粉尘爆炸安全常识

粉尘爆炸安全常识一、粉尘爆炸原理及基础知识（一） 粉尘的定义与类别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。

国际标准化组织规定：粒径小于75μm的固体悬浮物定义为粉尘。

一般是200目左右，（2.54厘米，1英寸，长度中的筛孔数目，简称为目）。

（二）燃烧的三要素可燃物、助燃物质和点火源。

缺少其中任何一个，燃烧便不能发生。

（三）粉尘爆炸的条件可燃粉尘爆炸应具备三个条件①粉尘本身具有爆炸性②粉尘必须悬浮在空气 氧气 中并与空气混合到爆炸浓度③有足以引起粉尘爆炸的热能源。

和气体爆炸相比，粉尘爆炸所要求的最小引燃能较大，达10毫焦耳，为气体爆炸的近百倍。

因此，一个足够强度的热能源也是形成粉尘爆炸的必要条件之一。

1、哪些粉尘具有爆炸性通常认为以下七类物质的粉尘具有爆炸性·金属 如镁粉、铝粉·煤尘·粮食 如小麦、淀粉·饲料 如血粉、鱼粉·农副产品 如棉花、烟草·林产品 如纸粉、木粉·合成材料 如塑料、染料也有区分为有机粉尘和无机粉尘的。

2、金属粉末爆炸性的等级排列·高爆炸性 锆、镁、铝、锂、钠·中爆炸性 锡、锌、铁、硅、锰、铜·低爆炸性 钼、钴、铅·可自燃金属有：铝、钙、铈、铯、铬、钴、铱、铁、铅、铀、锂、镁、镍、钯、铂、钾、銣、钠、钽、钍、钛、铀、锆。

3、悬浮粉尘的爆炸极限可燃气体、可燃蒸气、可燃粉尘的燃爆危险性特征——爆炸极限爆炸极限的定义 在火源作用下 可燃气体、可燃蒸气或粉尘在空气中 恰足以使火焰蔓延的最低浓度称为该气体、蒸气或粉尘的爆炸下限 也称燃烧下限。

同理，足以使火焰蔓延的最高浓度称为爆炸上限，也称燃烧上限。

上限和下限统称为爆炸极限或燃烧极限 上限和下限之间的浓度称为爆炸范围。

浓度在爆炸范围以外 可燃物不会爆炸。

爆炸极限通常用可燃气体、可燃蒸气在空气中的体积百分数表示：mg/m3。

可燃粉尘用：g/m3表示。

例如 PVC粉有爆炸性，爆炸极限的范围下限63-86g/m3，上限500g-/m3 也就是说，当空气中平均粒径为4-5微米的PVC粉尘达到63-86g/m3时 遇明火发生粉尘爆炸。

一般粉尘的爆炸极限下限通常认为是20~60g/m3，低于这个浓度，难以形成持续燃烧，更谈不上爆炸。

在书面资料中多数只列出粉尘的爆炸下限 因为粉尘的爆炸上限较高。

爆炸极限的范围越宽，爆炸下限越低，爆炸危险性越大。

4、引起粉尘爆炸的热能源粉尘具有较小的自燃点和最小点火能量，只要外界的能量超过最小点火能量 多数在10mJ-100mJ 或温度超过其自燃点多数在400℃-500℃就会爆炸。

生产过程中常见的多种引火源：a、设备内的摩擦撞击火花。

设备内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内壁碰击打出火星。

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0.1—1mm，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%。

b、电火花和静电火花。

电气设备故障引起的电火花是常见的一种引火源 事故案例较多。

物料在输送和粉碎研磨的搅拌中 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在适当条件下其静电电压可高达数千至数万伏。

c、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范围为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 粉层内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。

常见火源分类表（四）粉尘爆炸的过程第一步 悬浮粉尘在热源作用下迅速地被干馏或气化而产生可燃气体。

第二步 可燃气体与空气混合而燃烧。

第三步 燃烧产生的热量从燃烧中心向外传递 引起邻近的粉尘进一步燃烧。

如此循环下去 反应速度不断加快 最后形成爆炸。

（五）粉尘爆炸的特点1、粉尘爆炸往往不是发生在一个均匀的气相混合系，一旦被点燃爆炸，由于爆炸冲击波的作用，使散落、沉积的粉尘形成新的混合系，使爆炸可能持续下去，因此，粉尘爆炸有可能不是一次完成 具有二次爆炸的可能。

这种连续爆炸会造成严重的破坏。

2、粉尘燃烧要经过加热熔融、离解、蒸发等复杂过程，粉尘从接触火源到发生爆炸所需的时间即感应期要比气体爆炸长达数十秒，粉尘引燃后燃烧热以辐射热的形式进行传递，燃烧速度及爆炸压力虽比气体爆炸小，但是持续时间长，产生的能量大，所以破坏力及烧毁程度也大。

粉尘爆炸所产生的压力大小与很多因素有关。

但在相对密闭的管道空间内 其压力上升速度比敞开空间要快。

3、粉尘的这种不均匀体系也使粉尘爆炸往往伴随着燃烧现象。

同时某些金属粉尘在燃烧时或爆炸前经常有耀眼的白红光并释放大量的热。

4、粉尘爆炸可以在缺氧状态下发生。

因此爆炸过程可能伴随一氧化碳中毒和爆炸物分解产物中毒。

5、由于粉尘的沉积性、堆积性的特点 粉尘着火时要避免采用气流喷射式的灭火措施 否则粉尘在扑火气流的作用下飞散悬浮会形成新的爆炸性混合系 发生二次爆炸。

与水接触能生成爆炸性气体的粉尘，禁止用水灭火。

可以用水灭火时最好采用喷雾水流。

6、爆炸粒子一面燃烧一面飞散 受其作用的可燃物产生局部严重炭化 特别是碰到人体，燃烧的炽热颗粒或碳化物会造成严重的烧伤。

7、粉尘与空气接触面积由于粒径、形状以及密度的差异很大，即使在爆炸下限浓度也可能产生不完全燃烧。

（六）影响粉尘爆炸的因素1、物理化学性质。

物质的燃烧热越大，则其粉尘的爆炸危险性也越大，例如煤、碳、硫的粉尘等越易氧化的物质，其粉尘越易爆炸。

例如镁、氧化亚铁、染料等越易带电的粉尘越易引起爆炸。

粉尘在生产过程中，由于互相碰撞、磨擦等作用产生的静电不易散失，造成静电积累，当达到某一数值后，便出现静电放电。

静电放电火花能引起火灾和爆炸事故。

粉尘爆炸还与其所含挥发物有关。

如煤粉中当挥发物低于10%时，就不再发生爆炸。

因而焦炭粉尘没有爆炸危险性。

2、颗粒大小。

粉尘的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。

3、粉尘的浓度。

与可燃气体相似，粉尘爆炸也有一定的浓度范围，也有上下限之分。

但在一般资料中多数只列出粉尘的爆炸下限，因为粉尘的爆炸上限较高。

（七）粉尘爆炸的危害1、具有极强的破坏性。

粉尘爆炸涉及的范围很广，煤炭、化工、医药加工、木材加工、粮食和饲料加工等部门都时有发生。

如1952—1979年间，日本发生各类粉尘爆炸事故209起，伤亡共546人。

近年来 中国发生的粉尘爆炸尤其是系统爆炸造成了严重损失，仅1987年哈尔滨亚麻厂的亚麻尘爆炸事故，死亡58人，轻重伤177人，直接经济损失882万元。

2、容易产生二次爆炸。

第一次爆炸气浪把沉积在设备或地面上的粉尘吹扬起来在爆炸后短时间内爆炸中心区会形成负压，周围的新鲜空气便由外向内填补进来形成所谓的“返回风”，与扬起的粉尘混合在第一次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。

二次爆炸时，粉尘浓度一般比一次爆炸时高得多，故二次爆炸威力比第一次要大得多。

3、能产生有毒气体。

一种是一氧化碳 另一种是爆炸物(如塑料)自身分解的毒性气体。

毒气的产生往往造成爆炸过后的大量人畜中毒伤亡。

二、粉尘爆炸火灾的扑救措施·扑救粉尘爆炸事故的有效灭火剂是水，尤以雾状水为佳。

它既可以熄灭燃烧又可湿润未燃粉尘，驱散和消除悬浮粉尘，降低空气浓度，但忌用直流喷射的水和泡沫，也不宜用有冲击力的干粉、二氧化碳、1211灭火剂，防止沉积粉尘因受冲击而悬浮引起二次爆炸。

·对一些金属粉尘(忌水物质)如铝、镁粉等遇水反应，会使燃烧更剧烈，因此禁止用水扑救。

可以用干沙、石灰等(不可冲击)，堆积的粉尘如面粉、棉麻粉等明火熄灭后内部可能还阴燃，也应引起足够重视，对于面积大、距离长的车间的粉尘火灾，要注意采取有效的分割措施 防止火势沿沉积粉尘蔓延或引发连锁爆炸。

三、粉尘爆炸预防和监管措施（一）粉尘爆炸预防措施对产生粉尘的现有生产企业，通常采取防止粉尘爆炸的措施有：●增加混合系中的水份。

●添加惰性物质。

●降低升压速率。

●抑爆系统设置常用的具体措施主要考虑以下几个方面1、防止粉尘沉积和及时清理粉尘。

对于处理粉料的设备或场所要防止泄漏而使粉尘到处飞扬，尤其应将易于产生粉尘的设备隔离设置在单独房间内，并设专门的保护罩和局部排风罩或考虑吸尘装置。

需要指出的是近几年因集尘设施粉尘清理不及时，长期运转积热引起的火灾爆炸事故屡有发生，这也应引起人们的重视。

2、加强管理消除粉尘爆炸的点火源。

由前述分析可知粉尘爆炸的点火源有多种，必须根据操作环境可能出现的点火源种类进行针对性预防。

3、增加混合系中的水份尘粒中的水份在升温与蒸发过程中吸收热量，所以这种水份提高了粉尘的着火温度。

比如玉米淀粉的着火温度可以随着含水量从 1.6%增加到12.5%而上升50℃之多。

着火温度的升高可以避免粉尘遇到一些低温火源的引燃爆炸概率。

金属粉尘遇水反应，不能采取增湿措施。

4、避免设备中粉尘爆炸—添加惰性物质。

对于设备内极易形成粉尘-气体爆炸混合物的操作，在设备中充入惰性介质、降低系统中的氧含量是目前防止设备爆炸的唯一可靠方法。

在这种情况下，粉尘-空气混合物中的氧含量会减少至火焰不能传播的数值。

惰性介质可以采用氮气、二氧化碳、烟道气和用惰性气体稀释到必要最低含氧量的空气或其它工业废气以及惰性粉尘等。

5、降低升压速率—泄爆口的设计。

在粉尘爆炸危险性特征量中，升压速率是最为重要的单项因素，基本上决定了爆燃破坏性的程度。

升压速率也是设计防 泄爆口时的一个重要根据，因为在很大程度上升压速率决定了防泄爆口的尺寸。

粉尘爆炸发生后，形成气体产物释放热量提高了封闭设施内空气的温度。

由于气体遇热膨胀，如果没有足够的排气面积泄压面积，释放尚未到危险压力的热气体。

这类破坏压力就会施加于周围的封闭设施上。

（二）企业自主管理措施粉尘爆炸事故企业常见的管理问题：·粉尘的定期清理是降低粉尘浓度的有效措施。

在GB15577-2007《粉尘防爆安全规程》中也有明确规定。

但目前在事故调查中发现企业普遍不能有效执行该措施。

·火源的管理。

除了来自工艺加工、电气和机械设施的潜在火源外，产尘现场还存在许多人为火源。

如现场火炉、吸烟、使用易发火金属工具等等。