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    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發生的爆炸現象。

    粉塵爆炸發生的條件是什么?
    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氧化劑(主要是空氣)發生劇烈氧化反應的粉塵;
    b、在有限空間內,粉塵懸浮在空氣中達到爆炸濃度(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,在多數場合下都達不到,故較少使用);
    c、足夠引起粉塵爆炸的起始能量,該能量可以表現為火焰、電火花等多種形式。

     
    粉塵爆炸五邊形條件圖

    粉塵爆炸有何特點?
    a、粉塵爆炸最大的特點在于能夠產生二次或者多次連環爆炸。發生粉塵爆炸時,最初的沖擊波將沉積粉塵再次揚起,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,形成粉塵云(Dust cloud),并被其后的火焰引燃而發生二次爆炸;
    b、粉塵爆炸壓力上升較緩慢,較高壓力持續時間長,釋放的能量大,破壞力強;
    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,粉塵爆炸的最小點火能量較大,為氣體的100倍左右。

    粉塵爆炸的危害?
    據統計,1913-1973年間美國僅工農業領域,就發生過72次比較嚴重的粉塵爆炸事故。而在英國和加拿大的化工和造紙等行業中,從上個世紀開始也發生過多起粉塵爆炸事故,僅英國就243次,死傷204人。
    1966年,日本橫濱飼料廠的玉米粉塵爆炸,引起累積性連鎖燃燒,使整個工廠遭到蔓延性的重大“天災”。
    2010年2月24日,河北省秦皇島驪驊淀粉股份有限公司發生的玉米淀粉粉塵爆炸事故,造成20人死亡、48人受傷,直接經濟損失1773.5萬元。
    2011年5月20日晚,富士康旗下的成都鴻富錦公司拋光車間由于鋁制粉塵在管道內堆積,遇電器開關打火,在排風桶內引起爆炸,至少造成2人死亡,16人受傷,當中3人重傷。
    以上事例都是警示我們粉塵爆炸是不可輕視的,其危害對社會財產及生命安全都造成了不可估量損失。
     

                          
                 河北省秦皇島玉米淀粉爆炸                                              成都富士康鋁粉爆炸

    可燃性粉塵存在于很多行業和領域,煤礦、冶金、生產制造業,如紡織、木材加工、礦山開采、糧食加工、食品生產、高分子塑料工業、合成染料和涂料、新型洗滌劑、漂白粉、農藥和藥品制造等粉塵危害都比較嚴重。
    由上述粉塵爆炸的特點我們可以看出,粉塵爆炸常常在不經意間由于一些潛在的因素引發。二次爆炸的特性使得粉塵爆炸往往會產生持久的破壞,并且后一次爆炸會比前一次爆炸更加猛烈,一般工業現場還有可能有其它的爆炸源,這也有可能被粉塵爆炸所激發。粉塵爆炸還具有高壓持續時間長的特點,這就大大增加了它的破壞力,尤其是在很長的管道中,極易引起多次連環爆炸,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管道。
    另外,粉塵爆炸會產生一些有毒物質。燃燒的不充分導致了一氧化碳的產生,爆炸物自身粉塵也會產生有毒物質,這對生產現場的工作人員的傷害有時候卻是致命的。

    重要的粉塵爆炸測試參數有哪些?

    參數 典型單位 參數描述 參數的應用
    Pmax MPa
    bar
    粉塵云最大爆炸壓力(Maximum explosion pressure),系指在某一爆炸容器下測試所得的最大爆炸壓力(20L球使用普遍)
     
    泄爆、通風、抑爆、隔離、部分惰化
    align="center">(dP/dt)max MPa/s
    bar/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試所得的最大壓力上升速率
    KSt MPa·m/s
    bar·m/s
    align="center">爆炸指數(Explosion index),最大壓力上升速率和容器體積歸一化處理后的結果
    MEC
    LEL
    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 粉塵云最小點火能量(Minimum Ignition Energy) 消除點火源
    MIT 粉塵云最低著火溫度(Minimum Ignition Temperature of dust cloud) 工業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),粉塵云發生火焰傳播所需的最低氧濃度 惰化處理

    現行常用測試標準
    參數 標準號及名稱
    Pmax (dP/dt)max
    KSt
     
    GB/T 16426-1996 粉塵云最大爆炸壓力和爆炸指數測定方法
    ISO 6184/1-1985 Determination of explosion indices of combustible dusts in air
    BS EN 14034-1:2004 Determination of the maximum explosion pressure Pmax of dust clouds
    BS EN 14034-2:2006 Determination of the maximum rate of explosion pressure (dp/dt)max of dust clouds
    ASTM E 1226-10 Standard test method for explosibility of dust clouds
    MEC
    LEL
    GB/T 16425-1996 粉塵云爆炸下限濃度測定方法
    BS EN 14034-3:2006 Determination of the lower explosion limit LEL of dust clouds
    ASTM E 1515-07 Standard test method for minimum explosible concentration of combustible dusts
    MIE GB/T 16428-1996 粉塵云最小著火能量測定方法
    IEC 61241-2-3-1994 Test methods Section 3 Method for determining minimum ignition energy of dust air mixtures
    BS EN 13821-2002 Determination of minimum ignition energy of dust/air mixtures
    ASTM E 2019-03(2007) Standard test method for minimum ignition energy of a dust cloud in air
    MIT GB/T 16429-1996 粉塵云最低著火溫度測定方法
    IEC 61241-2-1:1994 Test methods Section 1 Methods for determining the minimum ignition temperatures of dust
    BS EN 50281-2-1:1999 Electrical apparatus for use in the presence of combustible dust-Part 2-1: Test methods-Methods of determining minimum ignition temperatures
    ASTM E 1491-06 Standard test method for minimum autoignition temperature of dust clouds
    LIT GB/T 16430 1996 粉塵層最低著火溫度測定方法
    IEC 61241-2-1:1994 Test methods Section 1 Methods for determining the minimum ignition temperatures of dust
    BS EN 50281-2-1:1999 Electrical apparatus for use in the presence of combustible dust-Part 2-1: Test methods-Methods of determining minimum ignition temperatures
    ASTM E 2021-09 Standard test method for hot surface ignition temperature of dust layers
    LOC BS EN 14034-3:2004 Determination of the limiting oxygen concentration LOC of dust clouds

    粉塵爆炸測試所得參數是物質的固有屬性嗎?
    對于同一物質,以上參數不是固定的,它與粉塵的粒度、水分含量、粉末形態、點火源性質都有密切關系。一般來說粉塵粒度越細,其比表面積越大,危險程度越高,干燥的粉塵危險性也較高,因此在使用上述粉塵危險性特征參數時應了解粉末的粒度及水分含量。

    粉塵爆炸測試只是檢測機構的事,與我委托方無關?
    很多委托方在委托檢驗時,往往會誤以為檢測機構能夠包羅測試相關的一切,包括樣品的選擇等方面。實際上,并非如此。正如上所述,粉塵爆炸測試所得參數并不是某一物質的固有屬性,而應該屬于過程風險分析的一種。以一木屑生產廠家為例,在生產過程涉及的木屑可能大部分都是比較粗糙的粉末,但不可排除會有細小的粉末累積,如果廠家只拿粗糙的粉末進行測試,并不妥當。因為,細粉末的危險性較大,也較容易分散,如果以粗糙粉末的測試結果進行防護,就人為的降低了防護等級,起不到真正的防護作用。如此,進行粉塵爆炸參數的測試項目時,委托方可以咨詢檢測機構的意見,但更重要的是,將這些意見和生產實際結合起來,選擇合適的樣品的進行測試,以真正達到防護的目的。

     


    鏈接:
    粉塵爆炸測試委托
    http://www.vvfwk.com/index.aspx?menuid=4&type=introduct&lanmuid=47&language=cn
    粉塵爆炸試驗小型模擬視頻
    http://v.youku.com/v_show/id_XNTAyNjc0OTA4.html。

     

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