国家统一发布了GB 15577-2007《粉尘防爆安全规程》,对粉尘爆炸的防护措施也做出了规定,总结为“遏制、泄放、隔离、抑制”八字方针
遏制 在厂房设计阶段就对整体布局(如锅炉房位置、电线、燃气管走向等)、材料隔爆、设备防爆性等做出规定,从源头防范爆炸产生的因素,这种防护措施一般成本极高,不具备大规模推广的条件
泄放 有粉尘和主要是空气存在的围包体(如车间、仓库)内发生爆炸时,在爆炸压力达到围包体的极限强度前,使爆炸产生的高温、高压燃烧产物通过围包体的薄弱部分向无危险方向泄出,使围包体不被破。在实际应用中有时对泄放要求非常严格,不能产生火焰、物料泄放或者没有预留泄放空间的情况下,因此这种防护措施很多时候无法有效实施。
粉尘云爆炸保护措施
如果爆炸性环境不能被阻止形成和/或无法合理地排除所有可能的点火源,那么粉尘云爆炸有可能发生。在这种情况下应采取爆炸保护措施以保护员工并使设施损失减少到小。应该指出的是,除了采取合理的步骤以降低粉尘云形成/传播的可能性并排除点火源外,爆炸保护措施也应纳入考量。爆炸保护措施包括:
> -设备构造成能够承受工业过程中粉尘爆燃产生的大爆炸压力
> -将爆炸爆炸产物(压力和火焰)从设备泄放到安全的地方
> -在早期阶段检测出爆炸的发生,使用合适的抑制剂抑制爆炸
实验室测试确定“爆炸后果(爆炸烈度)”
> 大爆炸压力,大压力上升速率,爆炸烈度(Kst Value) (ASTM E 1226)
实验室测量大爆炸压力和大压力上升速率,并用于计算粉尘云的爆炸烈度值Kst。这些数据可用于设计粉尘爆炸防护措施如泄爆、抑爆、耐爆等装置。
粉尘爆炸危害评定
粉尘云爆炸的安全基本要求
粉尘云爆炸风险管理包括采取措施避免爆炸发生(爆炸预防)或设计设施和设备以在发生爆炸时保护员工和设施(爆炸保护)。爆炸的预防和/或保护措施选择通常是基于以下几点:
> 关于粉尘对点火源的感度和粉尘的爆炸烈度的相关资料的熟识程度
> 过程和操作的性质
> 员工对可能存在的粉尘爆炸后果了解程度和鉴别能力,以及遵守预防措施的自觉性
> 爆炸对人员,环境,和业务的影响
爆炸预防措施
采取了以下措施后,爆炸的风险可以降低:
> -将环境中的氧化剂除去(通常是空气中的氧),使燃烧无法继续
> -通过适当的工厂设计,应用排气通风以及清洁来避免爆炸性粉尘云产生。
> -所有能点燃粉尘云的点火源被辨识并消除或得到有效控制。
爆炸保护措施
如果爆炸性环境不能被阻止形成和/或无法合理地排除所有可能的点火源,那么粉尘云爆炸有可能发生。在这种情况下应采取爆炸保护措施以保护员工并使设施损失减少到小。应该指出的是,除了采取合理的步骤以降低粉尘云形成/传播的可能性并排除点火源外,爆炸保护措施也应纳入考量。爆炸保护措施包括:
> -设备构造成能够承受工业过程中粉尘爆燃产生的大爆炸压力
> -将爆炸爆炸产物(压力和火焰)从设备泄放到安全的地方
> -在早期阶段检测出爆炸的发生,使用合适的抑制剂抑制爆炸
> -粉尘爆炸可以通过管道,输送机等传播。 不论考虑什么类型的爆炸保护措施,应防止爆炸从原发地传播到其他地方。这被称之为“隔爆”。隔离爆炸的步是避免不必要的连接。此外,可能需要在爆炸传播路径中设置障碍物来保护员工和设施。
什么是粉尘爆炸
粉尘爆炸:可燃性粉尘在爆炸极限范围内,遇到热源(明火或高温),火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间,化学反应速度极快,同时释放大量的热,形成很高的温度和很大的压力,系统的能量转化为机械能以及光和热的辐射,具有很强的破坏力。
粉尘爆炸多在伴有铝粉、锌粉、铝材加工研磨粉、各种塑料粉末、有机合成药品的中间体、小麦粉、糖、木屑、染料、胶木灰、奶粉、茶叶粉末、烟草粉末、煤尘、植物纤维尘等产生的生产加工场所。
检测项目
检测标准
水分含量
干燥减量法GB/T 6284
卡尔·费休法GB 6283
粒度分布
激光衍射法ISO 13320
粉尘云可爆性筛选试验
ASTM E1226
VDI 2263-1
粉尘云小点火能
GB/T 16428
ASTM E2019
BS EN 13821
VDI 2263-1
IEC 1241-2-3
粉尘云大爆炸压力和大爆炸指数
GB/T 16426
ASTM E1226
BS EN 14034-1 & 14034-2
VDI 2263-1
ISO 6184/1
粉尘云小爆炸浓度
GB/T 16425
ASTM E1515
BS EN 14034-3
VDI 2263-1
粉尘云小着火温度
GB/T 16429
ASTM E1491
BS EN 50281-2-1
VDI 2263-1
IEC 1241-2-1
粉尘层小着火温度
GB/T 16430
ASTM E2021
BS EN 50281-2-1
VDI 2263-1
IEC 1241-2-1
燃烧等级
VDI 2263-1
粉尘爆炸的产生条件
(1)粉尘本身具有可燃性,可燃粉尘(Combustible dust)是指在一定条件下与气态氧化剂(主要是空气)发生剧烈氧化反应的粉尘;
(2)在有限空间内,粉尘悬浮在空气中达到爆炸浓度(爆炸的低浓度叫做爆炸下限,高浓度叫做爆炸上限。由于粉尘的爆炸上限值过大,在多数场合下都达不到,故较少使用);
(3)足够引起粉尘爆炸的起始能量,该能量可以表现为火焰、电火花等多种形式。
大多数加工行业中的粉尘是“可燃的”。当悬浮在空气中的可燃性粉尘达到支持火焰传播的浓度时,同时点火源有足够能量,爆炸就会发生。就粉尘云而言,术语“可燃”,“易燃”,和“易爆”都具有相同的含义,可以互换使用。
为了消除/控制粉尘云爆炸危害,应采取以下措施:
> 了解粉尘的爆炸特性,
> 识别在正常和异常情况下,可燃性粉尘云存在或可能会存在的场所
> 识别在正常和异常情况下,可能存在的点火源,
> 正确的厂房设计以消除或控制粉尘爆炸的发生,保护人员和设备。
如上文所强调的,为了评价粉尘在设施中爆炸的风险及选择适当的安全基本要求,应先确定设施中需处理/加工的粉尘的爆炸特性。粉尘的爆炸特性通常分为两类,“爆炸的可能性(点火感度)”和“爆炸的后果(爆炸烈度)”。本文讨论这两类特性的测试。
粉尘爆炸筛选
中心除了全面了解企业粉尘爆炸特性(包括敏感度参数和烈度参数),为粉体企业或涉粉企业工艺设计、厂房设计、设备选型及事故隐患排查等提供;并且规范粉体企业或涉粉企业的安全生产,为粉体或涉粉企业生产、加工、处理、转运或贮存过程爆炸风险防控及安全生产提供技术支撑。
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