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粉塵爆炸及預防措施

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粉塵爆炸及預防措施知識培訓

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 目    錄
1.國內外事故情況
2.粉塵爆炸的基本原理
3.預防技術措施
一、國內外粉塵爆炸事故情況
■ 歷史上第一次有記載的粉塵爆炸事故，14/12/1785, Turin, Italy

■ 我國當前可燃性粉塵爆炸事故呈現多發態勢
2014/8/2，昆山中榮金屬制品公司發生鋁粉爆炸，已造成81人死亡、179人受傷
2012/8/5，浙江溫州一個體鋁制鎖拋光加工場發生鋁粉爆炸，造成13人死亡14人受傷
2010/2/24，秦皇島驪驊淀粉廠發生淀粉爆炸，造成 20人死亡48人受傷
1987/3/15，哈爾濱亞麻紡織廠靜電引起亞麻粉塵爆炸，造成 58人死亡177人受傷
■ 昆山中榮金屬制品有限公司    事故現場
■ 秦皇島驪驊淀粉廠   事故現場
其中僅金屬粉塵引發的事故就有（2009-2014年）：

序號	日期	事故地點	死亡人數	重傷人數	事故簡要情況
1	2014/8/2	江蘇昆山	81	179	鋁粉粉塵爆炸
2	2014/7/11	河北石家莊	1	1	鎂鋁合金粉塵爆炸
3	2013/11/12	河北唐山	1		鎂粉粉塵爆炸
4	2012/11/20	廣東深圳		6	金屬粉塵爆燃
5	2012/8/5	浙江溫州	13	15	鋁粉粉塵爆燃
6	2011/11/11	浙江溫州	1		金屬粉塵爆炸
7	2010/12/1	浙江溫州	1		金屬粉塵爆炸
8	2010/11/25	江蘇鹽城	2		鋁粉粉塵爆炸
9	2010/8/5	廣東深圳	1	2	金屬粉塵燃爆
10	2009/10/29	浙江金華	2	2	拋光粉塵爆炸
11	2009/9/7	廣東揭陽		2	金屬粉塵爆炸
12	2009/8/23	湖南長沙	1		金屬粉塵爆炸
13	2009/3/11	江蘇鎮江	11		鋁粉粉塵爆炸
國際上著名的粉塵爆炸事故
■ 2003年2008年2月8日美國皇家糖廠事故，14人死亡，36人重傷。
■ 1月29日,西部制藥廠,6人死亡,38人受傷。
■ 2003年10月29日，賀氏公司鑄鋁廠鋁塵爆炸、火災，1人死亡，多人受傷。
■ 2003年2月20日，CTA隔聲材料廠樹脂粉塵爆炸，7人死亡，37人受傷。
■ 1952—1979年間，日本發生各類粉塵爆炸事故209起，傷亡共546人，其中以粉碎制粉工藝和除塵系統較突出。
■ 1965—1980年間，聯邦德國發生各類粉塵爆炸事故768起，其中較嚴重的是木粉及木制品粉塵和糧食飼料爆炸事故。
■ 1980—2005年間，美國發生各類粉塵爆炸事故281起，死亡119人，受傷718人。
■ 新西蘭：奶制品冷庫爆炸
■ 馬來西亞：面粉廠爆炸
■ 韓國：鏈斗提升機糧食粉塵爆炸
■ 新加坡：塑料粉塵爆炸、奶酪廠噴霧干燥器爆炸
■ 澳大利亞：食糖爆炸
■ 菲列賓、印度：水泥廠煤塵爆炸
■ 印度：奶粉廠噴霧干燥器爆炸
二、粉塵爆炸的基本原理
2.1 幾個基本概念
2.2 什么是粉塵爆炸？
2.3 為什么粉塵會發生爆炸？
2.4 什么樣的粉塵會發生爆炸？
2.5 粉塵爆炸的五個要素
2.6 引發粉塵爆炸的點火源
2.7 粉塵爆炸的破壞性
2.8 粉塵爆炸性參數 
2.1 粉塵的幾個基本概念
— — 粉塵
 ■ 國際標準化組織定義：  粒徑小于75μm的固體懸浮物 。 （人類頭發的
    直徑約為50-80μm）
■ GB/T15604-2008《粉塵防爆術語》：細微的固體顆粒。
■ 可分為：呼吸性粉塵/漂塵/降塵/可見粉塵/顯微粉塵等。 
 ■ 特點：在其自重作用下能夠沉降下來，但又可在空氣中懸浮一些時間
— — 可燃性粉塵
  ■ 能與氣態氧化劑（主要是空氣）發生劇烈氧化反應的粉塵
  ■ 美國消防規范（NFPA）：直徑小于420微米，在分散狀態下點火會引起火災或爆炸的細微顆粒物。
  ■ 特點：懸浮于空氣中達到一定濃度范圍時能被點燃
  ■ 如：農業（淀粉、面粉、飼料、糧食） 
            化學（塑料、香料、硫、橡膠、染料、殺蟲劑 、橡膠、化肥）
            醫藥食品工業（藥品、糖）
            金屬加工（鋁、鎂、鋅等）
            煤、木材、煙草、造紙、紙漿、家具等
— —粉塵云和粉塵層
 ■  粉塵云：懸浮在助燃氣體中的高濃
                   度可燃粉塵與助燃氣體的
                   混合物。
 ■  粉塵層：指的是沉積在地面或物體表
                         面上的可燃粉塵群。
2.2 什么是粉塵爆炸
 粉塵爆炸的破壞通常是由二次爆炸引起的。
 防止“二次爆炸”主要是減少爆炸傳播途徑上的粉塵，減少粉塵爆炸
  的能量來源。
粉塵爆炸定義：火焰在粉塵云中傳播，引起壓力、溫度明顯躍升的現象。
 ■  一次爆炸：也叫初始爆炸，由初始點火源引起的爆炸。  
 ■  二次爆炸：第一次爆炸氣浪把沉積在設備或地面上的粉塵吹揚起來，
                      在第一次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。
■ 多次爆炸：隨著爆炸引起極大的震動，沉積在不同部位的粉塵揚起，
                    形成多個粉塵云，從而產生連環爆炸。

■ 2008年2月7日美國皇家糖廠   事故現場
2.3 為什么粉塵會發生爆炸

可燃粉塵氧化反應釋放能量

誘發較大區域粉塵反應、釋放能量

溫度、壓力急劇上升，氣體急劇膨脹
1
2
     粉塵云著火時，頃刻間燃燒，釋放大量熱能，使得燃燒氣體溫度驟然升高，體積劇烈膨脹，形成很高的膨脹壓力，一旦空間受限，則發生爆炸。
2.4 什么樣的粉塵會發生爆炸
具有爆炸性的粉塵，包括：
金屬（如鎂粉、鋁粉、鈦粉）；
煤炭（如煤粉）；
糧食（如面粉、糖粉、玉米粉、土豆粉、
          干奶粉、淀粉）；
飼料（如血粉、魚粉）；
農副產品（如棉花、煙草、茶葉粉塵）；
林產品（如紙粉、木粉、纖維粉塵）；合成材料（如塑料、染料）。
美國1980-2005年不同粉塵爆炸事故比例
2.5 發生粉塵爆炸的五要素
發生粉塵爆炸的五要素

點火源

助燃物
（氧或空氣）

可燃性粉塵

粉塵形成云狀

受限空間
2.6 引發粉塵爆炸的點火源
根據產生能量的方式的不同，點火源可分成七類：
【1】明火焰 
         * 吸煙
         * 工業動火-如氣焊割
         * 其它明火-如加熱爐
【2】高溫物體
  *  加熱設備、供暖設備和管線（電烙鐵、暖氣片、未加保  溫的熱
      力管道）
  *  非防爆電機、燈具的熱表面（過熱馬達、白熾燈）
  *  其他（汽車排氣管、煙囪火星、焊割作業金屬熔渣）
【3】電氣火花 
  *  電氣線路短路
  @ 電纜老化
  @ 電纜因環境原因被破壞（機械破壞、老鼠啃咬等）
  *  非防爆電氣設備啟停或運行過程產生的火花
  @ 非防爆的接插件、非防爆開關、非防爆電機
  *  電氣設備過載 
【4】靜電放電
  * 火花放電、刷型放電、電暈放電、靜電積累
  * 人體靜電
【5】光線照射與聚焦(雷閃電、光線聚焦)
【6】絕熱壓縮
【7】撞擊與摩擦
  *  轉動軸摩擦發熱
  *  粉碎設備（各種破碎機、磨粉機）中進入雜物（鐵等金屬物質、石子）
  *  斗式提升機跑偏、打滑、斷帶
  *  皮帶輥與支架摩擦
  *  刮板機刮板與箱體摩擦
  *  螺旋輸送機堵料摩擦
  *  旋轉下料閥堵料摩擦
  *  風機葉輪與殼體或外物摩擦或碰撞
  *  采用不防爆的作業工具
【8】化學反應放熱
  *  氧化燃燒
  *  自燃
*  自燃的條件
   @  絕熱性和保溫性好，具備熱積累條件，纖維、粉末或片狀。
   @  易進行產熱反應（如分解熱，氧化熱，水合熱，反應熱，發酵熱等）
   @  產熱速率超過散熱速率
         @-1 自燃著火一般需要相當長的發展時間
         @-2 易自燃著火的物質：鋁鎂等活潑金屬粉塵，硝化棉，油污染棉
                                                紗，煤堆，面粉等糧食倉庫
*  粉塵的自燃
   @  大量自由堆積的粉塵，如煤山、面粉和玉米粉等糧食倉庫、聚集金屬
         粉塵的集塵桶等時常會發生自燃著火。 
   @  吸濕或遇水會催進某些堆積粉塵自燃著火。
  @-1  糧食粉塵遭水浸后發熱自燃
  @-2  鐵粉或鐵切削屑在船舶運輸過程中，因船艙內浸入雨水或海水
           而引起自燃著火
  @-3  金屬加工行業切削打磨產生的鋁鎂粉塵遇濕后自燃
特別注意：尤其夏季高溫、高濕情況下，粉塵在散熱不利且儲存量大、堆積層較厚、通風不良時，更易引起熱積累，發生自燃著火。
*  引發事故的點火源統計數據
2.7 粉塵爆炸的破壞性
【1】具有極強的破壞性。
粉塵的燃燒速度和爆炸壓力雖然比氣體小，但因燃燒的時間長，產生的能量大，所以產生破壞和燒毀的程度要大得多。
【2】容易產生二次爆炸、多次連環爆炸。
【3】能產生有毒氣體，往往造成爆炸過后的大量人畜中毒傷亡。
 一氧化碳；
爆炸物(如塑料)自身分解的毒性氣體。
【4】發生粉塵爆炸的時候，會有燃燒的粒子飛散，如果飛到可燃物或人體上，會使可燃物局部嚴重碳化或人體嚴重燒傷。
2.8 粉塵爆炸性參數
粉塵云最小點火能量
    * 最小點火能大致是10~100mJ，比可燃氣的最小點火能大1~2個數量級。
    * 鋁粉（現場提取）的粉塵云最小點火能： 47.1mJ~58.2mJ
粉塵層最低點火溫度
粉塵云最低點火溫度
    * 點火溫度越低，越容易燃燒或爆炸。
      鋁粉（現場提取）的粉塵云最低點火溫度： 590℃
        通常 粉塵層最低點火溫度

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