粉尘爆炸的条件应采取措施
世界上第一次有记载的粉尘爆炸发生在1785年意大利的一个面粉厂,此后200多年里,粉尘爆炸事故不断发生,虽然各国在这方面进行了大量的研究,但粉尘爆炸是一个非常复杂的过程,受很多物理因素的影响,其爆炸机理至今尚不十分清楚。
随着现代工业的发展,粉体技术应用越来越广泛,其爆炸危险性几乎涉及到所有的工业部门,常见可爆粉尘材料包括:农林(粮食、饲料、食品、农药、肥料、木材、糖、咖啡等)、矿冶(煤炭、钢铁、金属、硫磺等)、纺织(塑料、纸张、橡胶、染料、药物等)、化工(多种化合物粉体)。常见粉尘爆炸场所有:室内(通道、地沟、厂房、仓库等)和设备内(集尘器、除尘器、混合机、输送机、筛选机、料斗、高炉、打包机等)。因此研究粉尘爆炸性质和机理对预防和控制爆炸事故具有重要的现实意义。
1可燃粉尘爆炸的条件
粉尘爆炸的条件归结起来有以下5个方面的因素:
其一,要有一定的粉尘浓度。粉尘爆炸所采用的化学计量浓度单位与气体爆炸不同,气体爆炸采用体积百分数表示,而粉尘浓度采用单位体积所含粉尘粒子的质量来表示,单位是g/m3或mg/L,如浓度太低,粉尘粒子间距过大,火焰难以传播。
其二,要有一定的氧含量。(含能粉尘除外)一定的氧含量是粉尘得以燃烧的基础。
其三,要有足够的点火源。粉尘爆炸所需的最小点火能量比气体爆炸大1~2个数量级,大多数粉尘云最小点火能量在5mJ~50mJ量级范围。
其四,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。
其五,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。
2可燃粉尘爆炸机理研究
(1)供给粒子表面以热能,使其温度上升;
(2)粒子表面的分子由于热分解或干馏作用,变为气体分布在粒子周围;
(3)气体与空气混合生成爆炸性混合气体,进而发火产生火焰;
(4)火焰产生热能,加速粉尘分解,循环往复放出气相的可燃性物质与空气混合,进一步发火传播.
因此,粉尘爆炸时的氧化反应主要是在气相内进行的,实质上是气体爆炸,并且氧化放热速率要受到质量传递的制约,即颗粒表面氧化物气体要向外界扩散,外界氧也要向颗粒表面扩散,这个速度比颗粒表面氧化速度小得多,就形成控制环节。所以,实际氧化反应放热消耗颗粒的速率,最大等于传质速率。
3可燃粉尘爆炸参数研究
几乎所有悬浮在空气中的金属或有机物的粉尘都能维持火焰的传播。炽热燃烧产物的比容增加,会导致约束体系增压,继而引起爆炸。爆炸的猛烈度取决于测得的最大压力和压力上升速率。粉尘爆炸参数的实验测定都是在一定的条件下进行的,往往与仪器设备、试验条件、判据及定义密切相关。粉尘爆炸参数,如点火温度、爆炸极限、最小点火能、爆炸压力和压力上升速度等都不是物质的基本性质,均与外界条件有关。因此,文献中的爆炸参数对工业实际只具有指导作用。
(1)点火温度。云状与层状粉尘的点火温度有很大不同,一般都是在Godbert-Greenwald炉中测定的,通常认为粉尘云的发火温度为粉尘层的两倍左右。但随着层厚的不同,温度差值也很大,作为资料的数据,通常以5mm厚度为标准。碳化升华的物质,则应采用云状的发火温度。另外人们已经发现,煤粉的层流火焰燃烧速度为5~35,最大的火焰燃烧速度出现在以挥发含量为基础的化学计算浓度附近。
(2)最小点火能。粉尘云的最小点火能量一般是在Hartmanm(哈特曼)管中测定,但由于粉尘云的生成条件和测试方法困难,很难取得绝对准确的数值,大多数为相对值,但可用作对物质的危险性作相对比较。最小点火能的计算方法有两种:一是较粗糙的方法,即E=1/2×CU2,此法忽略了电路中的能量损失;二是较精确的方法,E=∫20(UI-I2R)dt,式中U,I为电极两端的电压和电流,I2R为放电回路电阻引起的功耗。
(3)爆炸极限。粉尘爆炸极限就是能够爆炸的浓度范围,由于不存在公认的标准测试粉尘爆炸下限的准则,因此现有的下限数据依赖于试验装置和外部条件,不是粉尘的基本性质。另外,粉尘云浓度只能由湍流产生和湍流控制,湍流是粉尘云的固有特性。粉尘云浓度随时间变化而变化,点火前浓度并不是随后燃烧的浓度,在一种装置中能爆炸的浓度不一定在另一种装置中爆炸。因此粉尘浓度仅仅是试验时间和容器空间的平均值,一种特定的粉尘并没有唯一的爆炸性。
(4)爆炸压力和压力上升速率。封闭容器的最大爆炸压力原则上依赖于反应的能量,应该能由热力学计算出来。但是粉尘浓度受湍流的影响,化学反应很少进行得完全,完全的程度取决于燃烧的速率。压力上升速率与容器体积有很大关系,目前大多数测量数据仅限于球形容器,即当V≥0.04m3时,二者存在"三次方定律",即(dp/dt)m?V1/3=Kst容器中测得粉尘云爆炸特性值Kst,并不能说明大容器中爆炸时观察到的真实破坏情况。对于圆筒形容器,研究文献很少,毕明树等人对圆筒形容器容积和长径比对可燃气体爆炸强度的影响的研究表明,圆筒形容器内爆炸存在以下关系:(dp/dt)m?V01/3λ2/3=KG,其中,KG是取决于爆炸介质、混合比和初始状态的常数,是长径比。要认识到对于具有不同物化特性、初态和边界条件的粉尘,将会产生不同的压力上升速率和最大压力.
由于粉尘爆炸参数依赖于测试系统,对同一特性参数而言,不像气体爆炸那样具有普遍意义。很显然,真实的工业场所不能按比例缩小到实验室容器尺寸,而真实条件的爆炸参数对防爆设计来说又是必需的,因此将来的实尺实验不可避免。
4影响粉尘爆炸的因素
影响粉尘爆炸的因素有粉尘自身形成的和外部条件形成的两方面因素。就粉尘自身因素来说,又有化学因素和物理因素两类。化学因素主要指燃烧热和燃烧速度,此外还有水汽及二氧化碳的反应性等。物理因素主要指粉尘浓度和粒度分布,还有粒子形状、粒子比热、热传导率、表面状态、带电性和粒子凝聚特性等也是要考虑的。外部因素有气流运动状态、氧气浓度、可燃气浓度、湿度、窒息气浓度、阻燃性粉尘浓度和灰分、点火源状态等。
5粉尘爆炸的防爆措施
如前所述,粉尘爆炸要具备五个条件,用五边形可形象说明。防爆措施可分为两大类:一是预防措施,即拆去五边形爆炸链条中的任一边或几边,使不构成粉尘爆炸条件。例如连续清除粉尘,使粉尘云不可能产生或其浓度远低于爆炸浓度;避免各种点火源;惰化气体等。二是一旦发生粉尘爆炸,则采取措施减少损失,如采取抑爆、隔爆、泄爆等措施。
6结语
随着现代工业的发展,粉体的应用日益广泛,但伴随的爆炸事故也越来越多,且破坏性有所提高。所以迫切要求对其爆炸机理进一步研究,尤其要加强基础性研究,提出可行的防爆措施,以降低爆炸造成的损失。
篇2:工业企业铝粉尘爆炸事故应急预案
工业公司铝粉尘爆炸事故应急预案
1.作业场地
生产车间;组批车间
2.适用岗位与作业性质
金属制粉工、雾化制粉与筛组批的运行及操作。
3.危险源辨别与分析
粉尘爆炸是有4个爆炸点构成,在一定的空间里达到一定的浓度35-301克/cm3,一定的温度,氧气含量高于8%,火源能量和起火温度(最小能量20千焦;起火温度645℃),而形成的爆炸。
4.事故模式和后果
粉尘在爆炸后,形成强大的气体冲击力,使设备厂房全部摧毁,造成人员重大伤亡。
5.现场应急措施
保护好现场,人员紧急撤离,救助伤亡人员。
6.报警与通讯
立即报告项目部负责人和特材公司及工业公司主管领导,打5119火警电话报案,立即拨打医院值班电话5214,请求抢救。
7.应急处理救援措施
组织临时抢救小组,抢救伤员,尽力使损失降到最小。
8.防护救援装备
应急灯两套,挖掘工具及救护工具。
9.应急预案的实施职责
项目部负责人及特材公司领导组织临时抢救小组,负责制定落实现场应急、应急处理救援措施,由特材公司领导或主管工业公司领导现场指挥抢险急救,由消防部门控制爆炸现场的爆炸火灾情况。
篇3:粉尘爆炸危险场所安全生产监督管理长效机制
第一章安全生产基本条件
第一条?主要行政许可
(一)工商注册登记手续;
(二)消防设计审核合格意见、消防验收合格意见或备案证明;
(三)安全设施“三同时”手续;
(四)特种设备及仪器仪表定期检测合格证;
第二条?从业人员条件
(一)主要负责人、安全生产管理负责人、安全生产管理人员取得安全资(合)格证书。
(二)特种作业人员应按照《特种作业人员安全技术培训考核管理规定》,取得特种作业操作证书后上岗作业。其它从业人员按规定须经相关培训、持证上岗作业的,必须持证上岗。
(三)新职工在上岗前必须经过厂、车间、班组三级安全培训教育并考核合格。从业人员在本单位内调整工作岗位或离岗一年以上重新上岗前,应重新接受车间(工段)和班组级的安全培训教育并考核合格。企业在实施新工艺、新技术或者使用新设备、新材料时,应对有关从业人员重新进行有针对性的安全培训教育并考核合格。
第三条现场设施设备
(一)企业的总平面布局、厂区内设施设备布局等,应符合《粉尘防爆安全规程》(GB15577-2007)、《建筑设计防火规范》(GB50016-2006)等标准要求(由于标准修订引起的安全距离不足,能够整改的,整改到位;不能整改的,应制定防范措施,加强管理)。
(二)电气设备、照明等均为粉尘防爆型。
(三)关键设备安装防爆泄压装置。
第四条安全生产管理
(一)相关行业安全标准化管理体系达标并运行。
(二)建立并落实安全生产违法行为责任共担制度,对直接责任人、监护人、班组长、工段长、车间主任、安全科室负责人、分管负责人、主要负责人实行责任追究。
(三)建立并落实安全生产违法行为和事故隐患举报奖励制度。
(四)建立并落实安全工资制度,粉尘岗位安全生产工资不得低于工资总额的30%。
第二章安全生产保障措施
第五条在粉尘爆炸危险场所设置警戒带、危险信息告知、安全须知、严禁烟火标志牌、消除静电装置、物品保管柜等。
第六条粉尘爆炸危险场所安装红外高清视频探头。
第七条设粉尘浓度声光报警仪,并处于视频监控范围内。
第八条设置机械通风和自动消尘系统。
第九条提高生产装置自动化水平,尽量减少现场作业人员。
第十条设置电子巡检系统,同一时段多组巡检时应错时巡检;巡检原则1人,配备便携式粉尘报警仪。
第十一条粉尘爆炸危险场所检维修、动火、进入受限空间作业等关键作业环节应先停产(确因工艺不能停产的,须报镇安监站批准),并确认粉尘浓度在爆炸极限下限以下后,按照以下办法进行。
(一)企业自行编制、组织专家论证作业方案,论证合格后,经生产技术负责人、安全生产负责人和主要负责人审核签字(该项工作在视频和录音状态下完成),并报镇街道批准。
(二)关键环节作业前,镇街道和企业指派专人对现场作业条件和作业人员的上岗资格进行确认签字。对不具备技术条件的企业,必须雇佣有资质的单位进行作业。
(三)作业执行人、监护人、作业票签批人的信息进行视频或识别系统采集。
(四)动火作业原则在能产生粉尘爆炸危险装置的车间外进行。确需在粉尘爆炸危险场所内动火作业的,按照本条第一、二、三项规定进行。
第十二条从业人员安全教育培训教室安装高清晰视频,培训和考核应在视频监控下进行。培训教材、内容、试卷报镇街道备案。
镇街道在视频监控下对企业从业人员安全教育培训情况进行抽查考试。考试70分以下达到10%以上的,重新进行安全生产教育培训。
区有关部门在视频监控下对镇街道抽查情况进行抽查考试。考试70分以下达到10%以上的,企业重新进行安全生产教育培训,并扣罚镇办保证金。
第十三条视频监控信息必须传输至企业及其主要负责人、镇街道、区相关部门信息平台,保存期限不少于3个月。
企业主要负责人每天对监控信息检查不少于一次,并安排专人进行24小时监控,对发现的违法行为,及时处理并存档。
镇街道每天对本辖区内粉尘爆炸危险场所所在企业的监控信息检查不低于5%,并对发现的违法行为进行处罚。
区相关部门每周对镇街道检查过的监控信息抽查14家。
第三章事故应急救援
第十四条企业应编制综合应急预案、专项应急预案和现场处置方案,并组织专家进行论证后报镇街道、安监部门备案。
第十五条应急预案的要点和响应程序应当张贴在应急地点和应急指挥场所,并设有明显的标志。
第十六条配备消防器材、便携式粉尘报警仪、急救药品等应急救援装备、器材,并定期维护、保养和检测,使其处于良好状态。
第十七条每年至少组织一次综合应急预案演练或者专项应急预案演练,每半年至少组织一次现场处置方案演练,提高应急处置能力。演练情况应通过视频监控系统上传至镇街道、区信息平台。
第四章处理措施
第十八条企业未按规定建立或落实安全生产违法行为责任共担制度、安全生产违法行为和事故隐患举报奖励制度、安全工资制度等,责令限期整改;逾期未整改的,责令停产整顿。
第十九条企业对关键作业环节未按规定落实的,发现一起,罚款20000元;发现两起以上(含两起),罚款29000元,停产整顿一周。其中,发现一起违反规定进入受限空间作业、违章动火作业的,罚款29000元,停产整顿两周;发现两起以上(含两起),罚款29000元,停产整顿一个月。
第二十条企业有下列行为之一的,给予警告,并处罚款29000元。
(一)未按规定对监控信息进行检查;
(二)安全标准化未达标或未运行;
(三)未按规定巡检;
(四)特种作业人员未取得特种作业操作证上岗作业;
(五)未按规定编制应急预案并备案;
(六)未按规定配备应急救援装备、器材,并处于良好状态。
第二十一条企业有下列情况之一的,责令停产整顿:
(一)相关安全手续不全;
(二)企业的总平面布局、厂区内设施设备布局不符合标准;
(三)从业人员不具备上岗条件;
(四)未按规定配备有关设施设备或未处于适用状态。
第二十二条对企业已处理的违法行为,首次发现的,给予警告;对违法行为未处理或已处理的违法行为发现2次及以上,给予警告,并处罚款29000元。
第二十三条镇街道未按规定对监控信息进行检查的,每漏查1家(次),扣罚镇街道安全生产保证金1万元;漏查3家(次)以上,责令镇街道向区政府写出书面检查。
第二十四条区相关部门抽查发现镇街道漏查事故隐患或未按规定抽查企业从业人员安全教育培训的,每发现一起,扣罚镇街道安全生产保证金4000元;发现五起及以上,区委、区政府给予书面告诫,责令写出书面检查。
第二十五条对镇街道的其他处理,参照《**区人民政府办公室关于进一步强化落实安全生产责任制的补充意见》(临政办发〔2010〕130号)文件执行。
第五章?附则
第二十六条比较容易发生爆炸事故的粉尘主要有铝粉、锌粉、硅铁粉、镁粉、铁粉、铝材加工研磨粉、各种塑料粉末、有机合成药品的中间体、小麦粉、糖、木屑、染料、胶木灰、奶粉、茶叶粉末、烟草粉末、煤尘、植物纤维尘等。
粉尘爆炸事故多发生在破碎机、粉磨机、筛分机、干燥机、加料机和贮料仓等部位
第二十七条本长效机制由**区工业安全生产委员会办公室负责解释。
第二十八条本长效机制自印发之日起施行。