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1、粉尘防爆安全管理培训,培训目录,一、术语和定义 二、粉尘爆炸机理及条件 三、粉尘爆炸参数及影响因素 四、粉尘爆炸危险性分级 五、粉尘爆炸事故的预防 六、粉尘爆炸遏制 七、粉尘爆炸伤害和损害控制方法 八、粉尘防爆安全规程(GB15577-2007),术语和定义,可燃粉尘 :在一定条件下能与气态氧化剂(主要是空气)发生剧烈氧化反应的粉尘。(可燃一定可爆) 粉尘云:悬浮在助燃气体中的高浓度可燃粉尘与助燃气体的混和物。 粉尘层:沉(堆)积在地面或物体表面上的可燃粉尘群。 粉尘爆炸危险场所:存在可燃粉尘和气态氧化剂(或空气)的场所。 粉尘着火:局部粉尘云或粉尘层受热时,使粉尘云或粉尘层内部温度极不稳定地
2、上升而发生突变(即形成火焰)的现象。,术语和定义,粉尘爆炸:火焰在粉尘云中传播,引起压力、温度明显跃升的现象。 粉尘爆轰:火焰速度超过原始粉尘云中音速的粉尘爆炸现象。 粉尘爆燃:火焰速度低于原始粉尘云中音速的粉尘爆炸现象。 二次爆炸:发生粉尘爆炸时,初始爆炸的冲击波将沉积粉尘再次扬起,形成粉尘云,并被其后的火焰引燃而发生的连续爆炸。,术语和定义,粉尘云爆炸极限浓度:粉尘云在给定能量点火源作用下,能发生自持燃烧的最低浓度或最高浓度。亦称为粉尘爆炸的下限浓度或上限浓度。( 粮食粉尘爆炸下限一般为50克/米3、玉米为45克/米3、玉米淀粉为40克/米3)。 抑爆:爆炸发生时,通过物理化学作用扑灭火焰
3、,使未爆炸的粉尘不再参与爆炸的控爆技术。 阻爆 (隔爆):在含有可燃粉尘的通道中,设置能够阻止火焰通过和阻波、消波的器具,将爆炸阻断在一定范围内的控爆技术。,术语和定义,泄爆:有粉尘和气态氧化剂或空气存在的围包体内发生爆炸时,在爆炸压力达到围包体的极限强度之前,使爆炸产生的高温、高压燃烧产物和未燃物通过围包体上的薄弱部分向无危险方向泄出,使围包体不致被破坏的控爆技术。 惰化 :向有粉尘爆炸危险的场所充入足够的惰性物质,使粉尘混合物失去爆炸性的技术。,粉尘爆炸机理及条件,一、粉尘爆炸属于化学爆炸,按造成化学爆炸的物质所具 有的物理状态,化学爆炸可分为气相爆炸和凝相爆炸 (凝相是固相和液相的总称)
4、。一般工业气体发生的爆 炸均为气相爆炸,其显著特点是大气中的氧参与了氧化 还原反应。凝相爆炸的物质其自身含有氧化剂和还原 剂,不需外界氧参与即可发生剧烈的氧化还原反应。 如,炸药爆炸等。 二、粉尘爆炸属于化学爆炸,其爆炸过程大致如下:悬浮 于空气中的可燃粉尘从着火源处获得足够的能量,从而发 生气化、蒸发、热分解、干馏等物理化学作用,并由此产 生可燃性气体,继而和空气中的氧气发生氧化还原反应, 导致爆炸发生。,三、燃烧与爆炸的区别 燃烧-物质氧化还原反应产生的热以热传导、热对流、热辐射等方式向周围物质传播。 爆炸-物质氧化还原反应产生的热以爆轰波的方式向周围传播。 四、 粉尘爆炸条件 只要条件合
5、适,可燃性粉尘均会发生化学爆炸。经过事故案例分析和科学实验,可燃性粉尘发生爆炸必须同时满足以下三个条件:,粉尘爆炸机理及条件,(一)可燃粉尘浓度处于爆炸下限和爆炸上限之间; 低于爆炸下限,由于粉尘(还原剂)数量不够,反应不完全;高于爆炸上限,由于氧气(氧化剂)数量不够,化学反应亦不完全; (二)有足够的氧化剂; (三)有足够能量的点火源; 人们把氧气、热量、燃料、扩散、封闭空间五个因素称为“粉尘爆炸五角形”。如果五角形缺乏任意一元素,就不会发生爆炸。 管道、提升机、输送机、除尘器等设备内易发生爆炸。,粉尘爆炸机理及条件,一、粉尘爆炸感度参数 所谓爆炸感度系指发生爆炸的难易程度或者说某种物质对爆
6、炸的敏感程度。根据能量来源,爆炸感度一般分为:热感度、机械感度和爆轰感度。 粉尘爆炸一般用点燃粉尘的难易程度来衡量,常用的衡量参数有:粉尘云最低点燃温度、粉尘层最低点燃温度、最小点燃能量、最低可爆粉尘浓度(爆炸下限)等。上述参数数值越低,爆炸越容易,即感度高,愈危险。,粉尘爆炸参数及影响因素,二、粉尘爆炸烈度参数 所谓爆炸烈度系指爆炸的猛烈程度或者说是爆炸的破坏性。粉尘爆炸的烈度参数一般用最大爆炸压力(Pmax)、最大压力上升速率和爆炸指数(Kst)来描述。上述参数数值越大,粉尘爆炸后破坏性亦大。 三、粉尘爆炸主要影响因素 粉尘爆炸的主要影响因素大致来自三方面:粉尘的化学和物理特性,如化学组成
7、和粒度;粉尘云的特性,如粉尘浓度、气相组成(氧含量);粉尘爆炸的初始外界条件,如初始紊流度、初始压力、初始温度、点火源能量和位置、惰性物质的加入和围包体形状等。,粉尘爆炸参数及影响因素,危险性分级的目的是为采取安全对策的提供依据。目前国际上针对危险性分级大致有两大类:和分级。 一、分级方法:按st即最大爆炸指数分为三级。st1,max20MPa.m/s;st2,20Kmax30MPa.m/s;st3,30MPa.m/smax; 本分级方法主要考虑粉尘爆炸的破坏性即粉尘爆炸烈度。 二、分级方法:分级依据主要为作业场所出现爆炸性粉尘环境的频率。(主要考虑粉尘爆炸感度) 如经常出现爆炸浓度区域划分为
8、区、可能出现的区域划 分为区、偶尔出现的区域划分为区等,针对不同的 区域选择不同的粉尘防爆型设备。 我国主要采取的分级标准。,粉尘爆炸危险性分级,由前述可知:粉尘爆炸事故的发生必须同时满足三个条件,要避免事故的发生,我们必须杜绝此三条件的形成。 一、点火源的控制 当可燃粉尘从点火源处获得某一阀值的能量时,方可发生燃烧爆炸事故。因此,控制点火源是预防粉尘发生爆炸的首要条件。 根据点火源的点火形式,我们一般将点火源分为大类: (一)电弧点火源:电火花、静电火花、雷电; (二)高温点火源:热表面、热辐射; (三)冲击、摩擦点火源; (四)化学点火源:明火、自燃。,粉尘爆炸事故的预防,控制措施: (一
9、)使用适当的电器和布线法; (二)控制静电,包括将设备接地; (三)控制吸烟、明火和火花; (四)控制机械火花和摩檫; (五)使用分离装置去除可能会点燃来自加工材料的可燃物的异物; (六)隔离粉尘与加热表面; (七)隔离粉尘与供热系统; (八)恰当选用工业车辆; (九)正确使用动力工具; (十)执行设备预防性维护计划。,粉尘爆炸事故的预防,二、惰化(控制氧浓度) 所谓惰化即是将设备内的氧浓度降低至不支持粉尘爆炸的浓度。常用的惰化气体主要为二氧化碳和氮气。 惰化是解决粉尘爆炸最昂贵的办法,一般使用在着火频繁的地方。如镁、铝粉的生产(如用氮气惰化,环境中的氧浓度应控制在以下)。 三、控制粉尘浓度
10、粉尘发生爆炸,其浓度必须在爆炸范围内,如控制粉尘浓度,使其低于爆炸浓度下限,则爆炸事故可避免。 (一)湿法:作业前向作业承载物喷洒或注入液体,利用液体和固体表面的亲合力使粉尘相互黏附,避免飞扬。,粉尘爆炸事故的预防,(二)通风除尘:在尘源附近,利用风机产生的风力扰动,使含尘空气通过抽气罩、管道和除尘器而留下粉尘,达到降低尘源附近粉尘浓度的目的。 控制措施: 1、建立并执行危险粉尘监查、检测、日常管理和控制的计划; 2、应用恰当的粉尘收集方法和过滤器; 3、尽量 避免粉尘从加工设备或通风系统泄漏; 4、应用减少粉尘积聚、有利于清理的表面; 5、提供接近隐蔽区域的方式方法,以便检查; 6、定期监测
11、敞开和隐蔽区域的粉尘残留; 7、如果有火源,应保证采用的清理方法不产生粉尘云; 8、使用专用于粉尘收集的吸尘器; 9、使安全阀远离堆积的粉尘。,粉尘爆炸事故的预防,粉尘爆炸遏制,由于完全预防粉尘爆炸事故的发生是不可能的,所以,在现实生产中,我们亦应采取适宜的粉尘爆炸减灾措施。 一、约束爆炸压力 在制造某些设备时,将外壳制成足够强度,使其能够抵御粉尘爆炸时所产生的爆炸压力,从而达到保护其周围的人员和设备的目的。 二、泄爆 在爆炸初始或发展阶段,将围包体内的高温高压燃烧物或未燃物通过围包体强度低的部分(泄压口)向安全方向泄出,从而使围包体免遭破坏。,粉尘爆炸遏制,三、抑爆 抑爆的基本原理是在爆炸发
12、展初期,通过仪器检测到信号后,自动将灭火介质喷洒于系统内,防止爆炸的进一步发展。 四、阻爆 阻爆的基本原理是在爆炸发展初期,通过仪器检测到信号后,快速启动机械阀,切断火源或爆炸的通道,阻止爆炸的进一步发展。,一、分离危险源(分离开一段距离); 二、隔离危险源(利用障碍物隔离); 三、爆燃隔离/爆燃泄放; 四、设备泄压; 六、用管道导引到非工作区; 七、专用灭火系统; 八、防爆系统; 九、火花/余火检测以便触发抑爆系统; 十、制定紧急应对方案; 十一、维护紧急出口路线。,粉尘爆炸伤害和损害控制方法,4 总则 4.1 有粉尘爆炸危险场所的企业的新建、改建、扩建工程,应符合本标准的规定。不符合本标准
13、规定的现有企业,应制定安全技术措施计划。 说明:不符合本标准规定的现有企业应根据本企业的实际提出整改计划(含计划中的实施期),由相关主管部门批准。对不同的行业,不同的整改项目,限期可以是1个月,也可以是1年。,粉尘防爆安全规程,4.2 企业应清楚本企业有无粉尘爆炸危险场所,并采取能有效预防和控制粉尘爆炸的措施。 说明:企业负责人的业务素质、安全素质与企业的安全生产息息相关,所以企业负责人应努力掌握识别各危险源及其消除方法。,粉尘防爆安全规程,粉尘防爆安全规程,4.3 企业应根据本标准并结合自身粉尘爆炸危险场所的特点,制定本企业粉尘防爆实施细则和安全检查表,并按安全检查表认真进行粉尘防爆检查。企
14、业每季度至少检查一次,车间(或工段)每月至少检查一次。 说明:由于各企业的生产工艺和粉尘爆炸危险指数各不相同,所以规程强调企业应根据本企业粉尘爆炸危险场所的特点,制定本企业的粉尘防爆实施细则和安全检查表;在执行本标准的同时,认真执行本企业的粉尘防爆实施细则,并按安全检查表进行安全检查。,粉尘防爆安全规程,4.4 企业应认真做好安全生产和粉尘防爆教育,普及粉尘防爆 知识和安全法规,使职工了解本企业粉尘爆炸危险场所的危险 程度和防爆措施;对危险岗位的职工应进行专门的安全技术和 业务培训,并经考试合格,方准上岗。 说明:粉尘防爆知识缺乏是当前我国发生粉尘爆炸事故的普遍 原因,不少职工是在本企业发生重
15、大恶性事故后,才懂得粉尘 防爆的知识。因此,认真做好粉尘防爆教育、普及粉尘防爆知 识,进行技术和业务培训,是防止粉尘爆炸事故的有效途径, 也是企业法人的责任。,粉尘防爆安全规程,4.5 粉尘爆炸危险场所应杜绝各种非生产性明火存在。 说明: 粉尘爆炸需要四个条件: (1)可燃粉尘; (2)气态氧化剂(含空气); (3)一定容积的围包体; (4)点火源。 粉尘爆炸危险场所具备了前述三个条件。非生产性的明 火可成为粉尘爆炸的点火源。因此,粉尘爆炸危险场所 应杜绝各种非生产性明火。,粉尘防爆安全规程,4.6 安全、通风除尘、粉尘爆炸预防、粉尘爆炸控制等设备 设施,未经安全主管部门批准,不应更换或停止使
16、用。 说明:“安全、通风除尘、粉尘爆炸预防、粉尘爆炸控制等 设备和设施”包括安全通道、风机、风筒、报警器、防爆门、 泄爆管等。 5.1 安装有粉尘爆炸危险的工艺设备或存在可燃粉尘的建 (构)筑物,应与其它建(构)筑物分离,其防火间距应 符合GBJ 16的相关规定。 说明:为避免某一建(构)筑物内的粉尘爆炸波及相邻的有 粉尘爆炸危险的建(构)筑物,建(构)筑物之间,应根据 粉尘爆炸危害范围,留有足够的安全距离。,粉尘防爆安全规程,5.2 建筑物宜为单层建筑,屋顶宜用轻型结构。 说明: 在相同情况下发生的粉爆事故,单层建筑物比多层建 筑物损失少;事故发生过程,多层建筑物的人员较单层建筑物 难于撤离。因此,应尽可能采用单层建筑。 轻型结构的屋顶,易于泄爆。一旦粉尘爆炸发生,爆炸压力将 轻型结构的屋顶冲起,损失较小。因此,建议采用轻型结构的 屋顶。,粉尘防爆安全规程,5.3 多层建筑的结构 5.3.1 多层建筑物宜采用框架结构; 说明:框架结构建筑物的墙不承重,抗压强度低。多层建筑 如采用框架结构,当某层发生粉尘爆炸时,墙倒塌、泄压, 而框架结