什么是粉塵爆炸?
粉塵(Dust)——在自重作用下能沉降下來,但又可在空氣中懸浮一定時(shí)間的固體微粒。
粉塵爆炸(Dust explosion)——懸浮于空氣中的可燃粉塵觸及明火或電火花等火源時(shí)發(fā)生的爆炸現(xiàn)象。
粉塵爆炸發(fā)生的條件是什么?
a、粉塵本身具有可燃性,可燃粉塵(Combustible dust)是指在一定條件下與氣態(tài)氧化劑(主要是空氣)發(fā)生劇烈氧化反應(yīng)的粉塵;
b、在有限空間內(nèi),粉塵懸浮在空氣中達(dá)到爆炸濃度(爆炸的最低濃度叫做爆炸下限,最高濃度叫做爆炸上限。由于粉塵的爆炸上限值過大,在多數(shù)場(chǎng)合下都達(dá)不到,故較少使用);
c、足夠引起粉塵爆炸的起始能量,該能量可以表現(xiàn)為火焰、電火花等多種形式。
粉塵爆炸有何特點(diǎn)?
a、粉塵爆炸最大的特點(diǎn)在于能夠產(chǎn)生二次或者多次連環(huán)爆炸。發(fā)生粉塵爆炸時(shí),最初的沖擊波將沉積粉塵再次揚(yáng)起,短時(shí)間內(nèi)爆炸中心區(qū)會(huì)形成負(fù)壓,周圍的新鮮空氣便由外向內(nèi)填補(bǔ)進(jìn)來,形成粉塵云(Dust cloud),并被其后的火焰引燃而發(fā)生二次爆炸;
b、粉塵爆炸壓力上升較緩慢,較高壓力持續(xù)時(shí)間長(zhǎng),釋放的能量大,破壞力強(qiáng);
c、釋放有毒氣體,一種是一氧化碳;另一種是爆炸物(如塑料)自身分解的毒性氣體;
d、相比于氣體爆炸,粉塵爆炸的最小點(diǎn)火能量較大,為氣體的100倍左右。
可燃性粉塵存在于很多行業(yè)和領(lǐng)域,煤礦、冶金、生產(chǎn)制造業(yè),如紡織、木材加工、礦山開采、糧食加工、食品生產(chǎn)、高分子塑料工業(yè)、合成染料和涂料、新型洗滌劑、漂白粉、農(nóng)藥和藥品制造等粉塵危害都比較嚴(yán)重。
由上述粉塵爆炸的特點(diǎn)我們可以看出,粉塵爆炸常常在不經(jīng)意間由于一些潛在的因素引發(fā)。二次爆炸的特性使得粉塵爆炸往往會(huì)產(chǎn)生持久的破壞,并且后一次爆炸會(huì)比前一次爆炸更加猛烈,一般工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)還有可能有其它的爆炸源,這也有可能被粉塵爆炸所激發(fā)。粉塵爆炸還具有高壓持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)的特點(diǎn),這就大大增加了它的破壞力,尤其是在很長(zhǎng)的管道中,極易引起多次連環(huán)爆炸,并且爆炸壓力無法釋放,形成壓力積聚,最終爆炸可以延伸至整個(gè)管道。
另外,粉塵爆炸會(huì)產(chǎn)生一些有毒物質(zhì)。燃燒的不充分導(dǎo)致了一氧化碳的產(chǎn)生,爆炸物自身粉塵也會(huì)產(chǎn)生有毒物質(zhì),這對(duì)生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)的工作人員的傷害有時(shí)候卻是致命的。
重要的粉塵爆炸測(cè)試參數(shù)有哪些?
參數(shù) | 典型單位 | 參數(shù)描述 | 參數(shù)的應(yīng)用 |
Pmax | MPa | 粉塵云最大爆炸壓力(Maximum explosion pressure),系指在某一爆炸容器下測(cè)試所得的最大爆炸壓力(20L球使用普遍) | 泄爆、通風(fēng)、抑爆、隔離、部分惰化 |
align="center">(dP/dt)max | MPa/s | 粉塵云最大爆炸壓力上升速率(Maximum rate of explosion pressure rise),系指在某一爆炸容器下測(cè)試所得的最大壓力上升速率 | |
KSt | MPa·m/s | align="center">爆炸指數(shù)(Explosion index),最大壓力上升速率和容器體積歸一化處理后的結(jié)果 | |
MEC | g/m3 | 粉塵云最小爆炸濃度(Minimum Explosion Concentration),也稱:爆炸下限(LEL, Lower Explosion Limit) | 粉塵濃度控制 |
MIE | mJ | 粉塵云最小點(diǎn)火能量(Minimum Ignition Energy) | 消除點(diǎn)火源 |
MIT | ℃ | 粉塵云最低著火溫度(Minimum Ignition Temperature of dust cloud) | 工業(yè)過程及表面溫度的控制 |
LIT | ℃ | 粉塵層最低著火溫度(Minimum Ignition Temperature of dust layer) | 工業(yè)過程及表面溫度的控制 |
LOC | 體積百分比 | 粉塵云極限氧濃度(Limiting Oxygen Concentration),粉塵云發(fā)生火焰?zhèn)鞑ニ璧淖畹脱鯘舛?/span> | 惰化處理 |
現(xiàn)行常用測(cè)試標(biāo)準(zhǔn) | |
參數(shù) | 標(biāo)準(zhǔn)號(hào)及名稱 |
Pmax (dP/dt)max | GB/T 16426-1996 粉塵云最大爆炸壓力和爆炸指數(shù)測(cè)定方法 |
MEC | GB/T 16425-1996 粉塵云爆炸下限濃度測(cè)定方法 |
MIE | GB/T 16428-1996 粉塵云最小著火能量測(cè)定方法 |
MIT | GB/T 16429-1996 粉塵云最低著火溫度測(cè)定方法 |
LIT | GB/T 16430 1996 粉塵層最低著火溫度測(cè)定方法 |
LOC | BS EN 14034-3:2004 Determination of the limiting oxygen concentration LOC of dust clouds |
粉塵爆炸測(cè)試所得參數(shù)是物質(zhì)的固有屬性嗎?
對(duì)于同一物質(zhì),以上參數(shù)不是固定的,它與粉塵的粒度、水分含量、粉末形態(tài)、點(diǎn)火源性質(zhì)都有密切關(guān)系。一般來說粉塵粒度越細(xì),其比表面積越大,危險(xiǎn)程度越高,干燥的粉塵危險(xiǎn)性也較高,因此在使用上述粉塵危險(xiǎn)性特征參數(shù)時(shí)應(yīng)了解粉末的粒度及水分含量。
粉塵爆炸測(cè)試只是檢測(cè)機(jī)構(gòu)的事,與我委托方無關(guān)?
很多委托方在委托檢驗(yàn)時(shí),往往會(huì)誤以為檢測(cè)機(jī)構(gòu)能夠包羅測(cè)試相關(guān)的一切,包括樣品的選擇等方面。實(shí)際上,并非如此。正如上所述,粉塵爆炸測(cè)試所得參數(shù)并不是某一物質(zhì)的固有屬性,而應(yīng)該屬于過程風(fēng)險(xiǎn)分析的一種。以一木屑生產(chǎn)廠家為例,在生產(chǎn)過程涉及的木屑可能大部分都是比較粗糙的粉末,但不可排除會(huì)有細(xì)小的粉末累積,如果廠家只拿粗糙的粉末進(jìn)行測(cè)試,并不妥當(dāng)。因?yàn)椋?xì)粉末的危險(xiǎn)性較大,也較容易分散,如果以粗糙粉末的測(cè)試結(jié)果進(jìn)行防護(hù),就人為的降低了防護(hù)等級(jí),起不到真正的防護(hù)作用。如此,進(jìn)行粉塵爆炸參數(shù)的測(cè)試項(xiàng)目時(shí),委托方可以咨詢檢測(cè)機(jī)構(gòu)的意見,但更重要的是,將這些意見和生產(chǎn)實(shí)際結(jié)合起來,選擇合適的樣品的進(jìn)行測(cè)試,以真正達(dá)到防護(hù)的目的。
測(cè)試項(xiàng)目:
1、煙花爆竹的安全性能檢測(cè)
2、爆炸危險(xiǎn)性測(cè)試(包括摩擦、撞擊、火焰感度等實(shí)驗(yàn))
3、自反應(yīng)危險(xiǎn)性測(cè)試
4、粉塵爆炸性測(cè)試
5、氣體爆炸極限測(cè)定
6、物質(zhì)安全性能評(píng)價(jià)
測(cè)試標(biāo)準(zhǔn):
1、聯(lián)合國(guó)《關(guān)于危險(xiǎn)貨物運(yùn)輸?shù)慕ㄗh書 試驗(yàn)和標(biāo)準(zhǔn)手冊(cè)》系列標(biāo)準(zhǔn)
2、GB 系列標(biāo)準(zhǔn)
4、ASTM 系列標(biāo)準(zhǔn)
5、EC REGULATION 系列標(biāo)準(zhǔn)
6、ISO 系列標(biāo)準(zhǔn)