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粉塵爆炸產(chǎn)生的主要條件
日期:2022年10月25日 訪問次數(shù):

引起爆炸的三個(gè)必要條件,3個(gè)條件同時(shí)具備“

(1)空氣中粉塵達(dá)到一定的濃度,即處于爆炸上下限內(nèi),一般爆炸下限為人們關(guān)注;

(2)有足夠能量的點(diǎn)火源;

(3)足夠的空氣或氧氣混合接觸。

粉塵爆炸是一個(gè)非常復(fù)雜的過程,受很多因素的影響,一般粉塵爆炸經(jīng)過以下發(fā)展過程:粉塵爆炸首先是粉塵粒子從點(diǎn)燃源獲得能量后(熱傳導(dǎo)、熱輻射)表面受熱,另外粉塵粒子獲得能量后內(nèi)外相繼受熱而產(chǎn)生熔融和氣化迸發(fā)出熾熱微小質(zhì)子顆粒或火花,會形成粉塵的點(diǎn)火源。

此時(shí)在粉塵接觸空氣且其中粒子溫度升高的條件相愛,粉塵粒子的氣化過程將表現(xiàn)更為明顯。

通常在點(diǎn)火源作用下,空氣與粉塵接觸達(dá)到一定程度時(shí)會出現(xiàn)燃燒情況,若二者混合程度較高將直接產(chǎn)生粉塵爆炸事故,而且爆炸過程中的能量將不斷釋放形成粉塵云,粉塵云與爆炸中的殘留物質(zhì)接觸時(shí)可能產(chǎn)生二次爆炸情況。

綜合來看,粉塵爆炸的產(chǎn)生主要受粉塵顆粒自身的直徑與存在的引爆源影響,而且粉塵云所產(chǎn)生的爆炸會擴(kuò)大爆炸程度。因此粉塵爆炸的條件主要體現(xiàn)在:粉塵濃度達(dá)到爆炸上下限數(shù)值;點(diǎn)火源的能量足以引發(fā)粉塵爆炸;粉塵與氧氣相混合。

防爆技術(shù)

防止爆炸的產(chǎn)生必從三個(gè)必要條件來考慮,限制了其中的一個(gè)必要條件,就限制了爆炸的產(chǎn)生。

在工業(yè)過程中,通常從下述三個(gè)方面著手對易燃易爆場合進(jìn)行處理。

(1)預(yù)防或***限度地降低易燃物質(zhì)泄漏的可能性;

(2)不用或盡量少用易產(chǎn)生電火花的電所元件;

(3)采取充氮?dú)庵惖姆椒ňS持惰性狀態(tài)。


防爆技術(shù)可分為預(yù)防性技術(shù)措施和設(shè)計(jì)性措施。預(yù)防性措施是指使粉塵的濃度低于爆炸下限和粉塵的大量堆積,及***有效引燃源;設(shè)計(jì)性措施是指預(yù)防爆炸發(fā)生的措施難以奏效時(shí)而采取的將爆炸危害程度降至***水平的措施,使爆炸不至于造成人員傷亡,爆炸后設(shè)備短時(shí)間內(nèi)可恢復(fù)使用的技術(shù),它包括:抗暴、抑爆、隔爆、泄爆等。

布袋除塵器內(nèi)作為集塵收集地,使粉塵的濃度時(shí)刻低于爆炸下限,經(jīng)濟(jì)上不劃算,也很難做到;但不讓大量粉塵堆積是可以做到的。

有效引燃源要區(qū)分下列2種引燃源:普通引燃源(例如焊接、磨削、熏煙產(chǎn)生的引燃源)和機(jī)械故障引起的引燃源(機(jī)械火花、高溫表面、無焰燃燒聚熱、靜電火花)。

其中各類運(yùn)動(dòng)摩擦引然源是***常發(fā)生的,粉塵爆炸的多半事故都是由它引起的。另外經(jīng)調(diào)查和試驗(yàn),在粉塵云中主要是發(fā)生電暈放電,在工業(yè)生產(chǎn)中尚未發(fā)生過閃電式放電。

此外,工業(yè)性生產(chǎn)設(shè)備也難以發(fā)生這種閃電式放電,除非形成的粉塵云的容器容積大于60m3或直徑大于3m,才有這種可能。

抗爆就是結(jié)構(gòu)本身能夠承受爆炸壓力,結(jié)構(gòu)本身不發(fā)生爆裂??贡Y(jié)構(gòu)有耐爆炸壓力及耐爆炸沖擊壓力2種,耐爆炸壓力設(shè)計(jì)應(yīng)遵守壓力容器設(shè)計(jì)制造規(guī)范,而耐爆炸沖擊壓力可適當(dāng)放寬。一般地:耐爆炸沖擊壓力為1.5倍的耐爆炸壓力。


抑爆就是將設(shè)備內(nèi)可燃物質(zhì)爆炸撲滅在初始階段,從而避免過高爆炸壓力的措施,一個(gè)成功的抑爆系統(tǒng)能夠在爆炸壓力1×104Pa時(shí)動(dòng)作,抑制后設(shè)備內(nèi)***壓力低于1×105Pa。

抑爆分為2種,一種為被動(dòng)式,如水袋和阻燃粉末裝置,這類裝置就是爆炸壓力上升到一定范圍內(nèi),自動(dòng)破裂拋撒出水或阻燃粉末;一種由探測初始爆炸傳感器,控制單元及帶高壓驅(qū)動(dòng)的高速噴灑(HRD)抑爆器組成的智能抑爆裝置。

隔爆就是要為防止1個(gè)容器內(nèi)發(fā)生的爆炸沿連接管道傳播到后續(xù)容器,從而導(dǎo)致系統(tǒng)爆炸,造成更大的損失,然而實(shí)際中危害***的爆炸就是因?yàn)楦舯b置不能工作或沒有設(shè)計(jì)。它一般可在管道上安裝火焰探頭,觸發(fā)相應(yīng)機(jī)構(gòu),實(shí)現(xiàn)爆炸阻斷。

粉塵爆炸會產(chǎn)生高達(dá)0.7—1MPa的壓力,而泄爆措施可以將上升的壓力限制在構(gòu)件材料強(qiáng)度所能承受的范圍內(nèi),粉塵爆炸具有圖1所示的特征,其中的曲線a表示密閉容器內(nèi)發(fā)生爆炸的情況,Pmax表示***爆炸壓力,Pn表示***爆炸壓力上升速率;曲線b表示有泄爆發(fā)生的情況,Pred表示***爆炸壓力和Pn表示***爆炸壓力上升速率。由此可見,泄爆對于減輕爆炸危害有著及其重要的作用。

布袋除塵器的防爆措施

3.1 控制布袋除塵器內(nèi)的粉塵堆積量

工業(yè)可燃性粉塵危險(xiǎn)濃度一般為:20—6000g/m3。通常布袋除塵器是工藝系統(tǒng)***部分,含塵氣體經(jīng)過管道送入布袋除塵器被捕集形成粉塵層,并通過脈沖反吹清灰落入灰斗。在這些過程中,粉塵在布袋除塵器中濃度很有可能處于上述危險(xiǎn)濃度范圍之內(nèi)。

因此,要加強(qiáng)系統(tǒng)通風(fēng)量,特別是清灰要及時(shí),使布袋除塵器和管道中的粉塵濃度低于危險(xiǎn)范圍的下限。及時(shí)把漏斗的灰塵運(yùn)走,對布袋除塵器的***正常運(yùn)行等方面至關(guān)重要,布袋除塵器處理的粉塵多是易燃型粉塵,如果漏斗灰塵不及時(shí)運(yùn)走,會使粉塵中熱量積累,容易使粉塵發(fā)生自燃。

堆積的粉塵并不是一個(gè)嚴(yán)實(shí)的整體,其中是有空氣的,堆積的粉塵其實(shí)是空氣與粉塵的混合膠體,這將會成為二次粉塵爆炸源泉,為***埋下隱患。采用雙層氣動(dòng)卸灰閥,可以保證及時(shí)排灰,減少漏風(fēng)率,并可避免不嚴(yán)密處粉塵外溢,防止粉塵二次污染。

3.2 ***點(diǎn)火源

在布袋除塵器內(nèi)點(diǎn)火源主要是以下幾種:普通引燃源、沖擊或摩擦產(chǎn)生的火化、靜電火化及外殼溫度等。

(1)普通引燃源主要是由外界的火源直接帶進(jìn)來,特別是氣割火焰和電焊火花,因?yàn)椴即龎m器一般均為焊件,對于氣割火焰和電焊火花主要是在修理儀器時(shí)產(chǎn)生的,所以可通過加強(qiáng)管理,提高工人防爆意識等方面進(jìn)行控制,在進(jìn)行儀器修理時(shí)還要***修理部位周圍的粉塵。

(2)沖擊或摩擦產(chǎn)生的火花通常是由螺母或鐵塊等金屬物件吸入布袋除塵器發(fā)生碰撞引起的火花,其***方法主要是:在吸塵罩處設(shè)置適當(dāng)?shù)慕饘倬W(wǎng),電磁除鐵裝置,防止金屬進(jìn)入收塵管道和布袋除塵器中,維修后應(yīng)及時(shí)取出落入管道中金屬物質(zhì)。


其次通風(fēng)機(jī)***布置在布袋除塵器后潔凈空氣側(cè),防止金屬異物與風(fēng)機(jī)高速旋轉(zhuǎn)葉片碰撞產(chǎn)生火花,并可防止易燃易爆粉塵與高速旋轉(zhuǎn)葉片摩擦發(fā)熱燃燒。***管網(wǎng)內(nèi)的風(fēng)速要合理,過高風(fēng)速可使粉塵加速對管道的磨損,試驗(yàn)表明磨損率同風(fēng)速成立方關(guān)系,從而給除塵器內(nèi)部帶來更多的金屬物質(zhì)。

(3)靜電產(chǎn)生的機(jī)理現(xiàn)在還沒有弄清出,但可以采取必要措施防靜電。選用與帶電序列中相近的物質(zhì),或與帶電序列相反的物質(zhì)組合起來使用,盡量減少接觸電位差,那么就可以***的抑制靜電的產(chǎn)生。

所帶的正負(fù)電荷自行中和,達(dá)到***靜電的目的。其次接地是***主要、***普遍的泄漏措施之一。

設(shè)備、容器、管道等應(yīng)保持等電位。根據(jù)實(shí)際情況,采用分散或集中的接地系統(tǒng)進(jìn)行可靠接地,其接地電阻要求在1—2Ω范圍之內(nèi)。此外增加導(dǎo)電性,用導(dǎo)體或?qū)щ娢镔|(zhì)代替高絕緣性物質(zhì)。

特別是采用抗靜電濾料,這主要是試驗(yàn)表明濾料是產(chǎn)生靜電***集中的部位,另外,堆積于濾袋上的粉塵層使空間電場強(qiáng)度增大,有可能擊穿空氣而發(fā)生火花放電。***可以采用提高環(huán)境濕度的辦法來泄漏靜電,也可以在生產(chǎn)過程中直接摻水。

(4)保持除塵器外殼的溫度不能過高,由于大量粉塵被外殼內(nèi)壁吸附,外殼溫度過高使的粉塵表面受熱,獲得能量后產(chǎn)生熔融和氣化迸發(fā)出熾熱微小質(zhì)子顆?;蚧鸹?,也形成粉塵的點(diǎn)火源。所以控制好環(huán)境溫度不可把布袋除塵器放置屋外。

3.3 安裝泄爆膜

對于布袋除塵器來說,***有效也***經(jīng)濟(jì)防爆措施是安裝泄爆膜,安裝泄爆膜關(guān)鍵在于泄爆面積的計(jì)算,泄爆面積太小不起作用,太大又會增加成本。布袋除塵器泄爆位置也很重要,主要靠近易爆發(fā)生點(diǎn),泄爆效果更好。下圖所示:

3.4 隔爆和抑爆

隔爆裝置可以采用一種緊急關(guān)斷閥,它是由紅外線火焰?zhèn)鞲衅骺焖賳?dòng)氣動(dòng)式彈簧閥而實(shí)現(xiàn)的。能夠觸發(fā)安裝在距離傳感器足夠遠(yuǎn)的緊急關(guān)斷閥,防止火焰或爆炸波及爆炸物向其它場所傳播形成二次爆炸,從而爆炸事故控制的特定區(qū)域,避免事態(tài)的惡化,造成更嚴(yán)重的后果。

如果為小型布袋除塵器易采用被動(dòng)式有壓水袋或阻燃粉末裝置,粉塵為親水物質(zhì)易采用有壓水袋,其它采用阻燃粉末裝置;如果為大型布袋除塵器易采用智能高壓噴灑裝置。



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