粉尘爆炸火灾的防范措施.docx

安全技术粉尘爆炸火灾的防范措施 1引言 被破裂成细小颗粒的固体物质称作粉尘固体物质被粉碎成粉尘以后，其燃烧特性有了很大变化原来是不燃物质可能变成可燃物质，原来是难燃物质可能变成易燃物质，在肯定条件下就可能发生爆炸粉尘爆炸是工业企业防火工作中不行忽视的重要问题，我国几乎每年都有粉尘爆炸的事故发生，而且还经常引发重大、特殊重大火灾在这些火灾中，最严峻的是铝粉尘爆炸;其它发生爆炸事故较多的粉尘还有煤粉、饲料粉、塑料粉、钛酸酐粉、木粉等 在现代企业生产中，设备在不断地更新，对粉尘爆炸掌握的措施也在不断地加强，但粉尘爆炸事故仍有上升的趋势主要是由于：能产生爆炸危急的粉状固体物料处理量的大量化，随着技术和工艺的不断进展消失一些新的可燃粉尘物质，以及粉尘的燃烧特性、工艺操作特性等因素所造成的粉尘爆炸不仅多发于石油、化工、冶金、机械、轻纺等工业企业，煤炭企业、食品加工企业中也较为常见因此把握粉尘爆炸火灾的特点和处置对策对于消防部队来说具有非常重要的现实意义 2 粉尘发生爆炸的条件 粉尘爆炸前没有任何征兆，其后果却会使建筑毁于一旦而能导致粉尘爆炸的状况许多，从农产品的加工、储存和运输以及工业废物的产生，到药物、食品、有机、无机物的生产等众多的工业生产过程中，粉尘的爆炸时有发生，危害性极大。

粉尘包括的范围很广，但并不是随时随地都能爆炸，要发生粉尘爆炸必需具备几个条件 ⑴粉尘本身必需是可燃的可燃粉尘包括有机粉尘和无机粉尘，有机粉尘受热后发生分解，放出可燃气，并留下可燃的碳无机粉尘如金属粉，虽不会热分解出可燃气，但能熔融蒸发出可燃蒸气进行燃烧，有些金属颗粒本身能进行气、固两相燃烧 ⑵粉尘粒子必需具有合适的粒径和分布状态粉尘能否悬浮在空气中关键在干粉尘的粒径大的颗粒难以悬浮，即使悬浮在空中也会很快沉积下来粒径越少，其集中作用大于重力作用，粉尘易形成爆炸层云，再加上粒子四周有足够的助燃空气，粒子才易燃烧粉尘粒子浓度太小，燃烧放热太少，难以形成持续燃烧，不会发生爆炸;浓度太大，混合物中氧气浓度太少，也不会产生爆炸 ⑶引燃源引燃源是粉尘爆炸的另一个必备条件，象电弧、火焰、火花和机械碰撞等粉尘燃烧需首先加热，或熔融蒸发，或热分解出可燃气体，因此需要较多的热量粉尘爆炸的最小起爆能量要达到10mJ以上，为气体爆炸的近百倍 3 粉尘爆炸火灾的特点 ⑴粉尘爆炸起爆能量大，约数10mJ至数100mJ ⑵粉尘的燃烧速度比气体的要小，由于其燃烧时间长及产生的能量大，所以造成的破坏及烧毁的程度严峻得多。

这是由于粉尘中的碳、氢含量高，即可燃物含量多假如按产生能量的最高值进行比较，粉尘爆炸是气体爆炸的好几倍，温度可达20003000℃以上，最大爆炸压力为345690kPa ⑶粉尘燃烧要经过加热熔融、离解、蒸发等简单过程，粉尘从接触火源到发生爆炸所需的时间即感应期要比气体爆炸长，达数十秒粉尘爆炸感应期长使得有可能探测爆炸的苗头 ⑷粉尘爆炸能引起建筑物其它部位的粉尘再次爆炸第一次爆炸所扬起的沉积粉尘，其浓度往往比第一次爆炸时的粉尘浓度还要大，再加上粉尘爆炸中心空气受热膨胀，密度变稀，经过一个极短时间后形成负压区，新奇空气向爆炸中心逆流，与新扬起的粉尘重新组成爆炸性粉尘而发生其次次爆炸而且其次次爆炸压力比第一次爆炸压力大，破坏性更严峻 ⑸粉尘爆炸由于时间短，简单引起不完全燃烧，燃烧产物中含有大量一氧化碳，简单使人员中毒，因此粉尘爆炸毒性比较大 4 粉尘爆炸的火灾危急性及其爆炸的过程 ⑴粉尘爆炸的火灾危急粉尘爆炸的火灾危急主要是由粉尘的燃烧特性和操作特点所打算的可燃粉尘具有燃烧的特性，也具有爆炸的特性，粉尘的燃烧主要取决于粉尘的干燥程度和粒度大小两个因素，粉尘越干燥、粒度越小，则越简单产生燃烧和爆炸。

例如沉积在加热表面上的粉尘，由于高温作用，经过一段时间后会发生阴燃，而且最易发生阴燃的粉尘层厚为10-20mm，沉积的阴燃粉尘甚至在极稍微的震惊下也能引起着火和爆炸某些可燃粉尘在沉积状态下具有自燃的特性是由于某些物质在微粒粉碎状态下与空气接触时会吸附氧，并在肯定条件下其粉层内温度上升，当热量不能充分散发时，温度即可连续上升而引起自燃粉尘的自燃性不仅取决于粉层的厚度、气流方向及其风力、空气温度，而且还与粉尘颗粒的细度和结构、细孔的内外表面积等因素有关各种不同的混杂物能对粉尘的自燃性产生极大的影响例如，含油和含脂物质的掺合料，就能促进粉尘的自燃 ⑵粉尘爆炸的过程粉尘的爆炸可视为由以下三步进展形成的：第一步是悬浮的粉尘在热源作用下快速地干馏或气化而产生出可燃气体;其次步是可燃气体与空气混合而燃烧;第三步是粉尘燃烧放出的热量，以热传导和火焰辐射的方式传给四周悬浮的或被吹扬起来的粉尘，这些粉尘受热汽化后使燃烧循环地进行下去随着每个循环的逐次进行，其反应速度渐渐加快，通过猛烈的燃烧，最终形成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上升，并呈跳动式的进展 5 预防粉尘爆炸的对策 不言而喻，预防粉尘爆炸的主要对策首先应当是排解形成粉尘-空气爆炸性混合物的可能性和杜绝火源。

装置、管道和设备的受热表面常常是燃烧的点火源，因此设备的表面温度不允许过高任何条件下，设备的表面温度都应稍低于粉尘层的阴燃温度另处，可燃粉尘在破裂机、粉碎设备、风管和其它带搅拌装置的设备中，常常因打出的火花而引爆，因而上述设备的零件必需用不产生火花的材料制造 ⑴防止粉尘沉积和准时清理粉尘对于处理粉料的设备或场所，要防止泄漏而使粉尘处处飞扬，尤其应将易于产生粉尘的设备隔离设置在单独房间内，并设特地的爱护罩和局部排风罩或考虑吸尘装置此外，要准时清理沉积于厂房内各角落、设备、电缆和管道上的粉尘一般说来，这是一项技术上困难，并非常常能够顺当解决清理前必需潮湿粉尘，遇有不能用水潮湿的粉尘，应当用机械除尘法，例如用抽气法定期清除粉尘，保持操作环境的清洁当然，从改进设备和生产工艺入手，消退和削减粉尘向厂房内集中是最根本的措施 ⑵加强管理，消退粉尘爆炸的点火源由前述分析可知，粉尘爆炸的点火源有多种，必需依据操作环境可能消失的点火源种类进行针对性预防例如，面粉加工厂的磨面机中混入金属或砂石碎块，就会打出火花而造成粉尘爆炸，为此，在净麦等前处理工序就应加强操作管理，避开能造成点火源的金属等硬物混入磨面工序，尤其要留意磁铁失效问题。

⑶避开设备中粉尘爆炸对于设备内极易形成粉尘-气体爆炸混合物的操作，在设备中充入惰性介质、降低系统中的氧含量是目前防止设备爆炸的唯一牢靠方法在这种状况下，粉尘-空气混合物中的氧含量会削减至火焰不能传播的数值惰性介质可以采纳氮气、二氧化碳、烟道气和用惰性气体稀释到必要最低含氧量的空气或其它工业废气以及惰性粉尘等 6 粉尘爆炸火灾的扑救措施 扑救粉尘爆炸事故的有效灭火剂是水，尤以雾状水为佳它既可以熄灭燃烧，又可潮湿未燃粉尘，驱散和消退悬浮粉尘，降低空气浓度，但忌用直流喷射的水和泡沫，也不宜用有冲击力的干粉、二氧化碳、1211灭火剂，防止沉积粉尘因受冲击而悬浮引起二次爆炸 对一些金属粉尘(忌水物质)如铝、镁粉等，遇水反应，会使燃烧更猛烈，因此禁止用水扑救可以用干沙、石灰等(不行冲击);积累的粉尘如面粉、棉麻粉等，明火熄灭后内部可能还阴燃，也因引起足够重视;对于面积大、距离长的车间的粉尘火灾，要留意实行有效的分割措施，防止火势沿沉积粉尘扩散或引发连锁爆炸 7 可燃粉尘爆炸案例分析 案例一：1999年2月，美国麻薩诸塞州的某铸造厂发生一起火灾爆炸案美国职业平安卫生署(OSHA)与州及当地政府对此次事故直行联合調查。

联合调查报告指出，火灾起因于未知点火源引燃壳模铸造机(shell molding machine)，再借由灌入铸造造机而形成大量沉积的酚醛树酯粉尘原料扩散至通风系统的导管小型的初始爆燃(deflagration)先于导管內发生，并使粉尘在导管外开头沉降接踵而至的粉尘气云成为了二次爆炸所需的燃料，而二次爆炸的威力足以掀起屋顶并造成墙壁损毁联合调查报告中所列的事故缘由，包括下列缺失项目：①掌握粉尘累积方面管理不善;②通风系统设计存在缺陷;③火炉的维护不善;④设备缺乏有效的平安装置 案例二：2021年1月，美国北卡罗来纳州的某制药厂发生一起火灾爆炸案破坏力极大的火灾爆炸毁坏一家位于北卡罗来纳州以生产合成橡胶制药物传递元件的制药厂，造成6名员工死亡，38名人员受伤，其中包括2名消防队员美国化学平安与危害调查委员会(U.S. Chemical Safety and Hazard Investigation Board, CSB)，其为独立的联邦机构并负责调查化学品事故，公布最终报告，结论为可燃性聚乙烯粉尘的累积于天花板上而引起爆炸CSB并没有确定是何种缘由引燃初始火灾，或粉尘是如何在隐藏的天花板空间内散布而产生爆炸性气云。

爆炸严峻毁损此座工厂，造成四周工厂稍微损害CSB指出事故缘由，包括下列缺失項目：①没有进行危急评估;②对危害熟悉不足;③工程管理不善 8 结束语 把握了粉尘爆炸的基理，就可据以实行相应的平安措施，如密闭设备，通风除尘，抽风吸尘、润湿降尘、清扫积尘、掌握电源，清除静电隔绝火源等在扑救粉尘的火灾中，应留意不要使沉积粉尘飞扬起来，最好采纳喷雾水流，以防发生二次爆炸 随着经济的进展，塑料、有机合成、粉末冶金及粮食加工等工业也不断进展粉尘的种类和用量急骤增加，加之操作工艺的自动化、连续性，粉尘爆炸的潜在危急性大大增加，预防粉尘爆炸有较高的现实意义因此在生产过程中要严格执行国家的技术规范和操作规程，落实各项平安规章制度，避开粉尘爆炸事故的发生为有效防止粉尘爆炸事故的发生，生产可燃粉尘的工厂或车间的建设和管理及操作，要严格根据国家标准GB 155771995《粉尘防爆平安规程》执行 第 1 页 共 1 页。