广州市涉粉尘爆炸企业人员安全生产培训讲义全

市涉粉尘爆炸企业人员安全生产培训讲义

粉尘爆炸防基础知识

一、防粉尘爆炸事故发生刻不容缓

社会生产的各行业，相当部分都有可能接触到各类粉末，尤其是面粉厂、纺织厂、硫横厂、饲料加工厂、塑料加工厂、木器加工、金属粉末加工厂、糖厂、煤矿等企业，在其生产加工过程中，最危险的因素就是发生粉尘爆炸。随着现代工业的发展，粉尘种类不断扩大，使用量不断增加，使粉尘爆炸潜在的危险大为增加。生产超细粉的产品日渐增多，粉尘粒径

越小，爆炸下限越低，最小点火能量越小，粉尘爆炸的感度增加。

我国工业生产自2014年以来发生的部分粉尘爆炸事故回顾

2014年2月5日，青冈县的龙凤玉米淀粉包装车间发生爆炸，初步认定系粉尘飞扬引发，致1死1重伤和8名职工轻伤。

2014年2月8日，市新北区新桥镇史墅村华达化工厂发生金属粉尘爆炸。

2014年4月16日，省市如皋市东镇双马化工硬脂酸造粒塔正常生产过程中，维修工人在造粒塔底锥形料仓外加装气体振荡器及补焊雾化水管支撑架时，发生硬脂酸粉尘爆炸事故，造成8人死亡，9人受伤。

2014年5月27日，的溢达纺织辅料包装厂车纽车间除尘室发生粉尘爆炸事故，造成 5 人受伤。

2014年6月21日，乌市天玉生物科技一个生产车间发生粉尘爆炸，引发该车间失火, 所幸未造成人员伤亡。

2014年8月2日，昆山中荣金属制品公司抛光二车间发生铝镁粉尘爆炸事故，造成死亡146人，受伤约百余人。

2015年1月31曰，呼伦贝尔市根河市金河兴安人造板发生粉尘爆炸事故，造成6人死亡、3人受伤。

2015年5月13日，市兴利五金制品发生铝粉尘爆炸事故，造成9人受伤。

2016年4月1日，江门市安诺特炊具制造五金工段电热喷涂车间A线喷涂房发生铝粉

尘爆炸事故，造成5人受伤。

、关于粉尘爆炸

（一）什么是粉尘爆炸

粉尘，凡是呈细粉状态的固体物质均称为粉尘。能燃烧和爆炸的粉尘叫做可燃粉尘；浮

在空气中的粉尘叫悬浮粉尘；沉降在固体壁面上的粉尘叫沉积粉尘。

粉尘爆炸，指粉尘在爆炸极限围，遇到热源（明火或温度），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。

悬浮在空气中颗粒很细的可燃粉尘由于其表面积大，处于被氧化的加氧系统中，一旦遇

足够的热源燃烧，会发生剧烈的氧化反应，同时产生大量的热和很高的压力（因温度升高气体体积骤然膨胀），形成爆炸。而且，当某一点的粉尘爆炸后所产生的火焰和高温，作为新的火源，又将引爆另一点的粉尘，同时由于爆炸气浪的冲击，使得一些原沉降域积淀的粉尘

被吹扬起来，迅速形成新的爆炸混合物，在现场高温的作用下，再次发生爆炸。

（二）粉尘爆炸的形成条件

粉尘爆炸的形成，须具备五个条件：

1、存在可燃粉尘

粉尘物质可燃，根据安全生产工作实践，一般说来，下列物质我们均可称之为可燃粉尘：

⑴ 金属粉尘（如镁粉、铝粉（铝合金）、铁粉、钛粉、锌粉）：

（2）矿物质粉尘（煤炭、硫磺粉、微碳粉）；

（3）植物性粉尘，包括：粮食（如谷物、小麦、玉米粉、土豆粉、淀粉），农副产品（如

麻、糖粉、棉花、烟草、茶叶）；木材加工和林产品（如纸粉、植物纤维、木粉末）；

⑷|食品和饲料粉尘（如血粉、鱼粉、干奶粉、糖粉和骨粉）；

（5）合成材料粉尘（如塑料、染料、环氧树脂、有机合成药品的中间体）。

在爆炸性粉尘环境中，粉尘也可分为如下4类：

（1）爆炸性粉尘：这种粉尘即使在空气中氧气很少的环境中也能着火，呈悬浮状态时能产

生剧烈的爆炸，如镁、铝、铝青铜等粉尘；

（2）可燃性导电粉尘：这是能与空气中的氧起发热反应而燃烧的导电性粉体，如石墨、炭黑、焦炭、煤、铁、锌、钛等粉尘；

（3）可燃性非导电粉尘：这是能与空气中的氧起发热反应而燃烧的非导电性粉体，如聚乙烯、苯酚树脂、小麦、玉米、砂糖、染料、可可、木质、米糠、硫磺等粉尘；

(4)可燃纤维：这是能与空气中的氧起发热反应而燃烧的纤维，如棉花纤维、丝纤维、毛纤维、木质纤维、人造纤维等。

粉尘中所含的水分有减弱和阻碍爆炸的性能，起着附加不燃物质的作用，并借助尘粒的亲水性将微小的尘埃黏接生成较大的粉尘颗粒而降低粉尘的分散度。所以，粉尘(遇水发热

自燃的除外)的水分增加，其爆炸的危险性就降低。

2、存在助燃气体

即系统中存在充足的空气和氧化剂。

3、有点火源

存在火源或热源或者强烈振动与摩擦。就粉尘云来说，即使是极微弱的电火花或火星，都足引起爆炸。

就生产实践中，点火源往往出现在下列环节：

(1)设备的摩擦撞击火花

设备部由于机械运转部位缺乏润滑而摩擦生热；物料、硬性杂质或脱落的零件与设备壁

碰击打出火星。表面粗糙的坚硬物体相互猛烈撞击或摩擦时，产生的火星撞击或摩擦脱落的

高温固体微粒。若火星的微粒直径为0. I?lmm，其所带的能量可达1.76?1760mJ,足可点

燃可燃粉尘。据统计，仅粉碎研碎设备因摩擦撞击引起的爆炸事故占57%。

⑵电火花和静电火花

磨的搅拌中，粉料与管壁、设备壁，粉料的颗粒与颗粒之间的摩擦和碰击，会产生静电。一些粉尘表面的电量可达10-6?10--7C/cm2。在适当条件下，其静电电压可高达数千至数万伏。

(3 )沉积粉尘的阴燃和自燃

沉积在加热表面如照明装置、电动机、机械设备热表面的粉尘，受热一段时间后会出现

阴燃，最终也可能转变为明火，成为粉尘爆炸的引火源：粉尘最易阴燃的层厚围为10?20mm。可燃粉尘在沉积状态下还具有自燃的倾向，因为粉尘微粒与空气接触发生氧化放热反应，在一定条件下热量不能充分散发，粉层温度会升高引起自燃。长期积聚在设备裂缝中

和管道拐弯处的粉尘易发生自燃。

4、粉尘在空间的扩散程度

粉尘与空气有足够的混合条件，可燃性粉尘以适当的浓度在空气中悬浮，形成粉尘云;

粉尘粒度足够的小，能够保持在空气中的悬浮状态。同时，粒度的微小便于粉尘表面吸附空气中的氧；颗粒越细，吸附的氧就越多，因而越易发生爆炸，而且，发火点越低，爆炸

下限也越低。随着粉尘颗粒的直径的减小，不仅化学活性增加，而且还容易带上静电。粉尘

粒径越小，表面积越大，燃烧越完全，燃烧速度越快，升压速度越快，爆炸压力越大。

5、较封闭的空间

粉尘与空气混合达到足够的浓度（在爆炸极限）。与可燃气体相拟，粉尘爆炸也有一定

的浓度围［单位：g/m3］也有上下限之分。但在一般资料中多数只列出粉尘的爆炸的下限，因为粉尘爆炸上限较高。

大容积设备爆炸发生时会有较多粉尘参与爆炸，爆炸压力增大；同时大容积设备的强度比小容积设备高，如果不能及时泄爆，发生爆炸时会产生较大的压力。生产中对于可能产生

粉尘飞扬的设备和场所必须尽可能密封，在密闭设备里粉尘浓度容易达到爆炸极限，密闭性

越好，爆炸产生的压力也越大。

（三）生产加工中容易发生粉尘爆炸的工艺过程及设备

1 .粉碎过程

按作用力性质不同，粉碎过程有：挤压、撞击、研磨、劈裂以及弯曲、撕裂等方法，一般情况下，粉碎研磨作业过程要同时利用多种作用力。粉碎操作由于机械力的作用会扬起大

量粉尘，设备悬浮的粉尘往往处于爆炸浓度围之。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。这类设备如颚式破碎机、滚筒轧碎机、球磨机、胶体磨等，都是具有粉尘爆炸的危险设备。

2.气固分离过程

典型的分离装置有旋风分离器。和其他类似装置一样，分离的主要原理都是利用气流旋转过程中作用在物料上的离心力，使物料按重量大小达到分离的效果。在风力作用下，分离

器的粉尘均处于悬浮状态，此时，如存在足够能量的点火源，爆炸事故就会不可避免地发生。

3.干式除尘过程

除尘器的原理通常是利用滤材将气体流中的颗粒阻挡住，除尘前粉尘是处于悬浮状态

的，不仅如此，在滤材清灰时通常采用脉冲反吹风方式式，此时，粘附在滤材上的粉尘又再

次处于悬浮状态，若恰好有足够能量的点火源，也将发生粉尘爆炸事故。

4.干燥过程

干燥是使含水或湿物料脱除水分或其他溶剂的操作过程，气流干燥器是一种流化设备，

湿物料在高速热气流载体的流动中进行传热传质，再经旋风分离器使物料中水分随热空气排

出；喷雾干燥器是将含水量高达75%?80%的溶液、悬浮液或熔融液的物料在热气流中喷成

细雾，雾滴在很短时间被干燥成粉末；沸腾干燥器又称流化床干燥器，是利用热气流使散粒状物

料在干燥器呈沸腾状态，使水分汽化、脱除，达到干燥的目的。使用喷雾、气流或沸腾干燥器干燥颗粒状物料或粉料时，设备形成的可燃粉尘一空气混合物的爆炸事故在生产实践中时有发生。

5.输送过程

为实现生产的连续和自动化，工厂生产通常采用自动输送，而粉尘由于其特性而采用气力输送管线输送，输送过程中，工业粉尘处于蓬松的悬浮状态，已具备粉尘爆炸的主要条件，只要有合适的点火源则极其危险，并且输送管线与分离和除尘设备相连，极易引起二次爆炸，造成更大的伤亡和损失。

6?清扫、吹扫过程

生产过程中粉尘难免要从设备中逸出，这些粉尘堆积在厂房及设备表面，若不及时清除, 在达到一定浓度并且飞扬起来之后，很容易造成爆炸事故，并且在清扫过程中也极易粉尘飞

扬，形成悬浮爆炸条件。

因此，一般说来，集尘器、除尘器、气力输送机、磨粉机、干燥器、链式提升机、筒仓等都是有可能发生粉尘爆炸的设备。

(四)粉尘爆炸的过程、影响因素和特点

1、粉尘爆炸的过程

第一步是悬浮的粉尘在热源作用下迅速地干馏或气化而产生出可燃气体；第二步是可燃

气体与空气混合而燃烧；第三步是粉尘燃烧放出的热量，以热传导和火焰辐射的方式传给附

近悬浮的或被吹扬起来的粉尘，这些粉尘受热汽化后使燃烧循环地进行下去。随着每个循环

炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸压力等将持续加快和升高，并呈跳跃式的发展。

2、影响粉尘爆炸的因素

粉尘的爆炸性能受粉尘的颗粒度、粉尘挥发性、粉尘水分、粉尘灰分和火源强度等影响。

3、粉尘爆炸的特点

(1)粉尘爆炸的感应期长，一般可达数十秒，这就有可能通过运用快速装置探测其爆炸的苗头，及时遏止爆炸的发展。

(2)粉尘爆炸所需的最小点爆起始能量较高，粉尘爆炸的点爆能一般在几十焦耳以上。

(3)与可燃性气体爆炸相比，粉尘爆炸压力上升较缓慢，较高压力持续时间长，释放的能量大，破坏力强。

(4)多次爆炸是粉尘爆炸的显著特点。

第一次爆炸气浪，会把沉积在设备或地面上的粉尘吹扬起来，在爆炸后短时间爆炸中心区会形成负压，周围的新鲜空气便由外向填补进来，与扬起的粉尘混合，从而引发二次爆炸。二次爆炸时，粉尘浓度会更高，爆炸威力将更加猛烈。

⑸事故后果危害大，影响严重，主要体现在：

①其爆炸威力具有极强的破坏性。②容易产生连续爆炸。③粉尘爆炸的燃烧是一种不完

全燃烧，故可能产生有毒气体。

(五)防粉尘爆炸的思路和途径

1.控制粉尘浓度

各生产过程中的设备要密闭，操作间应有良好的通风设备，以降低空气中粉尘含量。供给设备以粉料时，必须使正常操作条件下设备和气动输送装置中的空气量不超过30%,并且

最高极限含氧量为6?8%在粉尘浓度爆炸极限操作的设备，可用缩小容器体积的方法提高粉尘浓度，使之超过爆炸上限，以防止粉尘爆炸，也可减弱爆炸威力。

各工段设备应隔离设备在单独房间；车间的地面、墙面、顶棚要求平滑无凹凸之处，不

设凸出部件，非设置不可时，应保持其上平面与水平线成60C以上的倾角，便于沉积的粉

尘自动滑落；梁与柱子应加以覆盖，门窗与墙壁保持在同一平面。粉末的输送管道设置要考

虑粉末沉积问题。粉末输竤管段不允许铺成水平状态，不得有气流死角；死头支管及连接2个干燥设备或粉碎设备的连接管，粉末输送管与水平线所成的倾斜角不得于小于45 °。应

定期及时清理沉积于厂房各角落、设备、管道上的粉尘，使设备外面的粉尘和系统各部件之

间的粉尘减至最少。

3?防止摩擦、撞击、生热

①注意检查和维修设备，防止机械零部件松脱。

②注意润滑机械转动部件，经常检查轴承温度，滑动轴承稳定不得超过室温45 C,

滚动轴承温度不得超过60C，如发现轴承过热，应立即停车检修。

③加料应保持满料，供料流量要均匀正常，防止断料空转而摩擦生热。

④设备的外表面温度应比被加工材料的阴燃温度至少低50C。

⑤排尘系统应采用不产生火花的除尘器。

⑥研磨机如果研磨具有爆炸危险的物料，则设备需衬以橡皮或其它软材料，所有的研

磨体应采用青铜球。

4．防止电火花和静电放电

生产场所的电气设备要按规定选择相应的防爆型设备，整个电气线路应经常维护和检查。设备接地是最基本的防静电措施。对于能产生可燃粉尘的破碎和研磨设备，要安装可靠的接地装置。接地线必须连接牢靠，有足够的机械强度，否则在松断处可能产生静电火花。要定期检查接地线路，避免发生故障。互相间距较近的设备、管道、器具应用导体使之联成一体，进行接地。增加湿度以防止静电积累，并选取不易产生静电的材料，减少静电的产生。

5．增加物料湿度降低危险性

增加湿度能降低粉尘的可爆性：一方面使粉尘结团，难以悬浮于空间；另一方面潮湿粉尘受热首先要蒸发水分，故引燃和传播火焰困难。例如，粉尘湿度增大，其着火温度升高、最小点火能量或最低可爆浓度增加。车间可装设自动水喷淋设备，保证空气的相对湿度在70%以上。对易燃易爆物料要求很细时应考虑采用湿法作业。对不易除尘的粉碎作业也采用湿法作业。

6．惰性气体保护

惰性介质保护是抑制大多数工业粉尘爆炸的有效措施。处理特别危险的物质如硫、电石等时，通常加入惰性气体如N2、C02、He 等，以减少设备中粉尘一空气混合物中的氧含量，而对金属粉尘则采用N2保护，对有机粉尘采用C02保护比较有效。

7．设置防爆泄压阻火装置

2 生产或

使用粉尘的厂房和车间应有足够的泄压面积，泄压比应满足0.05?0.22m/m3。

轻质屋盖和轻质墙体门窗作为泄压面积时，轻质窿盖和轻质墙体重量不应超过120kg/m 2。泄压面设置应注意靠近容易发生爆炸部位且避开当地常年主导风向，不要面向人员集中的场

所和主要交通道路。用门、窗、轻质墙体做泄压面积时，不要影响相邻车间和其他建筑物的安全，注意防止负压的影响，并且清除泄压面积外的影响泄压的障碍物。

设备部可安装防爆膜、阀、爆破板、爆破门等，以减弱粉尘爆炸形成的压力，保护设备不遭到严重破坏。在相连设备之间设置阻火器、隔焰板、自动阀等，以防出现事故时火焰或爆炸波从设备的一部分传至另一部分。对于难以安装防爆泄压装置的设备如磨碎机，则要求设备自身能抵抗爆炸压力的破坏，或配置自动切断系统。

8．抑制粉尘爆炸

易发生粉尘爆炸的设备和管道，可考虑安装一种有效的抑爆系统。该系统包括爆炸检测机构和灭火剂撒播机构2 个部分。爆炸检测机构的传感器主要为压力传感器。检测爆炸发出的信号传送到撒播机构以后，撒播机构立即启动能快速地（10-2?10-3S）把灭火剂撒播出去。撒播机构的灭火剂可用卤代烷、磷酸铵粉末或水等。

9．火患事故处理措施

当生产设备出现故障时，操作人负必须立即停机处理。当发现系统的粉末阴燃或燃烧时，必须立即停止输送物料，消除空气进入系统的一切可能性，发现着火的地方要用蒸汽或二氧化碳熄灭。不宜用强水流进行施救，以免粉尘飞扬，发生二次爆炸。