在煤礦、石油、冶金、紡、醫(yī)藥、及無機(jī)鹽行業(yè)中,都普遍存在著易燃易爆的粉塵危險場所。近幾年來,由于人們對粉塵防爆認(rèn)識不足、重視不夠,致使一些工廠的爆炸事故屢屢發(fā)生。
物質(zhì)燃燒必須有足夠能量的點(diǎn)火源,有可燃物質(zhì)和空氣混合成一定的濃度,也就是說有了一定的助燃劑,三者缺一不可。在無機(jī)鹽的生產(chǎn)、貯藏和輸送中,要有防火防爆的安全措施。在生產(chǎn)車間里要安裝防爆電氣設(shè)備,如防爆操作箱、防爆操作柱、防爆磁力啟動器、防爆燈。在貯藏的倉庫中要裝防爆燈、防爆開關(guān)等。以避免點(diǎn)火源與粉塵直接接觸,在輸送的過程中要注意撞擊、摩擦產(chǎn)生靜電等因素。
1粉塵爆炸的機(jī)理和特點(diǎn)
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,也形成粉塵的點(diǎn)火源。而由于粉塵表面積大,與空氣能夠充分接觸,加之粉塵層的存在,故粉塵粒子表面溫度急劇上升,使粉塵粒子加速分解或氣化,當(dāng)與空氣混合接觸時即可形成氣相點(diǎn)火,這樣粉塵中既有氣相也有固相,兩相同時存在燃燒時更加劇烈。當(dāng)然,靜電的積聚摩擦也形成點(diǎn)火源。當(dāng)粉塵濃度與空氣混合達(dá)到爆炸下限時遇到點(diǎn)火源即可燃燒,在初始燃燒時,由于粉塵與空氣混合較充分,粉塵即可爆炸,并以壓力波的方式釋放能量,所以常常把機(jī)械裝置中的粉塵吹出來,把地面上的粉塵層吹起,形成了飛揚(yáng)的粉塵云。這些粉塵云再被初始的爆炸的灼熱殘余物瞬間再次點(diǎn)燃,接著發(fā)生第二次爆炸,同時可產(chǎn)生空氣湍流。這次爆炸由于把大量的沉積的粉塵再次吹起,其爆炸的威力比初始爆炸大得多。粉塵的爆炸受到點(diǎn)火源的形成、最小點(diǎn)火能量和粉塵濃度等多種因素的影響,因此,粉塵爆炸是一個很復(fù)雜的過程。
2粉塵爆炸危險場所的劃分及溫度組別的確定
粉塵種類繁多,但歸結(jié)起來可分為爆炸性粉塵和可燃性粉塵。
2.1爆炸危險場所的劃分
爆炸危險場所是根據(jù)爆炸性或可燃性粉塵環(huán)境出現(xiàn)的頻度和持續(xù)時間而劃分的。根據(jù)我國標(biāo)準(zhǔn)GB12476.1-90將粉塵爆炸危險場所劃分為10區(qū)、11區(qū)(見表1)。
表1危險場所的劃分
危險場所
10區(qū)
11區(qū)
爆炸性粉塵
DT
DT
可燃性粉塵
導(dǎo)電性粉塵
DT
DT
非導(dǎo)電性粉塵
DT
DP
注:DT—塵密型;DP—防塵型
10區(qū)是在正常加工處理或清理過程中出現(xiàn)或可能出現(xiàn)的粉塵云或粉塵層與空氣混合能達(dá)到爆炸濃度的區(qū)。11區(qū)是未劃分為10區(qū)的場所,但在異常條件下,可以在該場所內(nèi)出現(xiàn)粉塵云或粉塵層與空氣混合能達(dá)到爆炸濃度的區(qū)。
2.2溫度組別的確定
溫度組別是根據(jù)爆炸性和可燃性粉塵的粉塵云的點(diǎn)燃溫度和高溫表面堆積粉塵層的點(diǎn)燃溫度而確定的。根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn),防爆電氣設(shè)備最高表面溫度不允許超過該粉塵云與空氣爆炸性混合物點(diǎn)燃溫度的2/3,防爆設(shè)備最高表面溫度應(yīng)低于粉塵層的粉塵悶燃溫度75K,而粉塵悶燃溫度在5mm的厚度測定的隨著粉塵層厚度的加厚而溫度隨之增加。為了安全則進(jìn)一步降低設(shè)備表面的溫度,粉塵層在金屬外殼表面的厚度不應(yīng)超過5mm,應(yīng)經(jīng)常擦洗,見表2。
表2溫度組別的確定
溫度級別
點(diǎn)燃溫度/℃
T11
T≥270
T12
270≥T≥200
T13
200≥T≥150
注:確定粉塵溫度組別時應(yīng)取粉塵云的點(diǎn)燃溫度和粉塵層的點(diǎn)燃溫度兩者之中的低值。