粉尘爆炸是火焰在可燃粉尘与氧化性气氛(通常是空气)形成的粉尘云中快速传播,导致压力显著上升的现象。只要粒度足够小,几乎所有能与氧气发生放热反应(能燃烧)的粉尘都会发生爆炸。
随着现代工业的高速发展,农林、轻工、化工等许多行业都采取用粉体为原料进行生产,有些中间体或者产品也为粉体,因此粉体的种类繁多且用量大大增加,同时粉体相关工业也向机械化、规模化发展,对其生产过程缺乏详细的管理。这也就导致了在现代企业生产中,虽然设备在不断地更新,但粉尘爆炸事故却越来越多。
01、粉尘爆炸的机理
粉尘爆炸是一个连锁反应,首先粉尘粒子表面通过热传导或热辐射,从点火源获得点火能量,使表面温度急剧上升,达到粉尘粒子加速分解温度或蒸发温度,形成粉尘蒸气或分解气体。这种气体与空气混合后引起点火。另外,粉尘粒子本身从表面到内部(一直到粒子中心点),相继发生熔融和气化,并发出微小的火花,成为周围未燃烧粉尘的点火源,使粉尘着火,从而扩大了爆炸范围。
02、粉尘爆炸的机理
1.外壳要求
能够防尘的外壳主要有两大类,
第一类为6级的尘密外壳,可以完全防止所有粉尘的进入;
第二类为5级的防尘外壳,这种外壳比尘密外壳的防尘性能稍差,但是也能够防止绝大部分粉尘的进入,并不影响整个设备的正常运行。
整个的防尘外壳对于防止粉尘爆炸具有非常重要的作用,因此在制作防尘外壳时要在其表面刻印永久性标志,同时对于整个防尘外壳的数据信息、警告等都要标明,防止出现防尘外壳被破坏的情况。
2.防爆电气设备材料的选择
为了防止整个的防尘外壳出现裂的情况,以及为了确保整个防尘外壳的防尘性能,在选择防尘外壳的材料时一定要选择那些强度较大的材料,例如铸铁、铜等。
如果在某些特殊情况下整个的防尘外壳的体积小于2L,这个时候可以选择塑料进行防尘外壳的制作,但是不能选择普通的塑料,而要选择质量较好的工业塑料,同时要确保整个工业塑料的厚度不能太大,防止出现影响正常施工的情况,同时选择工业塑料后,要重视防止静电的产生,要确保整个工业塑料的电阻小于10Ω,同时还要在紧固螺栓的过程中设置金属埋封件,这样可以有利于静电的流出,防止静电导致的粉尘爆炸现象。
3.粉尘防爆允许最高表面温度
使用了防尘外壳后有效地阻止了粉尘的进入,防止了电弧火花点燃粉尘,但是电气设备的发热仍然会导致粉尘爆炸的产生,因此需要采用一定的方法来降低整个的电气设备的温度,防止出现电气设备发热而导致的粉尘爆炸。
在进行电气设备表面温度限制的工作之前,首先要对空气中的粉尘有所了解,不同的粉尘的点燃温度存在着很大的差异,要根据粉尘的点燃温度来限制电气设备的发热温度,不能一味的降低整个电气设备的外壳温度。在整个的工作过程中要对施工环境内的粉尘进行长期的清扫,降低整个环境内的粉尘温度,同时要对电气设备进行定期的清理工作,防止出现灰尘堆积的现象。在整个的工作过程中如果需要打开电气设备,那么必须确保这个电气设备内部的温度小于表面所设置的最高限制温度,防止出现设备打开后引起的粉尘爆炸现象。
03、文末总结
随着现代工业的发展,粉尘技术的应用日益广泛,在日常的生产工作中,在采取粉尘爆炸的预防措施的同时,我们也要清楚的认识到一些问题。
(1)应该认识到粉尘爆炸的危害,加强安全教育和安全管理。通过建立完善的操作规程和规章制度,消除物的不安全状态,防止人的不安全行为。在工艺设计上采取预防措施,使危险发生的频率降低,或使其后果的严重性变小。
(2)粉尘防爆的目的就是使粉尘爆炸的风险降低到可以接受的程度。在实际的防爆应用中,应寻求安全、经济和平衡。如果爆炸风险不能完全消除,则只好承认风险,将风险记录下来,告知相关人员,并采取措施保障操作人员的人身安全。
(3)除了采取预防措施,还应采取措施在发生爆炸后降低爆炸的损失。泄爆是应用最广泛的防爆方法,但是泄压标准中泄压面积的计算方法只适用于单个的设备。对于管道相连的设备,应采取隔爆措施,从而在发生爆炸时将爆炸限制在一定范围。爆炸抑制主要适用于不允许进行爆炸泄压的情况。
(4)粉体处理设备内部很难控制粉尘浓度在爆炸极限之外,因此惰化是防止形成爆炸粉尘云的重要措施,煤粉、金属粉尘和塑料类粉尘通常采用气氛惰化的方法进行爆炸防护。部分惰化虽不能完全防止爆炸的发生,但可增加粉尘的点火能量。
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