什么是粉塵爆炸?怎樣防范粉塵爆炸及檢測(cè)粉塵含量
引言:昆山工廠(chǎng)爆炸新聞: 2014年8月2日上午7時(shí)37分許,江蘇 昆山市 開(kāi)發(fā)區(qū)中榮金屬制品有限公司汽車(chē)輪轂拋光車(chē)間在生產(chǎn)過(guò)程中發(fā)生 爆炸 。 爆炸 已致使65人死亡,120多人受傷。
粉塵在爆炸極限范圍內(nèi),遇到熱源(明火或溫度),火焰瞬間傳播于整個(gè)混合粉塵空間,化學(xué)反應(yīng)速度極快,同時(shí)釋放大量的熱,形成很高的溫度和很大的壓力,系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械功以及光和熱的輻射,具有很強(qiáng)的破壞力。
凡是呈細(xì)粉狀態(tài)的固體物質(zhì)均稱(chēng)為粉塵。能燃燒和爆炸的粉塵叫做可燃粉塵;浮在空氣中的粉塵叫懸浮粉塵;沉降在固體壁面上的粉塵叫沉積粉塵。
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)以下七類(lèi)物質(zhì)的粉塵具有爆炸性:金屬(如鎂粉、鋁粉);煤炭;糧食(如小麥、淀粉);飼料(如血粉、魚(yú)粉);農(nóng)副產(chǎn)品(如棉花、煙草);林產(chǎn)品(如紙粉、木粉);合成材料(如塑料、染料)。
粉塵爆炸的難易與粉塵的物理、化學(xué)性質(zhì)和環(huán)境條件有關(guān)。一般認(rèn)為燃燒熱越大的物質(zhì)越容易爆炸,如煤塵、碳、硫黃等。氧化速度快的物質(zhì)容易爆炸,如鎂粉、鋁粉、氧化亞鐵、染料等。容易帶電的粉塵也很容易引起爆炸,如合成樹(shù)脂粉末、纖維類(lèi)粉塵、淀粉等。這些導(dǎo)電不良的物質(zhì)由于與機(jī)器或空氣摩擦產(chǎn)生的靜電積聚起來(lái),當(dāng)達(dá)到一定量時(shí),就會(huì)放電產(chǎn)生電火花,構(gòu)成爆炸的火源。
某些廠(chǎng)礦生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的粉塵,特別是一些有機(jī)物加工中產(chǎn)生的粉塵,在某些特定條件下會(huì)發(fā)生爆炸燃燒事故。
國(guó)內(nèi)外的研究成果表明,這些條件一般有三種:(1)可燃性粉塵以適當(dāng)?shù)臐舛仍诳諝庵袘腋?,形成人們常說(shuō)的粉塵云;(2)有充足的空氣和氧化劑;(3)有火源或者強(qiáng)烈振動(dòng)與摩擦。
通常認(rèn)為,易爆粉塵只要滿(mǎn)足條件(1)和條件(2),就意味著具備了可能發(fā)生事故的苗頭。
爆炸過(guò)程
粉塵的爆炸可視為由以下三步發(fā)展形成的:*步是懸浮的粉塵在熱源作用下迅速地干餾或氣化而產(chǎn)生出可燃?xì)怏w;第二步是可燃?xì)怏w與空氣混合而燃燒;第三步是粉塵燃燒放出的熱量,以熱傳導(dǎo)和火焰輻射的方式傳給附近懸浮的或被吹揚(yáng)起來(lái)的粉塵,這些粉塵受熱汽化后使燃燒循環(huán)地進(jìn)行下去。隨著每個(gè)循環(huán)的逐次進(jìn)行,其反應(yīng)速度逐漸加快,通過(guò)劇烈的燃燒,zui后形成爆炸。這種爆炸反應(yīng)以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸壓力等將持續(xù)加快和升高,并呈跳躍式的發(fā)展。
科學(xué)防治是關(guān)鍵
粉塵爆炸由于性質(zhì)較為特殊,因此救援方法也與普通火災(zāi)爆炸有所不同。撲救粉塵爆炸事故的有效滅火劑是水,尤以霧狀水為佳。它既可以熄滅燃燒,又可濕潤(rùn)未燃粉塵,驅(qū)散和消除懸浮粉塵,降低濃度。忌用直流噴射的水和泡沫,也不宜用有沖擊力的干粉、二氧化碳、1211滅火劑,防止沉積粉塵因受沖擊而懸浮引起二次爆炸。
對(duì)一些金屬粉塵(忌水物質(zhì))如鋁、鎂粉等,遇水反應(yīng),會(huì)使燃燒更劇烈,因此禁止用水撲救??梢杂酶缮场⑹业龋ú豢蓻_擊);堆積的粉塵如面粉、棉麻粉等,明火熄滅后內(nèi)部可能還陰燃,也應(yīng)引起足夠重視;對(duì)于面積大、距離長(zhǎng)的車(chē)間的粉塵火災(zāi),要注意采取有效的分割措施,防止火勢(shì)沿沉積粉塵蔓延或引發(fā)連鎖爆炸。
由于粉塵爆炸事故撲救極為困難,因此做好預(yù)防工作尤為重要。主要預(yù)防措施有以下幾條:
*是消除粉塵源。采用良好的除塵設(shè)施來(lái)控制廠(chǎng)房?jī)?nèi)的粉塵是首要的,可用的措施有封閉設(shè)備,通風(fēng)排塵、抽風(fēng)排塵或潤(rùn)濕降塵等。除塵設(shè)備的風(fēng)機(jī)應(yīng)裝在清潔空氣一側(cè)。應(yīng)注意易燃粉塵不能用電除塵設(shè)備,金屬粉塵不能用濕式除塵設(shè)備。設(shè)備啟動(dòng)時(shí)應(yīng)先開(kāi)除塵設(shè)備,后開(kāi)主機(jī);停機(jī)時(shí)則正好相反,防止粉塵飛揚(yáng)。粉塵車(chē)間各部位應(yīng)平滑,盡量避免設(shè)置一些無(wú)關(guān)設(shè)施(如窗幕、門(mén)簾等)。管線(xiàn)等盡量不要穿越粉塵車(chē)間,宜在墻內(nèi)敷設(shè),防止粉塵積聚,另外,在條件允許下,在粉塵車(chē)間噴霧狀水,在被粉碎的物質(zhì)中增加水分也能促使粉塵沉降,防止形成粉塵云。此外,在車(chē)間內(nèi)做好清潔工作,及時(shí)人工清掃,也是消除粉塵源的好方法。
第二是嚴(yán)格控制點(diǎn)火源。消除點(diǎn)火源是預(yù)防粉塵爆炸的*、zui有效的措施。在常見(jiàn)點(diǎn)火源中,電火花、靜電、摩擦火花、明火、高溫物體表面、焊接切割火花等是引起粉塵爆炸的主要原因。因此,應(yīng)對(duì)此高度重視。場(chǎng)所的電氣設(shè)備應(yīng)嚴(yán)格按照《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計(jì)、安裝,達(dá)到整體防爆要求,盡量不安裝或少安裝易產(chǎn)生靜電,易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備,并采取靜電接地保護(hù)措施。被粉碎的物質(zhì)必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格篩選、去石和吸鐵處理,以免雜質(zhì)進(jìn)入粉碎機(jī)內(nèi)產(chǎn)生火花。
第三是采取可靠有效的防護(hù)措施。對(duì)于較小的粉碎裝置,可以增加其強(qiáng)度,并要考慮防止爆炸火焰通過(guò)連接處向外傳播。為減小爆炸的破壞性可設(shè)置泄壓裝置,如對(duì)車(chē)間采用輕質(zhì)屋頂、墻體或增開(kāi)門(mén)窗等。但應(yīng)注意,泄壓裝置宜靠近易發(fā)生爆炸的部位,不要面向人員集中的場(chǎng)所和主要交通要道;為減少助燃?xì)怏w含量,在粉塵與助燃?xì)怏w混合氣中添加惰性氣體(如氮?dú)猓?,減少氧含量,也是可行方法之一。
第四是在易產(chǎn)生粉塵的環(huán)境中安裝粉尖檢測(cè)設(shè)備,是有好警功能,這樣可提醒生產(chǎn)作業(yè)及管理人員,及時(shí)撤離。粉塵檢測(cè)儀國(guó)內(nèi)外有很多品牌,國(guó)外主要有:英國(guó) Casella CEL 的 Microdust Pro實(shí)時(shí)粉塵監(jiān)測(cè)儀,美國(guó) THERMO PDR-1000AN型便攜式粉塵檢測(cè)儀,DUSTMATE 手持式環(huán)境粉塵儀等。