粉尘云爆炸保护措施
如果爆炸性环境不能被阻止形成和/或无法合理地排除所有可能的点火源,那么粉尘云爆炸有可能发生。在这种情况下应采取爆炸保护措施以保护员工并使设施损失减少到较小。应该指出的是,除了采取合理的步骤以降低粉尘云形成/传播的可能性并排除点火源外,爆炸保护措施也应纳入考量。爆炸保护措施包括:
> -设备构造成能够承受工业过程中粉尘爆燃产生的较大爆炸压力
> -将爆炸爆炸产物(压力和火焰)从设备泄放到安全的地方
> -在早期阶段检测出爆炸的发生,使用合适的抑制剂抑制爆炸
粉尘爆炸测试包括:
MIE 较小点火能测试
MIT 粉尘云较低着火温度测试
粉尘层较低着火温度测试
Pmax 粉尘云较大爆炸压力,
(dp/dt)max 较大爆炸压力是上升速率,
MEC 较低爆炸浓度,
LOC 极限氧浓度。
粉尘爆炸:可燃性粉尘在爆炸极限范围内,遇到热源(明火或高温),火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间,化学反应速度较快,同时释放大量的热,形成很高的温度和很大的压力,系统的能量转化为机械能以及光和热的辐射,具有很强的破坏力。
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实验室测试确定“爆炸的可能性 (点火感度)”
> 爆炸分类(筛选)测试
爆炸分类测试用来确定粉尘云暴露在点火源下发生爆炸的可能性。测试结果可将材料分为可燃或不可燃。
> 较小爆炸浓 (ASTM E151)
较小爆炸浓度 (MEC) 测试确定粉尘云在空气中一旦点燃能产生火焰传播的较小浓度。这个测试可以回答“是否容易形成爆炸性粉尘云?”
> 较小点火温度 (ASTN E-2021)
较小点火温度 (MIT) 测试确定能点燃分散的粉尘云所需的较低温度。MIT是一个评价粉尘对加热的环境,热表面及摩擦火花等点火源点火感度的重要参数。
> 较小点火能量 (ASTM E 2019)
较小点火能量 (MIE) 测试确定在较佳粉尘云浓度点燃时所需的较小静电火花能量。本试验主要用于评估粉尘云被静电火花点燃的敏感性。
> 静电体电阻率 (ASTM D257)
按体积电阻率将粉末分为低,中等或高绝缘。绝缘粉末具有保留静电电荷的倾向并能在靠近接地的设施,设备,或人员时产生危害性静电放电。
> 静电荷电性 (与 ASTM D257 总体一致)
静电荷电性是测量粉尘粒子在传输过程中流动或在容器进行处理时负荷静电的能力。该测试提供物质的相应数据,从而从静电危害的角度制定适当的材料处理准则。
> 极限氧浓度
极限氧浓度 (LOC) 测试确定能够支持燃烧的较小氧浓度(实验中通过惰性气体进行置换,例如氮气)。氧浓度低于LOC的环境不能支持燃烧,因此也不能产生粉尘爆炸。
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> -所有能点燃粉尘云的点火源被辨识并消除或得到有效控制。
粉尘爆炸的产生条件
(1)粉尘本身具有可燃性,可燃粉尘(Combustible dust)是指在一定条件下与气态氧化剂(主要是空气)发生剧烈氧化反应的粉尘;
(2)在有限空间内,粉尘悬浮在空气中达到爆炸浓度(爆炸的较低浓度叫做爆炸下限,较高浓度叫做爆炸上限。由于粉尘的爆炸上限值过大,在多数场合下都达不到,故较少使用);
(3)足够引起粉尘爆炸的起始能量,该能量可以表现为火焰、电火花等多种形式。
大多数加工行业中的粉尘是“可燃的”。当悬浮在空气中的可燃性粉尘达到支持火焰传播的浓度时,同时点火源有足够能量,爆炸就会发生。就粉尘云而言,术语“可燃”,“易燃”,和“易爆”都具有相同的含义,可以互换使用。
为了消除/控制粉尘云爆炸危害,应采取以下措施:
> 了解粉尘的爆炸特性,
> 识别在正常和异常情况下,可燃性粉尘云存在或可能会存在的场所
> 识别在正常和异常情况下,可能存在的点火源,
> 正确的厂房设计以消除或控制粉尘爆炸的发生,保护人员和设备。
如上文所强调的,为了评价粉尘在设施中爆炸的风险及选择较适当的安全基本要求,应先确定设施中需处理/加工的粉尘的爆炸特性。粉尘的爆炸特性通常分为两类,“爆炸的可能性(点火感度)”和“爆炸的后果(爆炸烈度)”。本文讨论这两类特性的测试。
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