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萊蕪粉塵爆炸(生產過程中)危險性分析與預防

作者:小編 瀏覽量:21191 時間:2024-03-06 00:00:00

信息摘要:

粉塵爆炸(生產過程中)危險性分析與預防,引言(1) 現代社會需要大量的粉末產品,在其生產過程中,最危險的因素是發生粉塵爆炸。面粉廠、紡織廠、硫橫廠、飼料加工廠、塑料加工廠、金屬粉末加工廠、糖廠、煤礦等存在可燃粉塵的工廠都可能發生粉塵爆...

引言(1)

現代社會需要大量的粉末產品,在其生產過程中,最危險的因素是發生粉塵爆炸。面粉廠、紡織廠、硫橫廠、飼料加工廠、塑料加工廠、金屬粉末加工廠、糖廠、煤礦等存在可燃粉塵的工廠都可能發生粉塵爆炸。研究生產過程中粉塵爆炸的特點,采取相應措施預防粉塵爆炸,是安全生產的重要內容。

生產過程中粉塵爆炸的特點(2)

1. 粉塵爆炸事故發生率高

隨著現代工業的發展,粉塵種類不斷擴大,使用量不斷增加,使粉塵爆炸潛在的危險大

為增加。隨著納米技術的快速發展。粉體的深細加工已經成為當今生產過程中的一個重要發展方向,生產超細粉的產品日漸增多,粉塵粒徑越小,爆炸下限越低,最小點火能量越小,粉塵爆炸的感度增加,由此,粉塵爆炸的事故率大為增加。據統計,世界上平均每天有一起谷物粉塵爆炸事故發生,英國近10年發生粉塵爆炸243起。

2. 粉塵爆炸事故危害性大

粉體的深加工使粉塵愈來愈細。粉塵粒徑越小,表面積越大,燃燒越完全,燃燒速度越

快,升壓速度越快,爆炸壓力越大。

為了實現高效、節能,生產設備朝著大型化發展,大容積設備爆炸發生時會有較多粉塵參與爆炸,爆炸壓力增大;同時大容積設備的強度比小容積設備高,如果不能及時泄爆,發生爆炸時會產生較大的壓力。生產中對于可能產生粉塵飛揚的設備和場所必須盡可能密封,在密閉設備里粉塵濃度容易達到爆炸極限,密閉性越好,爆炸產生的壓力也越大。

現代生產的工藝參數具有高溫、高壓、高速等特點,這增加了系統發生粉塵爆炸時的初始壓力和紊流度,從而加大爆炸后果的嚴重程度。

生產的連續化使爆炸的傳播路線加長,沿著相鄰設備和連接管道傳播,爆炸壓力和升壓速度會在管道里發生疊加,甚至有發生爆轟的危險。

粉塵爆炸易產生二次爆炸,第一次爆炸氣浪把沉積在設備或地面上的粉塵吹揚起來,在爆炸后的短時間內爆炸中心區會形成負壓,周圍的新鮮空氣便由外向內填補進來,形成所謂的“返回風”,與揚起的粉塵混合,在第一次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。二次爆炸時,粉塵濃度一般比一次爆炸時高得多,故二次爆炸威力比第一次要大得多。例如,某硫磺粉廠,磨碎機內部發生爆炸,爆炸波沿氣體管道從磨碎機擴散到旋風分離器,在旋風分離器發生了二次爆炸,爆炸波通過爆炸后在旋風分離器上產生的裂口傳播到車間中,揚起了沉降在建筑物和工藝設備上的硫磺粉塵,又發生了爆炸。

3. 生產過程中易出現多種引火源

(1) 設備內的摩擦撞擊火花

設備內部由于機械運轉部位缺乏潤滑而摩擦生熱;物料、硬性雜質或脫落的零件與設備

內壁碰擊打出火星。表面粗糙的堅硬物體相互猛烈撞擊或摩擦時,產生的火星撞擊或摩擦脫落的高溫固體微粒。若火星的微粒直徑為0.1~1mm,其所帶的能量可達1.76~1760mJ,足可點燃可燃粉塵。據統計,僅粉碎研碎設備因摩擦撞擊引起的爆炸事故占57%。

(2) 電火花和靜電火花

電氣設備故障引起的電火花是常見的一種引火源,事故案例較多。物料在輸送和粉碎研磨的攪拌中,粉料與管壁、設備壁,粉料的顆粒與顆粒之間的摩擦和碰擊,會產生靜電。一些粉塵表面的電量可達10-6~10-7C/cm2。在適當條件下,其靜電電壓可高達數千至數萬伏。

(3) 沉積粉塵的陰燃和自燃

沉積在加熱表面如照明裝置、電動機、機械設備熱表面的粉塵,受熱一段時間后會出現陰燃,最終也可能轉變為明火,成為粉塵爆炸的引火源。粉塵最易陰燃的層厚范圍為10~20mm??扇挤蹓m在沉積狀態下還具有自燃的傾向,因為粉塵微粒與空氣接觸發生氧化放熱反應,在一定條件下熱量不能充分散發,粉層內溫度會升高引起自燃。長期積聚在設備裂縫中和管道拐彎處的粉塵易發生自燃。

易發生粉塵爆炸的工藝過程(3)

1. 粉碎過程

按作用力性質不同,粉碎過程有:擠壓、撞擊、研磨、劈裂以及彎曲、撕裂等方法,

一般情況下,粉碎研磨損作要同時利用多種作用力。粉碎操作由于機械力的作用會揚起大量粉塵,設備內懸浮的粉塵往往處于爆炸濃度范圍之內。且各種力的作用更容易產生摩擦、撞擊火花,靜電等點火源,導致粉塵爆炸的發生。這類設備如顎式破碎機、滾筒軋碎機、球磨機、膠體磨等,都是具有粉塵爆炸的危險設備。

2. 分離過程

典型的分離裝置有旋風分離器。和其他類似裝置一樣,分離的主要原理都是利用氣流

旋轉過程中作用在物料上的離心力,使物料按重量大小達到分離的效果。在風力作用下,分離器內的粉塵均處于懸浮狀態,此時,如存在足夠能量的點火源,爆炸事故就會不可避免地發生。

3. 除塵過程

除塵器的原理通常是利用濾材將氣體流中的顆粒阻擋住,除塵前粉塵是處于懸浮狀態

的,不僅如此,在濾材清灰時通常采用脈沖反吹風方式,此時,粘附在濾材上的粉塵又再次處于懸浮狀態,若恰 好有足夠能量的點火源,也將發生粉塵爆炸事故。

4. 干燥過程

干燥是從含水或濕物料中脫除水分或其他溶劑的操作過程,氣流干燥器是一種流化設

備,濕物料在高速熱氣流載體的流動中進行傳熱傳質,再經旋風分離器使物料中水分隨熱空氣排出;噴霧干燥器是將含水量高達75%~80%的溶液、懸浮液或熔融液的物料在熱氣流中噴成細霧,霧滴在很短時間內被干燥成粉末;沸騰干燥器又稱流化床干燥器,是利用熱氣流使散粒狀物料在干燥器內呈沸騰狀態,使水分汽化、脫除,達到干燥的目的。使用噴霧、氣流或沸騰干燥器干燥顆粒狀物料或粉料時,設備內形成的可燃粉塵-空氣混合物的爆炸事故在生產實踐中時有發生。

5. 輸送過程

為實現生產的連續和自動化,工廠生產通常采用自動輸送,而粉塵由于其特性而采用

氣力輸送管線輸送,輸送過程中,工業粉塵處于蓬松的懸浮狀態,已具備粉塵爆炸的主要條件,只要有合適的點火源則極其危險,并且輸送管線與分離和除塵設備相連,極易引起二次爆炸,造成更大的傷亡和損失。

6. 清掃、吹掃過程

生產過程中粉塵難免要從設備中逸出,這些粉塵堆積在廠房及設備表面,若不及時清

除,在達到一定濃度并且飛揚起來之后,很容易造成爆炸事故,并且在清掃過程中,也極易粉塵飛揚,形成懸浮爆炸條件。

防火粉塵爆炸的安全技術(4)

1. 控制粉塵濃度

各生產過程中的設備要密閉,操作間應有良好的通風設備,以降低空氣中粉塵含量。供

給設備以粉料時,必須使正常操作條件下設備和氣動輸送裝置中的空氣量不超過30%,并且最高極限含氧量為6%~8%。在粉塵濃度爆炸極限內操作的設備,可用縮小容器體積的方法提高粉塵濃度,使之超過爆炸上限,以防止粉塵爆炸,也可減弱爆炸威力。

2. 減少粉塵沉積

各工段設備應隔離設備在單獨房間內;車間的地面、墻面、頂棚要求平滑無凹凸之處,

不設凸出部件,非設置不可時,應保持其上平面與水平線成60℃以上的傾角,便于沉積的粉塵自動滑落;梁與柱子應加以覆蓋,門窗與墻壁保持在同一平面內。粉末的輸送管道設置要考慮粉末沉積問題。粉末輸竤管段不允許鋪成水平狀態,不得有氣流死角;死頭支管及連接2個干燥設備或粉碎設備的連接管,粉末輸送管與水平線所成的傾斜角不得小于45°。應定期及時清理沉積于廠房內各角落、設備、管道上的粉塵,使設備外面的粉塵和系統內各部件之間的粉塵減至最少。

3. 防止摩擦、撞擊、生熱

注意檢查和維修設備,防止機械零部件松脫。注意潤滑機械轉動部位;經常檢查軸承的

溫度,滑動軸承溫度不得超過室溫45℃,滾動軸承溫度不得超過60℃;如發現軸承過熱,應立即停車檢修。加料應保持滿料,供料流量要均勻正常,防止斷料空轉而摩擦生熱。設備的外表面溫度應比被加工材料的陰燃溫度至少低50℃。排塵系統應采用不產生火花的除塵器。研磨機如果研磨具有爆炸危險的物料,則設備內需襯以橡皮或其它軟材料,所有的研磨體應采用青銅球。

4. 防止電火花和靜電放電

生產場所的電氣設備要按規定選擇相應的防爆型設備,整個電氣線路應經常維護和檢

查。設備接地是最基本的防靜電措施。對于能產生可燃粉塵的破碎和研磨設備,要安裝可靠的接地裝置。接地線必須連接牢靠,有足夠的機械強度,否則在松斷處可能產生靜電火花。要定期檢查接地線路,避免發生故障。互相間距較近的設備、管道、器具應用導體使之聯成一體,進行接地。增加濕度以防止靜電積累,并選取不易產生靜電的材料,減少靜電的產生。

5. 增加物料濕度降低危險性

增加濕度能降低粉塵的可爆性:一方面使粉塵結團,難以懸浮于空間;另一方面潮濕粉塵受熱首先要蒸發水分,故引燃和傳播火焰困難。例如,粉塵濕度增大,其著火溫度升高、最小點火能量或最低可爆濃度增加。車間內可裝設自動水噴淋設備,保證空氣的相對濕度在70%以上。對易燃易爆物料要求很細時應考慮采用濕法作業。對不易除塵的粉碎作業也采用濕法作業。

6. 惰性氣體保護

惰性介質保護是抑制大多數工業粉塵爆炸的有效措施。處理特別危險的物質如硫、電石等時,通常加入惰性氣體如N2、CO2、He等,以減少設備中粉塵-空氣混合物中的氧含量,而對金屬粉塵則采用N 2保護,對有機粉塵采用CO2保護比較有效。

7. 設置防爆泄壓阻火裝置

生產或使用粉塵的廠房和車間應有足夠的泄壓面積,泄壓比應滿足0.05~0.22m2/ m3。輕質屋蓋和輕質墻體門窗作為泄壓面積時,輕質屋蓋和輕質墻體重量不應超過120kg/m2。泄壓面設置應注意靠近容易發生爆炸部位且避開當地常年主導風向,不要面向人員集中的場所和主要交通道路。用門、窗、輕質墻體做泄壓面積時,不要影響相鄰車間和其他建筑物的安全,注意防止負壓的影響,并且清除泄壓面積外的影響泄壓的障礙物。

設備內部可安裝防爆膜、閥、爆破板、爆破門等,以減弱粉塵爆炸形成的壓力,保護設備不遭到嚴重破壞。在相連設備之間設置阻火器、隔焰板、自動閥等,以防出現事故時火焰或爆炸波從設備的一部分傳至另一部分。對于難以安裝防爆泄壓裝置的設備如磨碎機,則要求設備自身能抵抗爆炸壓力的破壞,或配置自動切斷系統。

8.抑制粉塵爆炸

易發生粉塵爆炸的設備和管道,可考慮安裝一種有效的抑爆系統。該系統包括爆炸檢測機構和滅火劑撒播機構2個部分。爆炸檢測機構的傳感器主要為壓力傳感器。檢測爆炸發出的信號傳送到撒播機構以后,撒播機構立即啟動能快速地(10-2~10-3s內)把滅火劑撒播出去。撒播機構內的滅火劑可用鹵代烷、磷酸銨粉末或水等。

9. 火災事故處理措施

當生產設備出現故障時,操作人員必須立即停車處理。當發現系統的粉末陰燃或燃燒時,必須立即停止輸送物料,消除空氣進入系統的一切可能性,發現

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