 5.6.2 疏散路线应设置明显的路标和应急照明。说明：粉爆事故后常伴随火灾，火灾产生的浓
14、烟会阻碍疏散 人员视线，故“应设置明显的路标和应急照明。”6.1 防止粉料自燃 6.1.1 能自燃的热粉料，贮存前应设法冷却到正常贮存温度；6.1.2 在通常贮存条件下，大量贮存能自燃的散装粉料时，应 对粉料温度进行连续监测；当发现温度升高或气体析出时，应采取使粉料冷却的措施；2023/4/5 25 八、粉尘防爆安全规程 说明：“当发现温度升高或气体析出时，应采取使粉料冷却的措施”中的“措施”一般是指加快贮存空间空气流动，从而加快热量的散失，使粉料单位时间内由于化学反应而产生的热量小于散失的热量，化学反应不能继续。当自燃过程发展到可能导致燃烧或爆炸时，不能采取加强通风使粉料冷却的方法。因为此时
15、若加强通风，新鲜空气大量漏入，氧化还原反应加剧，可能立即导致燃烧或爆炸。一般应将此情况作火灾处理，如喷洒灭火剂或充入惰性物质，使化学反应中止。2023/4/5 26 八、粉尘防爆安全规程 6.2.2 与粉尘云直接接触的设备或装置（如光源、加热源 等），其表面允许温度应低于相应粉尘的最低着火温度；说明：由于粉尘云直接接触设备或装置，有粉尘沉降其上形 成粉尘层，如果其表面温度高于粉尘层的最低着火温度，则 会引燃粉尘层，甚至继而导致粉尘爆炸。故规定此条 6.2.3 存在可燃粉尘的场所，其设备和装置的传动机构应符合下列规定：-工艺设备的轴承应防尘密封；如有过热可能，应安装能连续监测轴承温度的探测器；-
16、不宜使用皮带传动；如果使用皮带传动，应安装速差传感器和自动防滑保护装置；当发生滑动摩擦时，保护装置应能确保自动停机；2023/4/5 27 八、粉尘防爆安全规程 说明：“工艺设备的轴承应防尘密封”，目的在于防止粉尘进 入轴承被磨热至燃烧后引爆粉尘云。“如有过热可能，应安 装能连续监测轴承温度的探测器”，目的在于防止形成热表 面。皮带传动易产生滑动摩擦，形成热表面，故“不宜使用皮带传动”。“如果使用皮带传动，必须安装速差传感器和自动防滑装置”，目的是为了防止摩擦的发生。6.3 防止电弧和电火花 6.3.1 粉尘爆炸危险场所，应按GB 50057中有关规定采取相应防雷措施；说明：因雷电能引爆粉尘，所以在粉尘爆炸危险场所应“采取相应的防雷措施”。“措施”是指安装避雷针、避雷网等。2023/4/5 28 八、粉尘防爆安全规程 6.3.2 当存在静电危险时，应遵守下列规定：6.3.2.1 所有金属设备、装置外壳、金属管道、支架、构件、部件等，一般应采用静电直接接地；不便或工艺不允许直 接接地的，可通过导静电材料或制品间接接地。静电直接 接地电阻不应大于100，间接接地电阻不应大于107；说明：爆
