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可燃爆粉尘的危害及防治

发布日期:2018-07-17

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施工现场粉尘 图片

一、      可燃爆粉尘基础知识

粉尘爆炸,指粉尘在爆炸极限范围内,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功以及光和热的辐射,具有很强的破坏力。

(一) 产生条件

1)可燃性粉尘以适当的浓度在空气中悬浮,形成人们常说的粉尘云;

       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。

       具有爆炸性粉尘有:金属(如粉、粉、粉);煤炭;粮食(如小麦粉淀粉);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)。

       某些厂矿生产过程中产生的粉尘,特别是一些有机物加工中产生的粉尘,在某些特定条件下会发生爆炸燃烧事故。

2)有充足的空气和氧化剂;

3)有火源或者强烈振动与摩擦 :

         根据产生能量的方式的不同,点火源可分成八类:

       ①明火焰 (动火、吸烟、气焊割等)    

       ②高温物体 (过热马达、电烙铁、白炽灯、汽车排气管、烟囱火星、焊割作业金属熔渣、暖气片等过热表面)

       ③电气火花 (接线盒、开关、控制箱漏电、短路、接触不良、继电器接点等)

        撞击与摩擦(使用铁制工具、运输工具撞刮、润滑不良轴承、氧化剂撞击)

        绝热压缩(指气体在和外界没有热交换的情况下进行的压缩过程)

        光线照射与聚焦(雷闪电、光线聚焦)

        化学反应放(氧化燃烧、自燃)

        静电放电(电晕放电、静电积累、火花放电)。

(二)、爆炸原理

     粉尘云着火时,顷刻间完成燃烧过程,释放大量热能,形成爆燃,使燃烧气体温度骤然升高,体积剧烈膨胀,形成很高膨胀压力,一旦空间受限,发生爆炸!这种爆炸反应以及爆炸火焰速度、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。

        一般比较容易发生爆炸事故的粉尘大致有铝粉、锌粉、硅铁粉、镁粉、铁粉、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。这些物料的粉尘易发生爆炸燃烧的原因是都有较强的还原剂HCNS等元素存在,当它们与过氧化物和易爆粉尘共存时,便发生分解,由氧化反应产生大量的气体,或者气体量虽小,但释放出大量的燃烧热。例如,铝粉只要在二氧化碳气氛中就有爆炸的危险。

      一般认为燃烧热越大的物质越容易爆炸,如煤尘、碳、硫黄等。氧化速度快的物质容易爆炸,如镁粉、铝粉、氧化亚铁、染料等。容易带电的粉尘也很容易引起爆炸,如合成树脂粉末、纤维类粉尘、淀粉等。一些导电不良的物质由于与机器或空气摩擦产生的静电积聚起来,当达到一定量时,就会放电产生电火花,构成爆炸的火源。

(三)主要危害

      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。

      2)容易产生二次爆炸,多次连环爆炸。第一次爆炸气浪把沉积在设备或地面上的粉尘吹扬起来,在爆炸后的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,必须充分重视。

       1987年,黑龙江省哈尔滨亚麻厂发生亚麻粉尘爆炸事故,造成58人死亡,65人重伤,112人轻伤。

      2010年22416时许,河北省秦皇岛骊骅淀粉股份有限公司淀粉四车间曾发生一起粉尘爆炸事故,造成19人死亡,49人受伤。

      2011年52019时许,富士康集团鸿富锦成都公司抛光车间在生产中发生爆炸事故,造成3人死亡,15人受伤,其中多人重伤,爆炸原因查明是打磨的铝制粉尘在管道内堆积,遇电器开关打火,在排风桶内引起爆炸。      

       2012年8月温州市瓯海区一幢民房在生产中发生铝粉尘爆炸,导致坍塌并燃烧,造成13人死亡、15人受伤。

20142510时发生在青冈县的黑龙江龙凤玉米有限公司淀粉包装车间爆炸,初步认定系粉尘飞扬引发。事故共造成19伤。

       2014年28日晚11时许,常州市新北区新桥镇史墅村华达化工厂发生金属铝粉尘爆炸,1人受伤。

       2014年41610时左右,江苏省南通市如皋市东陈镇双马化工有限公司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527日下午4时许,广东溢达纺织有限公司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6211715分左右,乌苏市新疆天玉生物科技有限公司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82日上午737分许,江苏昆山市开发区中荣金属制品有限公司汽车轮毂抛光车间在生产过程中发生爆炸。截至20148614:30时,共75人死亡,185人受伤。

2016年42916时许,广东省深圳市光明新区精艺星五金加工厂发生铝粉尘爆炸事故。截至56日,已造成4人死亡、6人受伤,其中5人严重烧伤。

 

粉尘爆炸现场图片

粉尘爆炸现场图片

粉尘爆炸现场图片2

粉尘爆炸现场图片

粉尘爆炸事故伤者图片

粉尘爆炸事故伤者图片

(四)容易发生粉尘爆炸的生产工艺

       1) 粉碎过程:由于机械力的作用会扬起大量粉尘,设备内悬浮的粉尘往往处于爆炸浓度范围之内。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。

      2)气固分离过程:在风力作用下,分离器内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:除尘前粉尘是处于悬浮状态的,粘附在滤材上的粉尘在清灰状态下也处于悬浮状态,若恰好有足够能量的点火源,将发生粉尘爆炸事故。

      4)干燥过程:使用喷雾、气流或沸腾干燥器干燥颗粒状物料或粉料时,设备内形成的可燃粉尘-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:气力输送过程中,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。

     7)打磨抛光过程:打磨抛光过程是最常见的粉尘产生过程,如果产生的粉尘未能及时清除,在达到一定浓度后,很容易造成爆炸事故。

       易发生粉尘爆炸的设备:粉碎机、除尘器、集尘器、气力输送机、干燥器、磨粉机等。

(五)、预防和防护措施

      预防就是消除燃料、火源和氧化剂三要素中的一个或多个因素。1)消除火源:可靠接地、使用粉尘防爆电器、火花探测与熄灭、消除明火、防止局部过热、不用金属敲击,防止产生火花;2)消除燃料:保持工作间的整洁、正确清扫、设备表面清洁(注意天花板上的粉尘);3)消除氧化剂:内部空气惰化、用惰性气体如N2C02等替代氧气、通常适用于筒仓,但对于旋风分离器、干燥器、粉尘收集器等设备不适合。

1、遏制:

       就是在设计、制造粉体处理设备的时候采用增加设备厚度的方法以增大设备的抗压强度,但是这种措施往往以高成本为代价,在金属材料价格日益昂贵的今天,采用这种措施显然是非常不经济的。

2、泄放:

定义:存在于围包体内的粉尘云发生爆炸时,在爆炸压力尚未达到围包体的极限强度之前,爆炸产物通过泄压膜泄除,使围包体不致被破坏的控爆技术。

目的:通过设置泄爆装置,降低爆炸损失。

3、抑制:

       爆炸抑制系统是在爆燃现象发生的初期(初始爆炸)由传感器器及时检测到,通过发射器快速在系统设备中喷射抑爆剂,从而避免危及设备乃至装置的二次爆炸,通俗来说相当于一个自动灭火器,但是在这里要灭的不是熊熊烈火而是发生爆炸前期的小火球。

比如:往粉体处理设备内部注入惰性气体如氮气从而降低氧气的含量,以达到抑制爆炸的目的。 

4、隔离:

隔离就是把有爆炸危险的设备与相连的设备隔离开,从而避免爆炸的传播,产生二次爆炸。一般在设备的物料入口安装化学隔离,在设备的物料出口安装机械隔离阀。 

粉尘爆炸图片

二、      可燃爆粉尘企业安全管理要点

1建筑结构:生产场所不得设置在危房或违章建筑内;生产场所应当有两个以上安全出口,疏散门向外开启,疏散通道确保畅通。

2通风除尘:是否按工艺分片设置相对独立的除尘系统,并设置接地装置;所有产尘点是否装设吸尘罩;风管中是否有粉尘沉降;是否增加废料的湿度,以降低空气中的粉尘悬浮量; 收尘器设置在建筑物外,设置有防雨措施,离明火不小于6,回收的粉尘应当储存在独立干燥的堆放场所。

3清洁制度:每天对生产场所进行清理并做好登记,应当采用不产生火花、静电、扬尘的方法清理生产场所,禁止使用压缩空气进行吹扫;及时对除尘系统(包括排风扇、抽风机等等通风除尘设备)进行清理和维护保养,使作业场所积累的粉尘量降低至最低。

4禁火措施:生产场所严禁各类明火,并在醒目处设置警示标识;需要在生产场所进行动火作业时,必须按有关规定报批且停止生产,并采取相应的防护措施。

5器材配备:根据不同的作业条件与环境,配备消防器材和个人劳动防护用品,并确保从业人员按规定佩戴合格的防尘口罩等劳动防护用品;粉尘燃烧时必须根据粉尘性质使用正确的灭火器材,比如镁粉燃烧时严禁使用普通二氧化碳灭火器灭火。

6电气电路:生产场所电气线路应当采用镀锌钢管套管保护,在车间安装空气开关和漏电保护器,设备、电源开关采用防爆防静电措施;生产场所电气线路、设备等应当由专业电工安装,严禁乱拉私接临时电线、增加设备。

7检修作业:在生产系统完全停止工作、现场积尘清理干净后,方可进行检维修作业;严禁交叉作业。

8规章制度:安全生产规章制度是否健全,安全生产岗位责任制度是否落实,粉尘作业工作流程、操作规程是否健全完善并严格执行。

9教育培训:企业从业人员必须经培训合格后,方能上岗;企业负责人、企业高中层管理人员、从业人员要定时参加安全教育培训,熟悉掌握爆炸性粉尘的危害性及防爆措施要求(相关企业必须开展针对性的培训考核)。

10安全检查:生产经营单位是否结合自身粉尘爆炸危险场所的特点,制定了本单位粉尘防爆安全检查表,并按安全检查表认真进行粉尘防爆检查和预防职业危害检查,并做好登记。

11、职业卫生:企业应建立职业卫生管理制度,进行工作场所职业危害因素检测和职业危害因素申报,定期对员工进行职业健康体检。

12应急预案:企业应当制定具有针对性的应急预案,保证作业和施救人员熟练掌握相关应急预案内容(必须建立粉尘爆炸专项应急预案并组织学习演练)。

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