粉尘防爆安全知识及技术

什么是粉尘?

(1) 粉尘

国际标准化组织定义:粒径小于75μm的固体悬浮物。

GB/T 15604-2008 《粉尘防爆术语》:定义

粉尘是细微的固体颗粒。

在生产过程中产生的能较长时间悬浮在空气中的固体微粒成为生产性粉尘。

特点:

能在空中停留、一段时间后可以沉降。

2 粉尘的分类

按粉尘粒径划分:粗尘、细尘、微尘、超微尘

按粉尘的存在状态划分:浮尘、落尘

按粉尘的颗粒组成划分:全尘(总粉尘)、呼吸性粉尘

按粉尘的形状可划分:三向等长粒子、片形粒子、纤维形粒子、球形粒子

按物理化学特性划分:润湿性、黏性、燃烧爆炸性、导电性、流动性粉尘。

呼吸性粉尘指所采集的粉尘空气动力学直径均在7.07微米以下，而且空气动力学直径5微米粉尘的采集效率为50%，此粉尘称为呼吸性粉尘。呼吸性粉尘能沉积于肺泡，对人体危害很大。

生产性粉尘分类

按粉尘的性质的不同分类:

1、无机粉尘:矿物性粉尘，如石英、石棉、滑石、煤等;金属性粉尘，如铁、锡、铝、锰、铅、锌等;人工无机粉尘，如金刚砂、水泥、玻璃纤维等。

2、有机粉尘:动物性粉尘，如毛、丝、骨质等;植物性粉尘，如棉、麻、草、甘蔗、谷物、木、茶等;人工有机粉尘，如有机农药、有机染料、合成树脂、合成橡胶、合成纤维等。

3、混合性粉尘:是上述各类粉尘，以二种以上物质混合形成的粉尘，在生产中这种粉尘多见。

按产生粉尘的生产工序分类:

1、一次性烟尘:由烟尘源直接排出的烟尘。

2、二次性烟尘:经一-次收集未能全部排出而散发出的烟尘，相应的各种移动、零散的烟尘点。

按粉尘对人体的危害的机制分类:

1、矽

2、石棉尘

3、放射性粉尘

4、有毒粉尘

5、一般无毒粉尘

什么是粉尘爆炸?

可燃性粉尘:可与助燃气体发生氧化反应而燃烧的粉尘。

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合物。

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。

可发生粉尘爆炸的物质有:

农业:淀粉、面粉、饲料、粮食;

化学:塑料、香料、硫、橡胶、染料、杀虫剂、橡胶、化肥;

医药食品工业:药品、糖;

金属加工:铝、镁、锌及其合金;

其他行业:煤、木材、烟草、造纸、纸浆、家具;

像水泥、泥沙、飞灰等是不可燃粉尘。

粉尘爆炸的五个要素解析

(1) 可燃性粉尘:-定浓度或数量

(2)氧气:一定的氧含量是粉尘燃烧的基础。

(3) 点火源

达到MIE最小点火能(10-50mJ兆焦)，能使局部粉尘云的温度发生突变形成火焰的高温热源。

点火源能量:

自燃、轴承过热< 100J;静电< 10mJ;

摩擦火花< 10J;

火焰、热表面< 10,000J

点火源分为以下几类:

根据产生能量的方式的不同，点火源可分成八类:

①明火焰(动火、吸烟、气焊割等)

②高温物体(过热马达、电烙铁、白炽灯、汽车排气管、烟囱火星、焊割作业金属熔渣、暖气片等过热表面)

③电气火花(接线盒、开关、控制箱漏电、短路、接触不良、继电器接点等)

④撞击与摩擦(使用铁制工具、运输工具撞刮、润滑不良轴承、氧化剂撞击)

⑤绝热压缩(是 与外界没有热量交换的压缩过程。根据能量守恒的原理,理想气体在绝热压缩时温度升高，在绝热膨胀时温度降低。)

⑥光线照射与聚焦(雷闪电、光线聚焦)

⑦化学反应放热(氧化燃烧、自燃)。

⑧静电放电(电晕放电、静电积累、火花放电)。

(4)扩散

粉尘必须处于悬浮状态，即粉尘云状态。这样可以增加气固接触面积，加快反应速度。最小浓度(MEC) ，低于MEC,粉尘粒子间距过大，火焰难以传播。

如玉米及淀粉:45g/m3、

沙糖: 19g/m3

(5)受限空间

粉尘云要处在相对封闭的空间，压力和温度才能急剧升高,继而发生爆炸。

无受限空间也会爆燃、爆轰。

粉尘爆炸的特点

1、多次爆炸是粉尘爆炸的最大特点。

2、粉尘爆炸所需的最小点火能量较高,一般在几十毫焦耳(mJ) 以上。

3、与可燃性气体爆炸相比，粉尘爆炸压力.上升较缓慢，较高压力持续时间长，释放的能量大，破坏力强。

粉尘爆炸的主要危害1、破坏性强，行业分布广;煤炭、化工、医药加工、木材加工、粮食和饲料加工等部i门都时有发生。

2、容易产生二次爆炸;二次爆炸时，粉尘浓度一-般比一次爆炸时高得多，故二次爆炸威力比第一次要大得多。

粉尘爆炸性参数

爆炸压力

(Pmax)

爆炸指数

(Kst)

最小点燃能量(MIE)

粉尘层最低着火温度MIT-L(AIT)

粉尘云最低着火温度(MIE-L)

爆炸下限

(LEL,MEC)

极限氧含量

(LOC)

电阻率

(DR, dust resistivity)

通常粉尘层最低点火温度<粉尘云最低点火温度

应知应会基本知识

爆炸危险区域根据爆炸性粉尘环境出现的频繁程度和持续时间分为20区、21区、22区， 分区符合下列规定:

(1) 20区 为空气中的可燃性粉尘云持续地或长期地或频繁地出现于爆炸性环境中的区域。

(2) 21区为在正常运行时，空气中的可燃性粉尘云很可能偶尔出现于爆炸性环境中的区域。

(3) 22区为在正常运行时，空气中的可燃性粉尘云一般不可能出现于爆炸性粉尘环境中的区域，即使出现，持续时间也是短暂的。

非粉尘爆炸危险区:以上分区以外的区域

20区(设备内部)

粉尘容器内部场所;

贮料槽、筒仓等，旋风集尘器和袋式除尘器;

粉尘传送系统:

搅拌器、粉碎机、干燥机、装料设备等。

球磨机。

22区

除尘器洁净室、除尘器后的管道、风机内

存在粉尘投料口的车间内(除了投料口附近约2m范围)。

容易引起粉尘爆炸的生产工艺:

1 抛光、打磨、粉碎过程。

2 气固分离过程

如，集尘器。

3 干式除尘过程

如，除尘器。

4 干燥过程

如，干燥器。

5 输送过程

如，气力输送机。

6 清扫吹扫过程

不得使用压缩空气正压吹扫。

粉尘爆炸的防范技术措施

1 对有粉尘爆炸危险的厂房，必须严格按照防爆技术等级进行设计，并单独设置通风、排尘系统。

2 采用有效的通风和除尘措施，严禁吸烟及明火作业。

3 在设备外壳设泄压活门或其他装置，采用爆炸遏制系统等。

4 经常湿式打扫车间地面和设备，防止粉尘飞扬和聚集。

5 保证系统要有很好的密闭性，必要时对密闭容器或管道中的可燃性粉尘充入氮气、二氧化碳等气体,以减少氧气的含量，抑制粉尘的爆炸。

☞防止出现点燃源

1 防止自燃(尤其防止活泼金属遇湿)

2 防止机械火花与摩擦

跑偏、打滑、断链监控安装除铁器

安装轴温监控

3 防止静电积累与放电

设备跨接与接地

除尘器使用防静电滤袋

4 使用粉尘防爆型电气设备

5 防止明火-严格的动火制度。

2、防止物料与粉尘泄漏

及时维修出现物料泄漏的设备，工艺设备的检查孔应密封。

3、设备布局

把有粉尘爆炸危险的设备设置在建筑外，或靠墙布置,以便于泄爆。

除尘器在建筑高处布置。   ●除尘器外置。

4 除尘系统的设计与维护

近40%的粉尘爆炸事故是除尘系统引起的。

除尘系统的设计应保证出力，防止粉尘在风管中沉积。

除尘系统须符合防爆标准的要求:如防静电滤袋、防爆风机、爆炸泄压、爆炸隔离等。

5 清扫

地面、设备、建筑的梁与支架、建筑内壁都应清扫。注意!清扫过程、检维修过程防止形成粉尘云。

☞要求使用负压清扫，不得使用压缩空气正压吹扫

☞不应使用产生火花的清扫工具

☞清扫应有台账记录

6、特殊地点的清洁要求

不能完全防止粉尘泄漏的特殊地点(如粉料进出工艺设备处)，应采取有效的除尘措施;

手工装粉料场所，应采取有效的防尘措施;

进行打包的场所，应定期清扫粉尘。

清洁

所有可能积累粉尘的生产车间和贮存室，都应及时清扫;不应使用压缩空气进行吹扫。

灭火

应根据粉尘的物理化学性质，正确选用灭火剂;

灭火时，应防止粉尘扬起形成粉尘云;

若燃烧物与水接触能生成爆炸性气体，不应用水灭火。

7、爆炸泄压

应采取爆炸泄压的设备和建(构)筑

☞有容积的设备:筒仓、料仓、除尘器等

☞输送设备:提升机、刮板机、封闭式皮带机等

☞产生粉尘的作业空间

☞管道

8、爆炸抑制

早期探测

扑灭火焰

抑制爆炸

9、爆炸隔离

阻断爆炸传播

10 建筑设计

有粉尘爆炸危险的建筑采用框架结构，墙体采用轻质材料。

最好采用单层建筑。

有粉尘爆炸危险的作业场所要 留出足够的防火间距。

人员集中的办公区域和居民区远离有爆炸危险的场所。

11、 抗爆设计

提高设备耐压能力

多种保护方案并用～泄爆、隔爆、抑爆、抗爆相互组合。

三 粉尘爆炸风险分析

粉尘爆炸风险评价内容

☞工艺流程

☞可燃物质点燃与爆炸危险特性工艺设备

☞安全保护系统

☞安全管理如何评价或监管工厂的粉尘爆炸危险

☞是否有可燃粉体作为原料和产品出现?

☞如果有可燃粉体，可燃粉体在哪些工艺中出现?输送、粉碎、研磨、筛分、风选、雾化、混合、压片、干燥、铣屑、锯切、打磨、抛光、抛丸、喷砂、喷漆

☞可燃粉体在哪些作业中出现

投料、卸料、反吹、气力输送

☞哪些设备(建构) 中或其表面有可燃粉体?

料仓、漏斗、收料容器、管道、球磨机、雷蒙磨、除尘器王燥机、提升机、皮带机、刮板机、螺旋输送、电子称、地面、设备表面、墙体、钢结构

☞可燃粉体存在的方式(堆积状态、悬浮状态)

☞粉体的组成

☞粉体大致的粒度范围?

如何评价或监管工厂的粉尘爆炸危险？

☞是否采用了防爆措施粉体钝化

惰化(惰 性气体保护)防爆电气设备

防静电接地

爆炸泄压

爆炸抑制

爆炸隔离

如何评价或监管工厂的粉尘爆炸危险

安全管理

☞是否进行了“三同时"?

☞是否有上岗安全培训和定期安全培训?

☞是否有安全生产规程?

☞是否有检修规程?

☞存在粉尘爆炸危险作业是否有安全作业指导书?

☞是否有清扫制度?

☞是否有防爆工具?

☞是否有培训记录、清扫记录、维修记录?

四 粉尘的职业危害与防护

一）粉尘对人的健康危害:

1、使粉尘吸入者患尘肺病:由于长期吸入的粉尘沉积于肺脏引起慢性的炎症，肺脏因纤维化而逐渐硬化甚至萎缩，肺脏功能进行性下降，最终失去呼吸功能而导致粉尘吸入者死亡。

2、导致感染:金属粉尘、生石灰、漂白粉、水泥、烟草等粉尘可引起肺脏的进行性或慢性炎症。

3、引起过敏:大麻、黄麻、面粉、羽毛、锌等粉尘可诱发过敏反应如职业性过敏性哮喘等疾病。

4、具有致癌性:砷、钴、石棉及某些光感应性和放射性物质等粉尘可诱发肿瘤。

5、造成中毒:铅、锰、砷化物等有毒粉尘的吸入可引起各种急、慢性中毒。

6、引发皮肤病:沥青和某些生物性粉尘可引起皮脂腺炎、皮炎和干症等。

7、损伤眼晴:磨碾粉尘、金属粉尘可引起角膜损坏，甚至角膜浑浊、失明。

《职业病分类和目录》(2013版)

职业性尘肺病及其他呼吸系统疾病

(一) 尘肺病

(1)矽肺;

(2) 煤工业肺;

(3) 石墨尘肺;

(4) 碳墨尘肺;

(5) 石棉肺;

(6) 滑石尘肺;

(7) 水泥尘肺;

(8) 云母尘肺;

(9) 陶工尘肺;

(10) 铝尘肺;

(11)电焊工尘肺;

(12)铸工尘肺;

(13) 根据《尘肺病诊断标准》和《尘肺病理诊断标准》可以诊断的其他尘肺。

(二)其他呼吸系统疾病

1.过敏性肺炎

2.棉尘病

3.哮喘

4.金属及其化合物粉尘肺沉着病(锡、铁、锑、钡及其化合物等)

5.刺激性化学物所致慢性阻塞性肺疾病

6.硬金属肺病

二、防尘技术措施:

1、减尘、降尘技术

改革工艺、技术创新、湿式作业

2、排尘、除尘技术

密闭尘源、通风排尘

3、个体防尘技术

个体防护、宣传教育、监督检查