1. 粉尘爆炸事故发生率高
随着现代工业的发展,粉尘种类不断扩大,使用量不断增加,使粉尘爆炸潜在的危险大
为增加。随着纳米技术的快速发展。粉体的深细加工已经成为当今生产过程中的一个重要发展方向,生产超细粉的产品日渐增多,粉尘粒径越小,爆炸下限越低,最小点火能量越小,粉尘爆炸的感度增加,由此,粉尘爆炸的事故率大为增加。据统计,世界上平均每天有一起谷物粉尘爆炸事故发生,英国近10年发生粉尘爆炸243起。
2. 粉尘爆炸事故危害性大
粉体的深加工使粉尘愈来愈细。粉尘粒径越小,表面积越大,燃烧越完全,燃烧速度越
快,升压速度越快,爆炸压力越大。
为了实现高效、节能,生产设备朝着大型化发展,大容积设备爆炸发生时会有较多粉尘参与爆炸,爆炸压力增大;同时大容积设备的强度比小容积设备高,如果不能及时泄爆,发生爆炸时会产生较大的压力。生产中对于可能产生粉尘飞扬的设备和场所必须尽可能密封,在密闭设备里粉尘浓度容易达到爆炸极限,密闭性越好,爆炸产生的压力也越大。
现代生产的工艺参数具有高温、高压、高速等特点,这增加了系统发生粉尘爆炸时的初始压力和紊流度,从而加大爆炸后果的严重程度。
生产的连续化使爆炸的传播路线加长,沿着相邻设备和连接管道传播,爆炸压力和升压速度会在管道里发生叠加,甚至有发生爆轰的危险。
粉尘爆炸易产生二次爆炸,第一次爆炸气浪把沉积在设备或地面上的粉尘吹扬起来,在爆炸后的短时间内爆炸中心区会形成负压,周围的新鲜空气便由外向内填补进来,形成所谓的“返回风”,与扬起的粉尘混合,在第一次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。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。例如,某硫磺粉厂,磨碎机内部发生爆炸,爆炸波沿气体管道从磨碎机扩散到旋风分离器,在旋风分离器发生了二次爆炸,爆炸波通过爆炸后在旋风分离器上产生的裂口传播到车间中,扬起了沉降在建筑物和工艺设备上的硫磺粉尘,又发生了爆炸。
3. 生产过程中易出现多种引火源
(1)设备内的摩擦撞击火花
设备内部由于机械运转部位缺乏润滑而摩擦生热;物料、硬性杂质或脱落的零件与设备
内壁碰击打出火星。表面粗糙的坚硬物体相互猛烈撞击或摩擦时,产生的火星撞击或摩擦脱落的高温固体微粒。若火星的微粒直径为0.1~1mm,其所带的能量可达1.76~1760mJ,足可点燃可燃粉尘。据统计,仅粉碎研碎设备因摩擦撞击引起的爆炸事故占57%。
(2)电火花和静电火花
电气设备故障引起的电火花是常见的一种引火源,事故案例较多。物料在输送和粉碎研磨的搅拌中,粉料与管壁、设备壁,粉料的颗粒与颗粒之间的摩擦和碰击,会产生静电。一些粉尘表面的电量可达10-6~10-7C/cm2。在适当条件下,其静电电压可高达数千至数万伏。
(3)沉积粉尘的阴燃和自燃
沉积在加热表面如照明装置、电动机、机械设备热表面的粉尘,受热一段时间后会出现阴燃,最终也可能转变为明火,成为粉尘爆炸的引火源。粉尘最易阴燃的层厚范围为10~20mm。可燃粉尘在沉积状态下还具有自燃的倾向,因为粉尘微粒与空气接触发生氧化放热反应,在一定条件下热量不能充分散发,粉层内温度会升高引起自燃。长期积聚在设备裂缝中和管道拐弯处的粉尘易发生自燃。