※ 什么是爆炸性粉塵?
爆炸性粉塵:在一定條件下能與空氣發(fā)生氧化反應(yīng)而燃燒的粉塵、纖維或飛絮。例如金屬粉、面粉、魚粉、紙粉、木粉、塑料、染料等。(水泥、泥沙、飛灰等是不可燃粉塵)
※ 粉塵爆炸五要素
◆ 粉塵爆炸:火焰在粉塵云中傳播,引起壓力、溫度明顯躍升的現(xiàn)象。
◆ 粉塵爆炸的五要素:
◆ 引發(fā)粉塵爆炸的點(diǎn)火源:
◇ 明火焰:吸煙;工業(yè)動(dòng)火-如氣焊割;其它明火-如加熱爐
◇ 高溫物體: 加熱設(shè)備、供暖設(shè)備;非防爆電機(jī)、燈具的熱表面(過熱馬達(dá)、白熾燈);其他(汽車排氣管、煙囪火星、焊割作業(yè)金屬熔渣)
◇ 電氣火花:比如電氣線路短路、電纜老化、電纜裸露、使用非防爆電氣設(shè)備、電氣過載等
◇ 靜電放電: 火花放電、刷型放電、電暈放電、靜電積累、人體靜電等
◇ 撞擊與摩擦
◇ 光線照射與聚焦:雷閃電、光線聚焦
◇ 化學(xué)反應(yīng)放熱:氧化燃燒、自燃
※ 粉塵爆炸危害
◆ 粉塵爆炸產(chǎn)生的能量大,爆炸威力大,最大爆炸壓力可達(dá)700KPa;爆炸溫度可達(dá)到2000—3000度;發(fā)生粉塵爆炸時(shí),爆炸燃燒物飛出,易引發(fā)大范圍火災(zāi)、造成局部嚴(yán)重炭化和人體嚴(yán)重?zé)齻?
◆ 粉塵爆炸中伴隨著不完全燃燒,燃燒氣體中含有大量的CO和其它有毒氣體,容易引起人員中毒。
◆ 粉塵爆炸中伴隨著不完全燃燒,燃燒甚至是多次連續(xù)爆炸。二次爆炸時(shí),粉塵濃度一般比一次爆炸時(shí)高得多,二次爆炸威力比[敏感詞]次要大得多,其破壞性也更大
※ 影響粉塵爆炸的主要特性因素
◆ 粉塵分散情況:分散度越高(粒徑越?。?,爆炸強(qiáng)度越高
◆ 點(diǎn)火源強(qiáng)度:點(diǎn)火能量越高,越容易爆炸
◆ 氧含量:必須達(dá)到最低氧含量
◆ 粉塵云的溫度:越高越易爆炸
◆ 湍流情況:流場擾動(dòng)越嚴(yán)重,爆炸范圍越大
◆ 空氣濕度:越低,爆炸強(qiáng)度越高
◆ 氧化速度快的粉塵容易爆炸:如鎂粉、鋁粉、染料粉末等
◆ 燃燒熱越大的粉塵越容易爆炸:如煤塵、碳粉、硫磺粉末等
◆ 容易帶電的粉塵容易引起爆炸:如合成樹脂粉末、纖維類粉塵、淀粉等。
※ 粉塵爆炸控制技術(shù)
(一)抗爆
◆ 定義:有可燃性粉塵和氣態(tài)氧化劑或空氣存在的圍 包體內(nèi)發(fā)生爆炸時(shí),圍包體能夠承受其最大爆炸壓力,使圍包體不致被破壞的控爆技術(shù)。
◆ 目的:通過加強(qiáng)容器壁厚與改進(jìn)材質(zhì),即使發(fā)生粉塵爆炸,也不會(huì)造成外部損失。
(二)泄爆
◆ 定義:圍包體內(nèi)發(fā)生爆炸時(shí),在爆炸壓力達(dá)到圍包體的 極限強(qiáng)度之前,使爆炸產(chǎn)生的高溫、高壓燃燒產(chǎn)物和未燃物通過圍包體上預(yù)先設(shè)置的薄弱部分向無危險(xiǎn)方向泄出,使圍包體不致被破壞的控爆技術(shù)。
◆ 目的:通過設(shè)置泄爆裝置,降低爆炸損失。
◆ 方式:有焰泄爆和無焰泄爆 二種泄爆方式。
(三)抑爆
◆ 定義:爆炸初始階段,通過物理化 學(xué)作用撲滅火焰,抑制(阻止)粉 塵爆炸的發(fā)展。
◆ 目的:通過設(shè)置抑爆裝置,提前探測(cè)滅火、抑制爆炸。
(四)隔爆
◆ 定義:爆炸發(fā)生后,通過物理化學(xué)作用阻止爆炸傳播 的技術(shù)。
◆ 目的:防止火焰通過管道或其它通道傳播
(五)惰化
對(duì)于在密閉容器內(nèi)的粉碎、研磨、粉料的干燥及管道氣力輸送等工藝,充入氮?dú)?、二氧化碳、鹵代烷、氬氣、氦氣、水蒸氣等惰性氣體或滅火粉、化學(xué)干粉、礦巖粉等惰性粉塵。以稀釋可燃組分并降低環(huán)境中氧含量。
※ 建(構(gòu))筑物防爆
(一)建筑結(jié)構(gòu)
◆ 建筑物宜為單層建筑,屋頂宜用輕型結(jié)構(gòu)。
◆ 設(shè)置在多層廠房內(nèi)的粉塵爆炸危險(xiǎn)場所,廠房建筑物必須是框架結(jié)構(gòu)。
◆ 泄壓設(shè)施應(yīng)采用輕質(zhì)屋面板、輕質(zhì)屋頂和易于泄壓的門、窗等,應(yīng)采用安全玻璃等在爆炸不產(chǎn)生尖銳碎片的材料。
◆ 作為泄壓設(shè)施的輕質(zhì)屋面板和輕質(zhì)墻體,單位質(zhì)量不宜超過60kg/m2。
◆ 泄壓設(shè)施的設(shè)置應(yīng)避開人員密集場所和主要交通道路,并宜靠近有爆炸危險(xiǎn)的部位。
(二)生產(chǎn)火災(zāi)危險(xiǎn)性分類
(三)廠房耐火等級(jí)
(四)防火分區(qū)
◆ 粉塵涉爆生產(chǎn)加工區(qū)應(yīng)與其它加工方式作業(yè)區(qū),按防火分區(qū)進(jìn)行隔離(如:鋁鎂制品打磨拋光與電焊氣割作業(yè)分區(qū)隔離、木制品加工與噴漆作業(yè)分區(qū)隔離等)。
◆ 粉塵涉爆生產(chǎn)加工區(qū)設(shè)在多層廠房一層以上樓層,應(yīng)設(shè)有獨(dú)立安全出口,廠房的門(包括車間在廠房內(nèi)的門)應(yīng)向疏散逃生的方向開啟,安全通道應(yīng)暢通,不得堆放包括易燃易爆物品在內(nèi)的任何物品。
(五)防火間距
◆ 廠房建筑物內(nèi)設(shè)有粉塵涉爆生產(chǎn)加工區(qū),建筑物與教育、醫(yī)院、商業(yè)等重要公共建筑之間的防火間距不小于50m,與民用建筑之間的25m.
◆ 粉塵爆炸危險(xiǎn)場所廠房內(nèi)不得設(shè)會(huì)議室、辦公室、危險(xiǎn)化學(xué)品倉庫。
※ 除塵系統(tǒng)防爆
存在粉塵爆炸危險(xiǎn)作業(yè)場所采取有效的通風(fēng)除塵措施,降低作業(yè)場所粉塵濃度、減少作業(yè)現(xiàn)場粉塵沉積,是預(yù)防粉塵爆炸的有效措施。
◆ 按標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范設(shè)計(jì)、使用除塵系統(tǒng)
◆ 除塵系統(tǒng)必須按工藝分片(分區(qū))相對(duì)獨(dú)立設(shè)置,
◆ 各除塵系統(tǒng)間禁止互通互連;
◆ 所有產(chǎn)塵點(diǎn)均應(yīng)裝設(shè)置符合要求的吸塵罩;
◆ 除塵器應(yīng)設(shè)置在車間廠房外部;
◆ 干式除塵器本體應(yīng)設(shè)置符合泄爆要求的泄爆裝置;
◆ 遇濕自燃的金屬粉塵采用濕式除塵系統(tǒng)必須設(shè)置氣體放散孔
※ 防爆電氣
(一)防爆區(qū)域劃分
(二)粉塵防爆技術(shù)(防爆型式)
目前,國際普遍接受的主要粉塵防爆技術(shù)有:
◆ 粉塵環(huán)境用電氣設(shè)備:
◇ 外殼保護(hù)型 - DIP A/B , tD – Da, b,c
◇ 本質(zhì)安全型 - iD(Da, Db)
◇ 澆封保護(hù)型 – mD(Da, Db)
◇ 正壓保護(hù)型 – pD(Db, Dc)
◆ 粉塵環(huán)境用非電氣設(shè)備
◇ 限流外殼型 – fr(Gc)
◇ 隔爆外殼型 - d(Gb, Gc)
◇ 結(jié)構(gòu)安全型 - c(Ga, Gb, Gc)
◇ 控制點(diǎn)燃源型 – b(Ga, Gb, Gc)
◇ 液浸型 – k(Ga, Gb, Gc)
(三)常用粉塵防爆技術(shù)
◆ 外殼保護(hù)型(Ex tD)- GB12476.1、GB12476.5
◇ 20、21或22區(qū)防爆技術(shù) - Da、Db或Dc
◇ 技術(shù)特征:
● 分A型和B型設(shè)備,具有同等安全水平
○ A型設(shè)備(歐洲):防塵方法采取適宜的防塵等級(jí),并在5mm厚粉塵層 堆積的情況下確定設(shè)備表面溫度;(TA在沒有粉塵堆積下測(cè)定,安裝 應(yīng)用考慮75K裕度)
○ B型設(shè)備(北美):防塵設(shè)計(jì)考慮熱循環(huán)影響,并在12.5mm厚粉塵層堆 積的情況下確定設(shè)備表面溫度;(TB在粉塵堆積下測(cè)定,安裝應(yīng)用考 慮25K裕度)
◇ 外殼具有足夠的防塵能力(至少IP5X,用于20、21區(qū)和導(dǎo)電粉塵的22區(qū)應(yīng)滿足IP6X)
◇ 應(yīng)用特點(diǎn):“嚴(yán)禁帶電打開!”
◆ 本質(zhì)安全型(Ex iaD/ibD)- GB12476.1、GB12476.4
◇ 20區(qū)(iaD)或21區(qū)( ibD)防爆技術(shù) - Da/Db
◇ 技術(shù)特征:
● 與氣體本安防爆原理相同
● 滿足IP6X外殼防護(hù)能力
● 滿足IIB點(diǎn)燃試驗(yàn)要求
◇ 應(yīng)用特點(diǎn)
● 可以帶電維護(hù)(防止粉塵侵入);
● 本安技術(shù)是一個(gè)系統(tǒng)的概念,由本安設(shè)備、關(guān)聯(lián)設(shè)備和連接電纜三部分組成;關(guān)聯(lián)設(shè)備(安全柵)一般安裝在安全場所
● 本安電路與非本安電路必須分開走線;
● 本安回路參數(shù)配置必須滿足要求,且一般滿足一點(diǎn)接地要求。
(四)粉塵防爆設(shè)備標(biāo)志方法
◆ 按GB12476.1-2013, 標(biāo)志構(gòu)成:Ex_防爆型式符號(hào)_區(qū)域符號(hào)(帶或不帶前綴A或B) IP等 級(jí)_溫度組別
◆ 標(biāo)志舉例
◇ Ex tD A21 IP54 T120 ℃
◇ Ex iaD 20 IP65 T165 ℃