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粉塵爆炸及粉塵防爆電氣設(shè)備

文檔作者：王云生、劉綺映		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年10月22日
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上一篇：粉塵的爆炸性危害

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1 9 9 年第 1 期 5 爆炸性環(huán)境電氣防爆技術(shù) 總第 1 13 期
粉塵爆炸及粉塵防爆電氣設(shè)備
一、粉塵爆炸災(zāi)害不容忽視
提到工業(yè)生產(chǎn)過程的爆炸災(zāi)害, 人們首先
想到的是煤礦瓦斯爆炸, 或是石油化工企業(yè)的
可燃性氣體的爆炸, 這些災(zāi)害的嚴(yán)重性各種媒
體常有詳實(shí)報(bào)道。但是, 如果說(shuō)到粉塵爆炸, 過
去很多人都了解甚少, 甚至以為難以理解
—
難道人們?nèi)粘＝佑|的面粉、植物纖維竟然會(huì)產(chǎn)
生可怕的災(zāi)害性爆炸。1 9 8 7 年哈爾濱亞麻廠的
爆炸事故, 震驚了國(guó)人。自此人們開始關(guān)注粉塵
爆炸和防爆的問題。其實(shí), 關(guān)于粉塵爆炸災(zāi)害國(guó)
外早已有大量報(bào)道。1 7 8 5 年意大利首次報(bào)道了
谷物粉塵爆炸災(zāi)害, 此后各國(guó)對(duì)這類事故屢有
報(bào)道。美國(guó)到1 9 5 6 年止共發(fā)生粉塵爆炸8 14
次, 其中糧食粉塵爆炸2 03 次, 1 9 5 8 一1 9 7 5 年
美國(guó)在谷物貯倉(cāng)、碾磨廠和飼料加工廠就發(fā)生
了1 8 8 次粉塵爆炸, 死亡51 人, 27 1 人致傷。70
年代后期, 美國(guó)更是粉塵爆炸事故迭起, 1 9 7 6
年圣誕節(jié)前夕, 美國(guó)大陸糧倉(cāng)公司容量為20 萬(wàn)
噸的糧食筒倉(cāng)發(fā)生粉塵爆炸, 死亡35 人。1 9 7 7
年2 月美國(guó)科克糧倉(cāng)公司一個(gè)糧倉(cāng)發(fā)生粉塵爆
炸, 死亡24 人, 經(jīng)濟(jì)損失1 億多美元。特別是
18 7 7 年12 月2 日至27 日在不到一周的時(shí)間
里, 竟相繼發(fā)生5 起筒倉(cāng)爆炸事故, 其中特大傷
亡事故3 起, 死亡56 人, 致傷48 人。日本在
1 9 5 2~ 1 9 7 9 年間, 在農(nóng)產(chǎn)品加工過程中共發(fā)生
40 起粉塵爆炸。1 9 8 2 年法國(guó)和比利時(shí)的食糖加
工業(yè)均發(fā)生過嚴(yán)重爆炸事故。至于煤塵爆炸和
煤塵伴隨甲烷的爆炸, 其災(zāi)害更為嚴(yán)重。如
1 90 6 年法國(guó)古利耶爾煤礦發(fā)生煤塵爆炸, 死亡
1 0 9 9 人。1 9 6 2 年德國(guó)路易任塔爾礦煤塵爆炸,
死亡29 9 人; 1 9 6 3 年日本三池煤礦煤塵爆炸,
死4 58 人。煤塵爆炸事故不但在煤礦井下發(fā)
生, 而且在使用微粉炭( 實(shí)質(zhì)上也是煤塵) 的發(fā)
電廠、煉鐵廠等行業(yè)也常有發(fā)生, 1 9 5 9 一1 9 7 9
年美國(guó)煤礦的地面設(shè)施: 煤倉(cāng)、皮帶走廊、烘干
機(jī)、洗煤廠等共發(fā)生煤塵爆炸“ 次。
我國(guó)除了1 9 8 7 年哈爾濱亞麻廠發(fā)生的亞
麻粉塵爆炸之外, 其他的粉塵爆炸事故也屢有
發(fā)生, 如1 9 8 7 年前后發(fā)生在克山和延邊等地的
亞麻粉塵爆炸; 1 98 1 年和1 9 8 8 年分別發(fā)生在
鄭州和上海紡織行業(yè)的棉塵、棉睛塵爆炸; 1 9 6 3
年發(fā)生在天津的鋁粉塵爆炸; 1 98 1 年發(fā)生在黃
埔港的糧食粉塵爆炸等。隨著農(nóng)業(yè)的發(fā)展和人
口集中于城市, 糧食儲(chǔ)運(yùn)業(yè)發(fā)展很快, 機(jī)械化程
度不斷提高, 糧食粉塵爆炸的危險(xiǎn)還會(huì)隨著增
力口。
綜上可見, 各類粉塵的存在在日常生產(chǎn)和
生活中雖司空見慣, 不為人們所注意, 但是它們
在許多場(chǎng)合引起的爆炸事故, 其災(zāi)害的嚴(yán)重性
卻不容忽視。
二、粉塵爆炸危險(xiǎn)存在哪些部
門
從粉塵爆炸的災(zāi)害例中我們知道了一些存
在粉塵爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境, 但是在實(shí)際生產(chǎn)和生
活中其危險(xiǎn)性遠(yuǎn)不止這些環(huán)境, 還有很多環(huán)境
雖然未發(fā)生或較少發(fā)生爆炸危險(xiǎn), 但并不說(shuō)明
其危險(xiǎn)性就小或不存在, 正如哈爾濱亞麻廠爆
炸事故之前, 人們大都不知道亞麻粉塵場(chǎng)所存
在可能發(fā)生爆炸的嚴(yán)重危險(xiǎn)一樣, 所以了解清
楚現(xiàn)實(shí)各種存在粉塵爆炸危險(xiǎn)的環(huán)境是非常必
要的。
1 .
煤礦
煤礦生產(chǎn)中不僅存在著瓦斯( 甲烷) 這種爆
炸危險(xiǎn)性氣體, 而且存在著具有爆炸性危險(xiǎn)的
煤塵。在煤礦井下, 回采、掘進(jìn)、運(yùn)輸及提升等各
種生產(chǎn)過程的幾乎所有作業(yè)都產(chǎn)生煤塵, 并可
能使其飛揚(yáng)。煤礦地面設(shè)施: 煤倉(cāng)、皮帶、走廊、
烘干機(jī)、洗煤廠等也存在煤塵場(chǎng)所。
2
.
化工生產(chǎn)
所有的化工生產(chǎn)都具有若干個(gè)基本單元操
1 9 9 8 年第1 期爆炸性環(huán)境電氣防爆技術(shù)總第31 1 期
作過程, 其中的流體動(dòng)力過程、機(jī)械過程就存在
著粉塵爆炸的危險(xiǎn)。
1) 流體動(dòng)力過程: 包括物料輸送、分離、攪
拌等固體塊狀物料與粉料的輸送。這種輸送作
業(yè)有的是采用皮帶輸送機(jī)、螺旋輸送機(jī)、刮板輸
送機(jī)、鏈斗輸送機(jī)、斗式提升機(jī), 有的是采用氣
力輸送, 也有利用位差采用密閉溜槽輸送。這些
作業(yè)中形成粉塵爆炸危險(xiǎn)的原因有如下幾種:
①皮帶、刮板、螺旋等設(shè)備在運(yùn)行中飛揚(yáng)的粉塵
形成爆炸性混合物, 極易被物料與物料之間、物
料與傳輸設(shè)備之間的摩擦碰撞產(chǎn)生的靜電叫燃
爆炸。
② 氣力輸送中物料在系統(tǒng)中同管壁摩擦幣
使系統(tǒng)產(chǎn)生靜電, 也是引起爆炸的主要原因。
2) 機(jī)械過程: 包括篩分、過濾和粉碎、混合。
其電
,
篩分、過濾作業(yè)中粉塵極易被碰撞和靜電
引燃; 粉碎、混合過程, 前者要防止設(shè)備磨擦發(fā)
熱引燃粉塵, 后者要防止靜電引燃粉塵。
3) 化工生產(chǎn)的其他環(huán)境: 如原料、半成品與
成品的收發(fā)、包裝、秤量過程也易由靜電引燃粉
塵。
3.
冶金工業(yè)
l) 燒結(jié)球團(tuán)生產(chǎn)工藝: 燒結(jié)球團(tuán)所需焦粉、
煤粉的制備, 包括細(xì)碎、磨細(xì)、貯存和輸送操作
過程中有煤塵引燃爆炸危險(xiǎn)。
2) 煉鐵生產(chǎn)工藝: 高爐噴吹煤粉系統(tǒng)主要
的危險(xiǎn)是煤粉爆炸, 如煤粉噴吹罐發(fā)生爆炸; 煤
粉處理系統(tǒng)煤粉自燃爆炸、某些煙煤磨碎時(shí)釋
放可燃性氣體, 在設(shè)備和管道中形成更易爆炸
的混合物等。
.4 煙花爆竹生產(chǎn)
煙花爆竹生產(chǎn)過程中的原料粉碎與篩選、
煙火藥的配制與混合、藥物干燥等環(huán)節(jié)都極易
引燃爆炸。
.5 醫(yī)藥生產(chǎn)
l) 醫(yī)藥生產(chǎn)中需要采用的易燃固體類物質(zhì)
有二硝基化合物類、氨基鈉、鎂粉、錳粉、硫磺
粉、三聚甲醛、甲基蔡等, 這些物質(zhì)在生產(chǎn)中都
要防止粉塵飛揚(yáng)和摩擦、碰撞等。
2 ) 中藥材的粉碎過程中有時(shí)粉塵較多, 可
能達(dá)到爆炸下限。
3) 固體物料的攪拌、輸送、來(lái)回料、分離、干
燥時(shí), 均應(yīng)防止靜電引燃粉塵爆炸。
6 .
紡織生產(chǎn)
紡織行業(yè)是粉塵爆炸危險(xiǎn)比較突出的行
業(yè)。
紡織廠濾塵系統(tǒng)在截獲的粉塵, 在濃縮收
集時(shí), 其濃度往往達(dá)到爆炸下限, 而清梳車間由
于雜質(zhì)碰擊、繞花摩擦等均易產(chǎn)生火花, 此外,
纖維粉塵在氣流輸送過程中, 因摩擦升溫和靜
電積聚也可引起火花, 若火源進(jìn)入高濃度的粉
塵集聚區(qū), 將會(huì)引起燃爆.
棉紡織廠的棉塵主要產(chǎn)生于清棉、梳棉、細(xì)
紗車間, 以及回花室( 廢棉處理間) , 其他車間,
如整徑、織布、整理等車間也產(chǎn)生一些棉塵。
毛紡織廠在羊毛加工過程中, 如選毛、開
毛、梳毛、粗妙、細(xì)紗、整徑、織布等生產(chǎn)環(huán)節(jié)均
產(chǎn)生程度不等毛塵。總的來(lái)看, 它比棉紡織生產(chǎn)
中產(chǎn)生的棉塵要少。
麻紡織廠: 麻塵的產(chǎn)生主要是兩方面的原
因: 一是在手工分梳( 揀麻) 、軟麻、梳麻、成條等
加工過程中抖落、梳理產(chǎn)生大量麻塵; 二是機(jī)器
在運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的塵雜和短纖維。麻纖維較脆, 在
加工中由于機(jī)械作用容易破斷、破碎, 也增加了
塵量。如亞麻紡織廠的聯(lián)梳機(jī), 每臺(tái)設(shè)備每小時(shí)
要產(chǎn)生麻塵、麻屑、麻絨約9 ~ 10 公斤, 一臺(tái)粗
紗機(jī)每小時(shí)要產(chǎn)生0.
83 公斤粉塵。因此, 麻紡
織廠產(chǎn)生的粉塵要比棉、毛紡織廠嚴(yán)重得多。
除了上述棉、毛、麻紡織生產(chǎn)要產(chǎn)生粉塵之
外, 絲綢、合成纖維、粘膠生產(chǎn)也會(huì)產(chǎn)生有爆炸
危險(xiǎn)性的粉塵。
7 .
糧食貯運(yùn)和加工
糧食貯運(yùn)和加工企業(yè)也是產(chǎn)生粉塵爆炸危
險(xiǎn)比較多的部門之一。據(jù)資料報(bào)道, 德國(guó)平均每
天發(fā)生1 ’次粉塵爆炸, 大約每2 次爆炸中就有
l 次是糧食粉塵爆炸。糧食貯運(yùn)和加工主要是
指各類谷物及其成品在倉(cāng)庫(kù)內(nèi)的貯藏和中轉(zhuǎn),
以及小麥制粉、稻谷、碾米、飼料和雜糧的加工
等產(chǎn)業(yè)部門, 它們遍布城鄉(xiāng)及沿海口岸, 糧食貯
運(yùn)和加工生產(chǎn)的各環(huán)節(jié)中常產(chǎn)生大量的糧食粉
1 9年9第 18期 爆炸性環(huán)境電氣防爆技術(shù) 總第 1 1 期3
塵懸浮于空氣中, 從而構(gòu)成具有爆炸性的混合
物, 另一方面, 各作業(yè)環(huán)節(jié)中使用的各類電氣
設(shè)備又經(jīng)常可能因撞擊、摩擦、電氣短路、過載
以及現(xiàn)場(chǎng)維修等產(chǎn)生電弧、火花、高溫等點(diǎn)火
源, 因此糧食貯運(yùn)加工企業(yè)存在著粉塵燃爆的
危險(xiǎn)。
l) 糧食貯運(yùn)
糧食貯運(yùn)是指糧食的貯藏和中轉(zhuǎn), 它所采
用的設(shè)施是糧食立筒庫(kù), 它廣泛用于港口碼頭、
糧食倉(cāng)貯、糧食加工企業(yè)。立筒庫(kù)主要由卸糧裝
置、筒倉(cāng)群和工作塔構(gòu)成, 并配備有檢測(cè)設(shè)備和
輸送機(jī)械。
卸糧裝置: 港口的卸糧設(shè)備大都采用大型
吸糧機(jī), 也有用帶式垂直輸送機(jī), 然后通過膠帶
機(jī)或氣墊機(jī)將糧食輸入工作塔。公路、鐵路來(lái)糧
的接收裝置, 最普遍的是由卸糧坑水平輸送設(shè)
備和斗式提升機(jī)組成。
筒倉(cāng)群: 筒上層布置有進(jìn)糧用的頂倉(cāng)輸送
機(jī), 筒下層有出糧用的倉(cāng)底輸送機(jī)。
工作塔: 是將來(lái)糧經(jīng)過初步清理、計(jì)量、提
升等工序分配至各個(gè)筒倉(cāng), 此外也可將糧食輸
到加工廠或倒倉(cāng)作業(yè)。工作塔內(nèi)有輸送、清理、
稱重和除塵設(shè)備。水平輸送設(shè)備一般采用膠帶
輸送機(jī)、埋刮板機(jī)和氣墊膠帶機(jī)。垂直提升主要
采用斗式提升機(jī), 也有用帶式垂直輸送機(jī)的。
2 ) 糧食加工
糧食加工是指對(duì)小麥、稻谷、玉米及雜糧等
谷物的加工, 其加工成品則分為粉體和顆粒體
兩類。糧食加工一般由清理、粉碎和成品包裝三
個(gè)環(huán)節(jié)組成。糧食清理車間采用的主要設(shè)備有
篩理設(shè)備、精選設(shè)備、去石設(shè)備、磁選設(shè)備、表面
處理設(shè)備、輸送設(shè)備、通風(fēng)除塵設(shè)備等。
糧食粉塵碎研磨車間采用的主要設(shè)備有:
磨粉機(jī)組、碧谷機(jī)組、碾米機(jī)組、粉碎機(jī)組、篩理
機(jī)、混合機(jī)、輸送設(shè)備等。
糧食打包車商采用的主要設(shè)備有: 計(jì)量機(jī)、
打包機(jī)、皮帶輸送機(jī)、除塵風(fēng)網(wǎng)等。
3) 糧食粉塵的形成
糧食的可燃性粉塵云的形成有兩種方式。.
一種是塵化作用形成的, 所謂塵化作用即塵粒
從靜止或相對(duì)靜止的狀態(tài)變成懸浮于周圍空氣
中的作用。貯運(yùn)和加工的原糧, 通常含有一定量
的粉塵, 在輸送或清理過程中, 由于空氣的誘導(dǎo)
作用和氣流與粉塵的剪切壓縮作用, 糧流中的
部分粉塵會(huì)被塵化而懸浮于空氣中形成粉塵
云。在碾磨、篩理或混合半成品時(shí), 也會(huì)因上述
作用形成粉塵云. 粉塵云另一種形成方式是積
塵的轉(zhuǎn)化, 積塵主要來(lái)源于: ① 懸浮狀粉塵云在
重力作用下的慢慢降落在地面、設(shè)備、管道內(nèi)外
表面; ② 粉塵從密封不良的設(shè)備縫隙處泄漏, 降
落于地面、設(shè)備上; ③ 設(shè)備、管道內(nèi)因有風(fēng)量不
足, 而沉積于設(shè)備管道內(nèi)的粉塵; ④ 設(shè)備、管道
內(nèi)因設(shè)計(jì)不合理、表面粗糙、通風(fēng)死角等滯留形
成的積塵; ⑤ 皮帶輸送機(jī)上灑落的粉塵; ⑥ 因粉
塵的吸附和粘連作用, 沉積在設(shè)備、管道內(nèi)外表
面的粉塵; ⑦ 除塵器濾袋、集灰箱集結(jié)的積塵。
由于積存分布廣, 且積塵比同種粉塵云的
點(diǎn)火溫度低, 容易被引燃, 再加上積塵隨時(shí)都可
能變成粉塵云, 不論是作業(yè)或停機(jī), 只要當(dāng)空氣
中有熱浪、沖擊波、湍流或機(jī)械震動(dòng)時(shí), 積塵都
會(huì)被揚(yáng)起, 在空氣中形成高濃度粉塵云, 一臺(tái)長(zhǎng)
56 m , 截面積為0 . 5 x 0 . g m , 的埋刮板機(jī)內(nèi), 如
果有kI g 的積塵, 其揚(yáng)起形成的粉塵云濃度可
達(dá)到39
. 6 8 9 / m , , 這已經(jīng)達(dá)到爆炸下限濃度。此
外積塵也是導(dǎo)致二次爆炸的重要原因。因此, 積
塵比局部空間懸浮的粉塵云具有更大的危險(xiǎn)
性。
4) 糧食貯運(yùn)和加工作業(yè)中可能出現(xiàn)的點(diǎn)火
源
由于粉塵爆炸的現(xiàn)場(chǎng)往往被爆炸所破壞,
因此點(diǎn)火源的查找確認(rèn)很困難, 據(jù)已分析、查明
的點(diǎn)火源有以下幾種形式: 機(jī)械摩擦發(fā)熱或火
花、電氣火花、電氣設(shè)備熱表面、碰撞火花、靜電
火花、自燃、焊接切割作業(yè)、明火等。
( l) 電氣火花和電氣設(shè)備熱表面: 糧食貯運(yùn)
和加工生產(chǎn)過程中使用的電機(jī)、電器、照明、導(dǎo)
線等會(huì)因接觸不良、斷路、短路或擊穿而產(chǎn)生電
火花; 電氣設(shè)備選型不當(dāng)、超免荷運(yùn)行會(huì)出現(xiàn)
過熱, 如電機(jī)過載、欠壓、缺相運(yùn)行、繞組匝間短
路, 通風(fēng)散熱不良、自動(dòng)保護(hù)失靈等都會(huì)導(dǎo)致過
1 9 9 8年第1 期爆炸性環(huán)境電氣防爆技術(shù)總第1 31 期
熱; 各種導(dǎo)線老化、絕緣失效、過載、短路、電阻
過大、接觸不良、選型不當(dāng)、保護(hù)失靈等也會(huì)引
起導(dǎo)線過熱或起火, 普通照明燈具, 如40 ~
Zo ow 的白熾燈, 表面溫度可達(dá)50 ~ 3 0 0 ℃ ,
4 0 o w 的高壓汞燈表面溫度可達(dá)1 50 一2 50 ℃ ,
高溫?zé)岜砻婵梢级逊e其表面的粉塵。
( 2) 摩擦撞擊高溫或火花: 電動(dòng)機(jī)、排風(fēng)機(jī)
等的風(fēng)扇葉片與風(fēng)扇罩的距離過小或風(fēng)扇罩變
形, 或防護(hù)等級(jí)不夠, 異物進(jìn)入等原因均可能產(chǎn)
生摩擦高溫或火花; 磨粉機(jī)、粉碎機(jī)、混合機(jī)、碧
谷機(jī)、碾米機(jī)、刮板輸送機(jī)、螺旋絞龍輸送機(jī)、斗
式提升機(jī)等, 當(dāng)機(jī)內(nèi)進(jìn)入金屬、砂石等異物時(shí)會(huì)
出現(xiàn)摩擦、撞擊高溫或火花; 出料口堵塞造成物
料在機(jī)內(nèi)連續(xù)長(zhǎng)時(shí)間的摩擦發(fā)熱、炭化而起火;
皮帶打滑、軸承過載、潤(rùn)滑不足、各種滾筒與糧
食粉塵的摩擦等也都可能引燃糧食粉塵。
( 3) 靜電火花: 谷物在裝卸和加工過程中,
由于谷物或粉料本身的相互摩擦、粉料與篩網(wǎng)
的摩擦、谷物與倉(cāng)壁的摩擦、谷物與排風(fēng)管道的
摩擦等都會(huì)使谷物和粉塵帶靜電, 靜電積聚且
設(shè)備接地不良, 則可能產(chǎn)生放電火花。廠房、設(shè)
備避雷系統(tǒng)失靈也可能遭受雷擊產(chǎn)生點(diǎn)火源。
( 4) 谷物或粉塵堆積自燃: 大量谷物或粉料
長(zhǎng)期堆積, 內(nèi)部溫度逐漸升高可能達(dá)到自燃溫
度, 如s m m 厚的谷物粉塵其引燃溫度在1 90 ~
2 2 0 ℃ 之間, 比7 3 號(hào)汽油的引燃溫度( 3 0 ℃ )還
低, 可見其自燃危險(xiǎn)不容忽視。
8
.
煙草生產(chǎn)
煙草加工過程中, 煙草粉塵濃度可能達(dá)到
爆炸極限, 其爆炸下限為68 9 / m 3 。目前我國(guó)大
型卷煙廠室內(nèi)粉塵濃度10 ~ 20 m g / m , , 有的高
達(dá)58
. s mg / m , , 中小煙廠室內(nèi)的粉塵濃度更
高, 而原蘇聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)列出的煙草粉塵爆炸下限為
10
. 19 / m , 。卷煙生產(chǎn)企業(yè)的制絲車間、打葉車
間、除塵室等生產(chǎn)、維修和清掃過程容易達(dá)到爆
炸下限濃度. 此外, 煙草加工過程中可能會(huì)出現(xiàn)
電氣火花、靜電、摩擦撞擊火花、高溫表面或明
火, 這些均可能成為煙草粉塵的點(diǎn)火源.
9
.
酒類生產(chǎn)
酒的主要原料有高粱、玉米、薯干、大小麥
等, 原料粉碎中的粉塵, 容易達(dá)到爆炸極限。
10 、其它: 存在粉塵爆炸危險(xiǎn)的行業(yè)遠(yuǎn)不止
上述幾種, 其它如食品加工、制糖、茶葉加工、金
屬制品加工、合成樹脂生產(chǎn)、橡膠及天然樹脂加
工、瀝青、蠟類生產(chǎn)、飼料加工、賽璐璐及乒乓球
生產(chǎn)、木材加工等行業(yè)都程度不同的存在粉塵
爆炸危險(xiǎn), 此外, 隨著科技進(jìn)步和國(guó)民經(jīng)濟(jì)的發(fā)
展, 一些新的行業(yè)和部門中也可能出現(xiàn)粉塵爆
炸危險(xiǎn), 這需要人們不斷去認(rèn)識(shí)和預(yù)防。
三、可燃性粉塵及其爆炸危險(xiǎn)
場(chǎng)所
粉塵種類、溫度級(jí)別及場(chǎng)所危險(xiǎn)等級(jí)的劃
分都是在粉塵特性研究的基礎(chǔ)上, 作出的人為
區(qū)分, 目的是為了更合理更經(jīng)濟(jì)地采取相應(yīng)的
預(yù)防爆炸措施。
1.
粉塵種類
由于粉塵的種類繁多, 因此必須按一定的
方法將其分門別類, 考慮的角度不同, 劃分方法
不同。如:
l) 按粉塵存在的工業(yè)部門不同, 可分為:
① 農(nóng)林類: 糧食、飼料、食品、肥料、木材、
糖、茶等;
② 礦冶: 煤炭、金屬、硫磺等;
③ 紡織: 棉、麻、絲綢、化纖等;
④ 輕工: 塑料、紙張、橡膠、藥物等;
⑤ 化工: 多種化合物粉體。
2) 按粉塵存在的爆炸場(chǎng)所不同, 可分為:
①室內(nèi): 通道、地溝、廠房、倉(cāng)庫(kù)等;
設(shè)備內(nèi)部: 集塵器、除塵器、混合機(jī)、輸送
機(jī)、篩選機(jī)、料斗、高爐、打包機(jī)等;
3) 也可按粉塵的粒徑來(lái)分成不同的標(biāo)準(zhǔn)篩
號(hào). 也可按粉塵的聚集狀態(tài)來(lái)分: 懸浮狀( 粉塵
云) 、沉積狀(積塵) .
4) 從防爆工程角度來(lái)分是我們感興趣的,
如按燃燒性能來(lái)分, 可分為:
① 不可燃粉塵( 或稱惰性粉塵) : 與氧不發(fā)
生反應(yīng), 或不發(fā)生放熱反應(yīng)的粉塵;
②可燃性粉塵: 與空氣中的氧反應(yīng)能放熱
的粉塵。有機(jī)物都含有C 、H 元素, 與氧反應(yīng)能
1 年第 1期 爆炸性環(huán)竟電氣防爆技術(shù) 總第 1 1 期 燃燒, 生成CO , C O Z 和H ZO ; 許多金屬粉可與空
氣中的氧生成化合物, 并放出大量的熱。這些都
是可燃粉塵
。
因此, 可燃性粉塵又, ,丁細(xì)分為:
①金屬粉塵: 鋁粉、鎂粉
、
欽扮等;
②礦物粉塵: 煤粉、礦磺等;
③有機(jī)物粉塵: 亞麻扮塵、木粉、紙粉、煙草
粉塵、糧食粉塵等。
可燃性粉塵按其導(dǎo)電性( 電阻系數(shù)) 來(lái)分,
可分為:
① 可然性粉塵導(dǎo)電性粉塵: 鋁粉、鎂粉、鐵
粉等;
②半導(dǎo)體粉塵。
非導(dǎo)電性粉塵: 橡膠粉塵、聚乙烯粉塵、亞
麻粉塵、木粉、紙粉等
2 .
溫度組別
溫度組別是按粉塵點(diǎn)燃溫度劃分幾個(gè)組
別, 按國(guó)標(biāo)G B 1 2 4 7 6. 1一90 的規(guī)定劃分為
T l l 、T 2 2 、T 3 三個(gè)組別, 這種做法表面上是把
通常涉及的粉塵劃為三個(gè)溫度段來(lái)區(qū)分, 其實(shí)
是從防爆技術(shù)的需要來(lái)設(shè)定的, 為了使設(shè)備的
設(shè)計(jì)、制造、選型和管理, 盡可能做到既科學(xué)合
理( 防爆安全) , 又具有較好的經(jīng)濟(jì)性。這樣就不
必對(duì)每一種不同點(diǎn)燃溫度的粉塵, 去單獨(dú)設(shè)計(jì)
一種表面溫度與之相適應(yīng)的電氣設(shè)備, 而是對(duì)
包含在每一段點(diǎn)燃組別內(nèi)的粉塵, 只需設(shè)計(jì)一
種表面溫度與該溫度段下限溫度相適應(yīng)的電氣
設(shè)備即可。
表1
—
溫度組別} 粉塵點(diǎn)燃溫度T ( ℃ )
n 區(qū): 未劃為10 區(qū)的場(chǎng)所, 但在異常條件
可能在該場(chǎng)所出現(xiàn)粉塵云或粉塵層, 與空氣混
合達(dá)到爆炸濃度的區(qū)。
上述定義中應(yīng)注意到: ①“ 正常”過程不僅
包括“ 加工” 、“ 處理” , 而且也包括“ 清理” , 因?yàn)?
“ 清理” 是使粉塵由危險(xiǎn)性相對(duì)較小的沉積“ 狀
態(tài)” , 轉(zhuǎn)化為危險(xiǎn)性較大的“ 粉塵云狀態(tài)” 的重要
原因之一。②“ 爆炸濃度” 是指以粉塵云狀態(tài)散
布在空氣中的單位體積內(nèi)粉塵總質(zhì)量。而對(duì)于
“沉積狀態(tài)” 的粉塵, 難以用“ 濃度” 來(lái)表征, 因此
這時(shí)可以理解為對(duì)爆炸有重要影響的“ 沉積厚
度” 。因?yàn)閷?shí)驗(yàn)表明沉積狀態(tài)的粉塵的主要危險(xiǎn)
是熱自燃, 它是引起粉塵云爆炸的重要誘因。而
決定沉積狀態(tài)粉塵熱自燃的主要因素則是粉塵
的沉積厚度。
上述粉塵的分類和粉塵危險(xiǎn)場(chǎng)所的劃分是
粉塵防爆電氣設(shè)備選型的重要條件。
四、粉塵爆炸成因及特點(diǎn)
T > 2 7 0
27 0 ) T > 2 0 0
20 0 ) T > 1 5 0
lTl1213T
3 .
粉塵爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的劃分
按照國(guó)際上的通行做法, 我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)
G B 12 4 7.6 1一90 也是根據(jù)爆炸性或可燃性粉
塵環(huán)境出現(xiàn)的頻度和持續(xù)的時(shí)間, 將粉塵爆炸
危險(xiǎn)場(chǎng)所劃分為:
10 區(qū): 在正常加工、處理或清理過程中, 出
現(xiàn)或可能出現(xiàn)的粉塵云或粉塵層與空氣混合達(dá)
到爆炸濃度的區(qū)。
1.
粉塵爆炸的形成條件
眾所周知, 物質(zhì)燃燒的三要素是: l) 存在可
燃性物質(zhì); 2) 具有足夠助燃物質(zhì)- 一氧乙、; 3 ) 存
在具有足夠能量的點(diǎn)火源。對(duì)于粉塵來(lái)說(shuō)上述
的第l) 條應(yīng)該有更明確的要求, 即不僅要求粉
塵必須是可燃性的, 而且還要求其存在的狀態(tài)
必須是呈懸浮狀的粉塵云, 同時(shí)“ 懸浮狀” , ,上有
進(jìn)一步的定量要求, 即呈懸浮狀的粉塵, 其濃度
必須在爆炸濃度范圍之內(nèi)。
粉塵云的爆炸濃度通常在1 0、/ m , 至
5 0 0 0 9 / m , 范圍內(nèi), 當(dāng)粉塵濃度在5 09 / m 3 時(shí), 其
粉粒間距約為1 . 3 m m , 這時(shí)已基本上不透光。
用2 5W 燈泡照射濃度為4 0 9 / m , 的煤粉塵云
時(shí), 在Zm 內(nèi)人眼看不見燈光。這種濃度在一般
環(huán)境是不可能達(dá)到的。即使在這種爆炸濃度下
限時(shí), 也足以使人呼吸困難, 難以忍受, 況且能
見度也幾乎達(dá)到伸手不見五指的程度, 因此, 人
是完全可以感受到這種危險(xiǎn)濃度。但實(shí)際上, 發(fā)
生爆炸時(shí), 爆炸源往往并不處于人的呼吸范圍
之內(nèi)。許多情況下, 它是發(fā)生在設(shè)備或管道內(nèi)部
或某局部點(diǎn), 隨后這局部爆炸( “ 一次爆炸” ) , 引
9
年第 8期 爆炸性環(huán)境電氣防爆技術(shù) 總第 期 起周圍環(huán)境的擾動(dòng), 使得原來(lái)那些沉積于地面
和設(shè)備表面的粉塵層揚(yáng)起, 形成達(dá)到爆炸濃度
的粉塵云, 而產(chǎn)生“ 二次爆炸” 。這種“ 二次爆
炸”所形成的破壞程度和范圍往往比“ 一次爆
炸” 更嚴(yán)重。因此, 不能認(rèn)為人們視覺所及的空
間范圍粉塵濃度沒有達(dá)到爆炸濃度就是安全
的, 而應(yīng)特別重視地面和設(shè)備表面積塵被揚(yáng)起
的危險(xiǎn)性。
粉塵爆炸的另一個(gè)重要條件是點(diǎn)火源, 粉
塵爆炸所需的最小點(diǎn)火能量比氣體大l ~ 2 個(gè)
數(shù)量級(jí), 大多數(shù)粉塵云的最小點(diǎn)火能量在5 ~
s o m J 量級(jí)范圍。雖然粉塵云比可燃性氣體要求
較高的最小點(diǎn)火能量, 但總的來(lái)看, 粉塵云還是
很容易被點(diǎn)燃的, 如人體所產(chǎn)生的靜電火花能
量(5 ~ 18 m )J 就可能點(diǎn)燃一些粉少云。
2
.
粉塵爆炸機(jī)理
粉塵爆炸是一個(gè)非常復(fù)雜的過程, 受很多
因素的影響, 所以其爆炸機(jī)理至今尚不十分清
楚。一般認(rèn)為, 粉塵爆炸經(jīng)過以下發(fā)展過程:
粉塵粒子表面通過熱傳導(dǎo)和熱輻射, 從點(diǎn)
燃源獲得能量, 由于粉塵表面積大, 與空氣接觸
充分, 故表面溫度急劇升高, 達(dá)到粉塵粒子的加
速分解或蒸發(fā)溫度, 形成粉塵蒸氣或分解氣體。
這種蒸氣或氣體與空氣混合后能引起點(diǎn)火( 氣
相點(diǎn)火) , 這是一種情況。另一種情況是粉塵粒
子獲得熱能后, 本身從表面一直到內(nèi)部, 都相繼
發(fā)生熔融和氣化, 進(jìn)發(fā)出熾熱微小質(zhì)粒或火花,
成為周圍未燃燒粉塵的點(diǎn)火源, 從而擴(kuò)大了燃
燒范圍, 并可能發(fā)展成爆炸。由上可見粉塵爆炸
中, 氣、固兩相均同時(shí)存在, 因此使燃燒過程變
得更復(fù)雜了。
上述的著火過程是在微小的粉塵粒子處于
懸浮狀態(tài)的短時(shí)間內(nèi)完成的。對(duì)較大的粉塵粒
子由于其懸浮時(shí)間短, 不能著火, 有時(shí)只是粒子
表面燒焦或根本未燃燒。粉塵云中的粒子大小
和形狀不可能是完全一樣的, 粉塵的懸浮時(shí)間
因粒子的大小與形狀而異, 因此能保持一定濃
度的時(shí)間和范圍是極有限的。若條件都能滿足,
則粉塵爆炸的威力是相當(dāng)大的, 否則爆炸威力
可能很小, 甚至不發(fā)生。
O
3 .
粉塵與氣體防爆的比較
l) 爆炸性混合物的狀態(tài)
可燃性氣體與空氣容易達(dá)到充分混合, 且
重力影響可以忽略不計(jì)。粉塵粒子比空氣分子
大得多, 重得多, 重力影響很明顯。隨著帶來(lái)的
是粉塵在空氣中懸浮的空間分布均勻性與時(shí)間
持久性都遠(yuǎn)不如可燃性氣體混合物的均勻性和
持久性。因此粉塵的粒子大小、形狀、重量, 分布
的均勻性、濃度對(duì)粉塵云的形成及其燃燒爆炸
性能都有影響。例如, 一個(gè)邊長(zhǎng)為k m 的立方
體固態(tài)物, 若分成邊長(zhǎng)為0 . o 01 m m 的粉塵顆
粒時(shí), 其表面積增加了1 0 , 0 0 倍, 其所有顆粒
總和的表面積為6m , 。因此, 當(dāng)其與空氣接觸,
發(fā)生氧化反應(yīng)時(shí), 其燃燒之劇烈, 放熱之大, 可
想而知。這也說(shuō)明危險(xiǎn)的粉塵爆炸只發(fā)生在呈
懸浮狀分布的粉塵云中, 而沉積在地面和設(shè)備
表面的粉塵層的危險(xiǎn)性, 則主要表現(xiàn)在熱自燃
或被揚(yáng)起而呈粉塵云分布狀態(tài)時(shí)。粉塵層沉積
在設(shè)備表面, 由于其絕熱性能, 使設(shè)備過熱, 在
粉塵層增厚時(shí), 一些粉塵點(diǎn)燃溫度也會(huì)降低。
2) 爆炸極限
氣體爆炸極限往往是在人們不易覺察時(shí)就
悄悄達(dá)到了, 尤其是爆炸下限, 因此危險(xiǎn)性比較
大。而粉塵云即便在爆炸濃度下限, 對(duì)人的呼吸
來(lái)說(shuō)也是難以忍受的, 因此人很容易覺察其危
險(xiǎn)性。粉塵云的爆炸下限濃度約10 一6 09 / m 3 ,
爆炸上限濃度約2 一6 k g / m , , 這種濃度一般只
發(fā)生在貯運(yùn)或加工設(shè)備中。
3) 出現(xiàn)故障的持續(xù)時(shí)間
氣體爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所出現(xiàn)故障時(shí), 應(yīng)盡可能
降低氣體濃度, 故障排除后, 氣體和環(huán)境又恢復(fù)
到最初狀態(tài)。粉塵一旦出現(xiàn)不易散掉, 而且會(huì)沉
積下來(lái), 增加通風(fēng)往往會(huì)揚(yáng)起粉塵層形成粉塵
云, 比原來(lái)粉塵層更危險(xiǎn)。因此, 可燃粉塵可能
出現(xiàn)的場(chǎng)所, 不能根據(jù)時(shí)間劃分為正常條件和
不正常條件, 因?yàn)榉蹓m不會(huì)隨著時(shí)間和通風(fēng)而
擴(kuò)散。
4) 最小點(diǎn)燃能量
大多數(shù)粉塵的最小點(diǎn)燃能量均比氣體大幾
個(gè)數(shù)量級(jí)。當(dāng)然對(duì)于幾種特例(如磷、苯酚) 來(lái)
l
1 9年9 第 8 期 爆炸性環(huán)境電氣防爆技術(shù) 總第 1 1 期3 說(shuō), 最小點(diǎn)燃能量低于10 m J , 與氣體的數(shù)值范
圍差不多。
5) 介質(zhì)的外殼密封性
與氣體密封外殼不同, 塵密外殼可利用相
對(duì)簡(jiǎn)單的機(jī)械方法( 密封)制造。此方法可以在
電氣設(shè)備內(nèi)部形成“ 2 區(qū)”或“ 無(wú)危險(xiǎn)區(qū)” 。這種
簡(jiǎn)單的原理就是粉塵防爆的一個(gè)重要組成部
分。
按E N 5 0 0 18 , 隔爆型“ d ” 電氣設(shè)備, 因設(shè)備
級(jí)別和外殼容積不同, 其隔爆間隙大約在0 .
1
~ o · 7 5 m m ( 即1 0 0 ~ 7 50 拼m ) , 可燃性粉塵的顆
粒大小為0 . 0 2 ~ 0 . 0 4 m m ( 即2 0 ~ 4 0 0拌m ) , 由
此可見, 氣體防爆的隔爆外殼并不是不加改變
即可滿足塵密要求的。
6) 粉塵防爆更取決于工況條件
粉塵防爆比氣體防爆更取決于設(shè)備現(xiàn)場(chǎng)的
工況條件。如一臺(tái)粉塵防爆電氣設(shè)備, 其表面溫
度在標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的s m m 厚積塵時(shí)處于規(guī)定的限
值之內(nèi), 盡管取得了檢驗(yàn)合格證書, 但如果與此
條件相違: 設(shè)備上積著厚厚的粉塵, 或者完全被
粉塵淹沒, 那么, 也會(huì)變成危險(xiǎn)源。因此, 粉塵防
爆與氣體防爆相比, 更大程度地取決干設(shè)備的
正確選型、使用條件和持續(xù)的監(jiān)控及維護(hù)。
五、粉塵防爆電氣設(shè)備
1.
粉塵防爆電氣設(shè)備的防爆原理
從物質(zhì)燃燒的三要素( 存在可燃性物質(zhì)具
有足夠助燃物質(zhì)、具有足夠能量的點(diǎn)火源) 分析
可知, 使用于粉塵爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的電氣設(shè)備如
果不采取防爆措施, 那么它就是存在點(diǎn)燃危險(xiǎn)
的多種點(diǎn)火源, 因此, 對(duì)于粉塵爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所使
用的電氣設(shè)備, 其防爆原理應(yīng)該是:
l ) 如果能把電氣設(shè)備的各種點(diǎn)火源的能量
完全降低到安全水平以內(nèi), 即低于粉塵的最小
點(diǎn)燃能量, 則這種電氣設(shè)備就是防爆安全的。
由現(xiàn)有的防爆電氣設(shè)備類型可知, 本質(zhì)安
全型電氣設(shè)備可以滿足粉塵防爆要求。
2) 如果不能把電氣設(shè)備的各種點(diǎn)火源的能
量完全降低到安全水平之內(nèi), 則只能將可燃性
粉塵混合物與電氣設(shè)備存在的各種點(diǎn)火源隔
離。并且從提高安全性出發(fā), 應(yīng)盡可能防止或降
低點(diǎn)火源出現(xiàn)的的可能。粉塵防爆電氣設(shè)備即
是根據(jù)這種原理考慮的, 具體來(lái)說(shuō):
① 防止粉塵的進(jìn)入和沉積;
②限制設(shè)備最高表面溫度;
③ 防止或降低其它火花、電弧或高溫出現(xiàn)
的可能。
2
.
粉塵防爆電氣設(shè)備的防爆措施
1 .
防止粉塵的進(jìn)入和沉積
1) 按照設(shè)備外殼限制粉塵進(jìn)入設(shè)備內(nèi)部的
能力, 將設(shè)備外殼分為二類:
塵密外殼( 標(biāo)志: D T ) : 外殼防護(hù)等級(jí)為
IP 6 X , 意即這種外殼具有6 級(jí)防外物能力。實(shí)
際上它是一種能夠阻止所有可見粉塵顆粒進(jìn)入
的外殼。
防塵外殼( 標(biāo)志: D P ) : 外殼防護(hù)等級(jí)為
I P SX , 意即這種外殼具有5 級(jí)防外物能力。實(shí)
際上它是一種不能完全阻止粉塵進(jìn)入, 但其進(jìn)
入量不會(huì)影響設(shè)備安全運(yùn)行的外殼。
由上可見, 塵密外殼( D T ) 是一種具有較強(qiáng)
防護(hù)能力的特殊防塵外殼; 而防塵外殼( D P ) 只
是一種具有一般防護(hù)能力的普通防塵外殼。后
者僅適用于非導(dǎo)電性可燃粉塵存在的n 區(qū)場(chǎng)
所; 前者可用于各種可燃性粉塵存在的10 、n
區(qū)場(chǎng)所。
不論是塵密外殼, 或是防塵外殼, 其防塵能
力主要是靠外殼接合面的結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)的, 對(duì)于
各種不同型式的接合面( 平面式, 止口式、密封
式、螺紋式、圓筒式等) 國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)G B 1 2 4 7 .6 1一
9 0 推薦了典型結(jié)構(gòu), 并規(guī)定了應(yīng)該滿足的結(jié)構(gòu)
參數(shù), 這些結(jié)構(gòu)和參數(shù)的安全有效性, 最后都要
通過試驗(yàn)來(lái)考核。
2) 為保證整個(gè)接合面的緊密配合, 凡用螺
栓或螺釘緊固時(shí), 應(yīng)具有足夠數(shù)量的緊固螺栓
或螺釘。
3) 密封墊須采用石棉、橡膠或其它耐久的
優(yōu)質(zhì)材料, 并應(yīng)適合電氣設(shè)備的負(fù)荷狀況和預(yù)
計(jì)的工作壽命溫度。
4) 接合面須有防銹措施, 但不準(zhǔn)涂油漆。
5) 接合面還應(yīng)具有一定的表面粗糙度。
1 l
年第 期 爆炸性 環(huán)境電氣防爆技術(shù) 總第 全期 設(shè)備外殼表面應(yīng)設(shè)計(jì)成不利于粉塵堆積
并易于清理的結(jié)構(gòu)。
限制設(shè)備最高表面溫度
限制設(shè)備最高表面溫度是防塵粉塵防爆電
氣設(shè)備點(diǎn)燃可燃性粉塵的一條主要措施, 在實(shí)
際運(yùn)行中將電氣設(shè)備表面可能達(dá)到的最高溫度
限制在允許的最高表面溫度之內(nèi)。這個(gè)溫度值
取決于粉塵的類型、粉塵層厚度及采用的安全
系數(shù)。因?yàn)榕c氣體防爆不同, 在氣體防爆電氣設(shè)
備中最高表面溫度只考慮設(shè)備本身的發(fā)熱因素
和散熱結(jié)構(gòu)影響, 而粉塵防爆電氣設(shè)備由于表
面沉積粉塵層, 甚至?xí)驗(yàn)榍鍜呔S護(hù)不及時(shí), 粉
塵層愈積愈厚, 這一方面粉塵層的隔熱作用導(dǎo)
致電氣設(shè)備表面溫度升高; 另一方面粉塵層發(fā)
生悶燃的色險(xiǎn)性增大。
I E C 標(biāo)準(zhǔn)對(duì)價(jià)塵云和粉社層狀態(tài)山`
啟飽設(shè)備
表面溫度分別有限制規(guī)定: 前者電氣設(shè)備最高
表面溫度不允許超過該粉塵一空氣爆炸性混合
物點(diǎn)燃溫度的粵; 后者應(yīng)低于這種粉塵悶燃溫
rJ/ ` ’、、乃、、, ~ ~ “ J 3 ” “ 曰’一’州` 一” ` / `
一
’ “ ’ ”、,
一
度7 5 K 。以上兩個(gè)溫度值的較低者而為限制設(shè)
備最高表面溫度的依據(jù)。
以上粉塵層的悶燃溫度是在sm m 厚度粉
塵層前提下測(cè)定的, 如果粉塵層厚度超過
s m m , 則需進(jìn)一步降低設(shè)備表面溫度。
我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)G B 1 2 4 7 6 . 1一90 參考日本和美
國(guó)標(biāo)準(zhǔn)物粉塵按點(diǎn)燃溫度( 粉塵云和粉塵層點(diǎn)
燃溫度中較低值) 劃分為3 個(gè)組別( 見表1 ) , 電
氣設(shè)備也按這3 個(gè)組別來(lái)設(shè)計(jì), 限制其最高表
面溫度, 并考慮到設(shè)備有無(wú)過負(fù)荷運(yùn)行的情況,
將電氣設(shè)備允許的最高表面溫度值列于表2 。
表2
溫度點(diǎn)燃溫度( ℃ ) 允許最高表面溫度( ℃ )
組別無(wú)過負(fù)荷時(shí)有認(rèn)可的過負(fù)荷
T l l T > 2 7 0 2 1 5 19 0
T 生2 2 7 0 ) T > 2 00 1 6 0 14 5
T 1 3 2 0 0 ) 飛’ > 1 50 1 2 0 1 10
這種劃分為3 個(gè)組別的方法, 較之對(duì)每一
種粉塵單獨(dú)考慮其點(diǎn)燃溫度及安全系數(shù)的方
法, 更有利于設(shè)備制造廠的生產(chǎn)經(jīng)濟(jì)性, 對(duì)用戶
設(shè)備選型也佼方便。
粉塵防爆電氣設(shè)備由于對(duì)設(shè)備外殼采取了
有效的防粉塵進(jìn)入的結(jié)構(gòu), 因此一般不考慮設(shè)
備內(nèi)表面的最高允許溫度。但是在下述情況下
應(yīng)采取安全措施: 如果電氣設(shè)備外殼蓋或門的
開啟時(shí)間小于內(nèi)部元件冷卻到低于設(shè)備允許最
高表面溫度所需的時(shí)間時(shí), 須在外殼上設(shè)置警
告牌, 標(biāo)明蓋或門開啟前最少延遲的時(shí)間。
3 .
防止或降低其他火花、電弧或高溫出現(xiàn)
的可能
上述二項(xiàng)( 防止粉塵進(jìn)入和沉積; 限制設(shè)備
最高表面溫度) 是粉塵防爆電氣設(shè)備的主要防
爆措施, 但是對(duì)確保防爆安全性, 提高可靠程
度, 保持足夠的安全裕度來(lái)說(shuō)還是不夠的, 也即
是對(duì)其他可能出現(xiàn)的火花、電弧、高溫等因素仍
要采取措施, 防止或降低其可能的危險(xiǎn)性。
l) 材質(zhì)
粉塵防爆電氣設(shè)備外殼材質(zhì)在選用的時(shí)
候, 主要考慮兩點(diǎn): ① 保證外殼具有足夠的強(qiáng)
度、剛度, 防止設(shè)備接合面的緊密接合性受到破
壞或降低, 某些設(shè)備外殼也會(huì)因材質(zhì)強(qiáng)度、剛度
不夠產(chǎn)生不應(yīng)有的變形, 引起碰撞和摩擦, 產(chǎn)生
危險(xiǎn)的點(diǎn)火源。
② 設(shè)備外殼材質(zhì)必須是不會(huì)因沖擊、摩擦
面產(chǎn)生點(diǎn)火源的。如試驗(yàn)證明輕金屬合金外殼
易受沖擊引起爆炸事故, 這可能是由于沖擊生
成的輕金屬合金微粒, 在空氣中著火燃燒而形
成的高溫灼熱顆粒, 引起其他可燃物著火造成
的。又如青銅材質(zhì)不易引起摩擦火花, 而鋁與鐵
銹材質(zhì)摩擦?xí)r卻容易產(chǎn)生點(diǎn)火火花等。因此合
理的選擇外殼材質(zhì)不僅是外殼強(qiáng)度、剛度的需
要, 而且是避免產(chǎn)生點(diǎn)火源的措施之一。
2) 塑料外殼
塑料作為現(xiàn)在廣泛應(yīng)用的工程材料, 如用
作防爆電氣設(shè)備的外殼材質(zhì)主要考慮其安全要
求是: 機(jī)械強(qiáng)度、防止燃燒、防止積聚靜電、具
有較好的熱穩(wěn)定性。
3) 緊固件
從防爆安全角度出發(fā)對(duì)緊固件的要求也不
可輕視。緊固件須有防松裝置, 以確保外殼接合
面的緊密性達(dá)到防護(hù)等級(jí)要求; 緊固件必須是
1 2
年第 期 爆炸性環(huán)境 電氣防爆技術(shù) 總第 期 使用專用工具才能打開的結(jié)構(gòu)緊固件的材料
或表面處理要求。
絕緣套管 )
絕緣套管是固定接線端子的絕緣件, 在接
線過程中會(huì)承受扭力矩作用, 因此須通過連接
件扭轉(zhuǎn)試驗(yàn)來(lái)考核連接的可靠性和機(jī)械強(qiáng)度。
此外為保證絕緣性能對(duì)材料性能亦響一
要求。
5) 聯(lián)鎖裝置
聯(lián)鎖是保證電氣設(shè)備在帶電狀態(tài)下, 設(shè)備
外殼不被隨意開啟的必要措施, 對(duì)防爆安全有
著直接的關(guān)系。其結(jié)構(gòu)應(yīng)保證不易拆除, 而且應(yīng)
設(shè)計(jì)成非專用工具不能解除其聯(lián)鎖功能的結(jié)
構(gòu)。
6) 粘接材料
用于粉塵防爆電氣設(shè)備的粘接材料, 為確
保其良好的粘接功能, 應(yīng)通過試驗(yàn)考核其機(jī)械
性能和熱、化學(xué)、溶劑等作用下的穩(wěn)定性。
7) 連接和連接件
連接和連接件似乎是一個(gè)簡(jiǎn)單問題, 但在
電氣設(shè)備中卻是一個(gè)直接關(guān)系到產(chǎn)生火花、電
弧或高溫的重要間題, 主要的關(guān)鍵是保證連接
的有效性和可靠性。有效性指良好的接觸導(dǎo)電
性, 可靠性指在機(jī)械、熱等因素影響下保持連接
的有效性不降低。
8) 接線盒
接線盒是供電氣設(shè)備和外部配線連接的空
腔。它也是防爆電氣設(shè)備可能出現(xiàn)事故較多的
部位, 主要考慮的問題是結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)的合理性和
連接的可靠性, 具體包括: ①接線盒空腔的防塵
結(jié)構(gòu)應(yīng)與設(shè)備主體的防塵性能一致: ② 接線盒
空腔與設(shè)備主體空腔之間應(yīng)可靠密封; ③ 盒內(nèi)
接線方便; ④ 盒內(nèi)電氣間隙和爬電距離應(yīng)符合
氣體防爆標(biāo)準(zhǔn)的相應(yīng)要求。
9 ) 引入裝置
粉塵防爆電氣設(shè)備的引入裝置的結(jié)構(gòu)和各
項(xiàng)要求與氣體防爆電氣設(shè)備的引入裝置相同。
因?yàn)闅怏w防爆電氣設(shè)備的引入裝置的防爆原理
是密封隔離, 這與粉塵防爆的原理是一致的, 因
此兩者結(jié)構(gòu)和要求可以通用。
1 0 ) 接地
接地雖是許多電氣設(shè)備的通用要求, 但是
對(duì)防爆電氣設(shè)備來(lái)說(shuō), 接地還是一項(xiàng)不可缺少
的防爆安全措施。粉塵防爆電氣設(shè)備的接地要
求與氣體防爆電氣設(shè)備相同。
1 1 )其他
涉及具體的電氣設(shè)備, 如電動(dòng)機(jī)、變壓器、
斷路器、隔離開關(guān)、插銷、控制器、燈具等, 如使
用在粉塵爆炸性場(chǎng)所, 除必須符合粉塵防爆電
氣設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)的通用要求之外, 還須符合有關(guān)的
專用規(guī)定。
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