粉尘培训课件

粉尘爆炸机理与事故预防李宏良 群号：397557768北京市安全生产监督管理局监管一处副调研员目录 Contents1 粉尘爆炸机理 Mechanisms of dust explosions2 粉尘爆炸事故统计与案例分析 Statistics and case study of dust explosion accidents3 粉尘爆炸风险评价 Risk assessment of dust explosions4 粉尘爆炸预防与防护 Dust explosion prevention and mitigation5 结论 Conclusion引子-昆山中荣轮毂抛光粉尘爆炸事故2014年8月2日，江苏省昆山市中荣金属制品有限公司抛光车间发生特大粉尘爆炸事故，目前已造成75人死亡，185人受伤。本次事故是我国历史上人员伤亡最大的工业粉尘爆炸事故（工业粉尘爆炸不含煤矿瓦斯粉尘爆炸）。此前我国伤亡最大的工业粉尘爆炸事故1987年3月15日哈尔滨亚麻厂亚麻粉尘爆炸事故，死亡58人，受伤182人。8月2日上午7时37分，江苏昆山市开发区中荣金属制品有限公司汽车轮毂拋光车间在生产过程中发生爆炸。事发时车间内共有264人，截止到8月5日，已造成75人死亡，185人受伤。发生爆炸的抛光二车间为两层厂房，车间总面积2000平方米。爆炸造成车间房顶约3/4的彩钢板掀起，窗户全部碎裂。一层南墙部分倒塌。一层东墙中部外墙被炸出两个大洞，几台重型设备位移，设备的一部分位移到车间外。二层东墙部分倒塌。打磨车间事故后损失情况南墙倒塌东墙部分倒塌打磨工作台打磨工作台情况A、B两条生产线相向布置,每条生产线有12个工位。打磨台面包括斜板和底部水平托板。打磨时轮毂固定在倾斜台面上，作业人员手持气动打磨机进行打磨。常用轮毂的尺寸为1618英寸，约406mm457mm。估算倾斜台面宽度为500mm600mm，水平托板的宽度为150mm。车间宽度为小于22m。通过网上照片估算两边廊道宽度各为4m。即12个工位占用14m，工位间距约为1m。工位布置相当紧密。打磨粉尘粒径分布铝镁合金打磨粉尘可燃粉尘的燃烧热除尘系统二楼除尘系统局部除尘系统8月4日，事故调查组确定：粉尘浓度超标，遇到火源发生爆炸，昆山爆炸是一起重大责任事故；责任主体是中荣金属制品公司，主要责任人是企业董事长吴基滔等；当地政府领导责任和监管责任落实不力。注意，此前央视报道的“明火”已经改成“火源”。国家安监局调查组总结了5点事故原因 企业厂房没有按二类危险品场所进行设计和建设，生产车间违规采用双层设计，且建筑间距不够。生产线过紧过密，2000平方米的车间内布置了29条生产线，300多个工位。除尘设备没有按规定为每个岗位设计独立的吸尘装置，除尘能力不足。车间内所有电器设备没有按防爆要求配置。安全生产制度和措施不完善、不落实，没有按规定每班按时清理管道积尘，造成粉尘聚集超标；没有对工人进行安全培训，没有按规定配备阻燃、防静电劳保用品；违反劳动法规，超时组织作业。以上5点原因分别涉及建筑消防、设备布置、除尘系统、电气防爆和管理（清扫、培训和劳动保护）。建筑设计问题由于建筑采用两层设计，二楼工人无法及时逃生，这是事故损失扩大的原因。根据GB 15577第5.2条规定，车间宜采用单层设计。GB 17269第5.2.2条也规定，用于加工、转运或贮存铝镁粉的建筑物宜为不带地下室的单层建筑。这里的“宜”表示条款为推荐性条款。根据GB 50016，铝合金粉尘为乙类危险品，车间应为乙类生产厂房。GB 50016也未强制要求乙类危险品生产厂房为单层。因此从现有标准看建筑采用两层设计似乎并不违规GB 17269 第5.1.2条规定铝镁粉加工厂的内部距离应大于10 m，GB 50016 规定乙类厂房的建筑间距与厂房耐火等级有关，当耐火等级为一级或二级时，间距为10m。建筑间距不够在本次事故中并未造成严重后果。生产线布局问题由于生产线布置过密，导致车间人员逃生困难，这是事故损失扩大的原因。同时，在同一个车间布置过多工位易于发生群死群伤的特大事故。除尘系统设计除尘能力不足，导致粉尘在工位沉积，也导致粉尘在管道沉积。作业时产生的粉尘飞扬和工人在清扫作业时产生的粉尘飞扬会导致粉尘迁移沉降到建筑高处的钢结构。车间内和管道内粉尘集聚过多是本次事故的直接原因。除尘系统设计不合理、粉尘清扫不够是本次事故的根本原因。电气防爆根据GB 12476.3，打磨台附近应划分为21区，打磨车间应划分为22区。打磨车间应按照所在的区域使用粉尘防爆型电气设备。对于铝镁合金粉尘，可选用T4温度组别。电气设备不防爆是否为本次事故的直接原因尚需等待专家组的进一步调查。管理问题（清扫、培训和劳动保护）清扫不足和缺乏培训也是造成本次事故的根本原因。车间和打磨台面一般每班次清扫1次，除尘管道和除尘器至少一周维护一次。从照片上，看不到除尘管道有清扫孔。如果打开除尘管道，应该看到大量燃尽铝合金的氧化物和未燃铝合金粉。作业人员如果配备防火服和防护眼镜，可增加的逃生机会，减少烧伤面积。打磨工作台除除尘系系统设计缺陷缺陷部分粉尘悬浮到空气中，导致车间环境很差。工人工作一个班次下来脸上看起来像兵马俑，可见车间粉尘浓度比较高。工业卫生标准规定，车间粉尘浓度上限为10mg/m3。但是，车间粉尘浓度估计不超过100mg/m3（超标9倍），因为粉尘浓度为1g/m3就伸手不见五指了。车间粉尘浓度离铝合金爆炸下限（约40g/m3）还差得很远。也就是说，车间粉尘浓度超标还只是工业卫生问题，与粉尘爆炸原因并无直接关联。由于除尘系统设计不合理，导致在打磨台面、管道和车间出现粉尘集聚。这才是事故的直接原因。事故点火源事故点火源要想确定事故的点火源是非常困难的。除非有足够的证据，事故调查报告中点火源通常是几种可能。本次事故可能的点火源有：风机叶轮打火 打磨机内部着火 打磨台电气线路短路 静电放电 明火(1)风机叶轮打火袋式除尘器除尘效率不是100%，因此部分铝合金粉尘会穿过除尘器进入风机并在空气中水分的作用下附着在风机的壳体内。如果风机不定期维护（三个月至半年），粉尘层会逐渐变厚变硬。风机叶轮可能和壳体内的粉尘层摩擦起火并发生爆炸。爆炸逆向传播到除尘器、风管而进入室内。对于这种情况，作业人员完全没有反应时间。通过逐台检查风机内是否有厚且坚硬的燃烧产物、摩擦划痕可确定该假设的可能性。2003-10-29 Hayes Lemmerz International,USA 美国 Hayes 公司轮毂抛光粉尘爆炸损坏的风机可能是点燃源管道中的粉尘沉积(2)打磨机内部着火气动打磨机由壳体、气动马达和传动轴组成。传动轴顶端可以固定小刷子或者快粘布（用于粘背面有毛的砂纸）。气动马达和壳体之间有缝隙，如果打磨机不每天维护，铝合金粉尘进入过多打磨机可能着火。这种情况，作业人员有反应时间。(3)打磨台电气线路短路如果打磨台的灯具、穿线管不防爆，铝合金粉进入可能导致短路着火。这种情况下，着火有一个过程，不会马上爆炸，作业人员有反应时间。(4)静电放电除尘管道软连接不导电，因此吸尘罩没有接地。吸尘罩静电积累可能放电，因为燃烧在吸尘罩附近发生，作业人员反应时间很有限。(5)明火明后包括抽烟、手机爆炸、空调压缩机爆炸等。如果管控严格，一般不存在抽烟和手机明火。但中荣公司好像允许手机进入车间。从工艺看，打磨二车间不用蒸汽，无需锅炉。8月2日新闻报道说爆炸原因为锅炉应该是没有依据的。铝合金打磨除尘解决方案对于铝合金打磨，湿法打磨或湿法除尘是最佳的解决方案。把车间通风搞好，不会有氢气爆炸的问题。如果采用湿法打磨，不会有粉尘爆炸危险。湿法打磨在自动打磨柜中进行，由机械手进行打磨作业，在打磨过程中水喷头不断向打磨部位喷洒混合了切削液的水流和水滴。打磨产生的粉尘进入水中，并通过滤网分离出来。根据万丰奥威（中国第二大轮毂供应商）8月4日发布的消息，2013年万丰奥威投资研制建成了国内首条全自动抛光轮生产线，该生产线采用的是水磨抛光工艺，主要由自动抛光机、清洗线、空压机等设备组成，与传统手工抛光轮工艺相比，水磨生产工艺全流程不产生粉尘，直接从设计上杜绝了因空中粉尘产生而引发的爆炸风险，生产过程更环保、更安全。2014年粉尘爆炸事故（7起）1月20日，常州新北区新桥镇史墅村华达化工厂发生金属粉尘爆炸，造成1人受伤，2名参加救援的人员轻微受伤。2月5日，黑龙江青冈县龙凤玉米有限公司淀粉包装车间爆炸，初步认定系粉尘飞扬引发，事故造成1名职工死亡，1名职工重伤和8名职工轻伤。2月8日，常州市新北区新桥镇史墅村华达化工厂在20天前发生金属粉尘爆炸后，再次发生爆炸。4月16日10时左右，江苏省南通市如皋市东陈镇双马化工有限公司硬脂酸造粒塔正常生产过程中，维修工人在造粒塔底锥形料仓外加装气体振荡器及补焊雾化水管支撑架时，发生硬脂酸粉尘爆炸事故，造成8人死亡，9人受伤。2014年粉尘爆炸事故5月27日下午4时许，广东溢达纺织有限公司辅料包装厂车纽车间除尘室发生粉尘爆炸事故，造成5人受伤。6月21日17时15分左右，乌苏市新疆天玉生物科技有限公司一个生产车间发生粉尘爆炸，引发该车间失火，所幸未造成人员伤亡。8月2日，昆山开发区中荣金属制品有限公司汽车轮毂拋光车间在生产过程中发生爆炸，目前已造成75死、185伤。1 粉粉尘爆炸机理爆炸机理 1 Mechanisms of dust explosions1 粉尘爆炸机理 Mechanisms of dust explosions1.1 粉尘爆炸基础知识 Dust explosion basic1.2 粉尘爆炸性参数的测定 Determination of dust explosion characteristics1.3 粉尘爆炸性参数的影响因素 Influence factors of dust explosion characteristics1.1 粉尘爆炸基础知识 Dust explosion basic1.1.1 粉尘爆炸及其发生的条件 Dust explosion and its conditions1.1.2 可燃粉尘及其在空气中的分散 Combustible dust and its dispersion in air1.1.3 点燃源 Ignition sources1.1.4 粉尘爆炸火焰传播与二次爆炸 Flame propagation and secondary explosion of dust explosions粉尘爆炸录像 Dust explosion video（By FSA,Germany）粉尘爆炸演示演示 Demonstration of dust explosions石松子粉尘聚乙烯爆炸泄压实验(FSA)爆炸泄压实验（FSA）镁粉爆炸镁粉爆炸粉尘二次爆炸1.1 粉尘爆炸基础知识 Dust explosions basic粉尘爆炸：粉尘爆炸：粉尘颗粒悬浮在空气中快速燃烧导致火焰传播，在相对密闭的空间发生压力上升的现象。Dust explosion:Dust explosion:Flame propagation and pressure generation due to fast combustion of suspended dust particles.现象 Phenomena：产生火焰和热气体 Flame and hot gases产生冲击波（发出爆炸声）Blast waves(sounds of explosions)导致粉尘扬起和并发生二次爆炸 Dust being raised and secondary explosion后果 Consequences设备爆裂 Burst of process equipment建筑破坏 Damage of buildings人员伤亡 Death and injury of personals1.1.1 粉尘爆炸及其发生的条件 Dust explosion and its conditions爆燃、爆炸与闪爆 Deflagration、Explosion and Flash爆燃：在未然介质中，燃烧区以低于音速的速度传播的现象。Deflagration:Propagation of a combustion zone at a velocity that is less than the speed of sound in the unreacted medium爆炸：爆燃引起压力上升导致容器和设备爆裂的现象。粉尘爆炸通常的意义是粉尘爆燃造成破坏和损失的现象。Explosion:The bursting or rupture of an enclosure or a container due to the development of internal pressure from a deflagration.闪爆：通常指短时间、小范围、压力上升不明显、冲击波不强的爆燃。Flash:Deflagration in short-time and small scale,with weak pressure and blast waves.1.1.1 粉尘爆炸 Dust explosions粉尘爆炸与气体爆炸的区别气体分子可以穿透极细的间隙，而粉尘不能。气体爆炸仅限于气体扩散的空间，粉尘爆炸可能产生粉尘层悬浮，发生二次爆炸。气体爆炸一般可以通过监控浓度预警，粉尘爆炸一般无法通过粉尘浓度预警。粉尘爆炸风险更隐蔽，容易被忽视。与空气形成可燃混合物的方式不同粉尘爆炸发生的条件 Conditions of dust explosion点燃源密闭空间氧气可燃粉尘粉尘颗粒分散悬浮1.1.1 粉尘爆炸 Dust explosions哪些粉尘可以发生粉尘爆炸?What kind of dust can be involved?理论上看，所有可燃粉尘在粒径足够小时都可能发生粉尘爆炸。Theoretically,all combustible dusts can be involved in dust explosion when they are fine enough.根据美国NFPA 654定义，粒径小于420m的粉尘应视为可发生爆炸的粉尘。According to NFPA 654,when particle diameter is less than 420m(d1J，则粉尘处理工艺相对安全。如果粉尘的点燃能量MIE1J,the dust handling process is relative safe.If MIE100金属部件应该接地（10）25100除以上措施，应考虑人的接地（108）425除以上措施，应考虑高电阻率物料表面放电。如果容积大于50m3，应考虑粉尘云本身带电导致点燃。14很易于点燃。除以上措施，限制使用绝缘材料 convex surface)典型热表面 Typical hot surfaces散热器 heat dissipator干燥柜 dryer cabinet加热电阻丝或其它加热设备（例如蒸气管线）Hot wires or other heating devices(such as vapor pipe)机械热表面 Mechanical hot surfaces只要存在运动部件，就应该考虑机械摩擦热表面 Mechanical hot surfaces shall be considered when there is any moving component在缺乏润滑时，易于出现热表面 Occur when there is lack of lubrication3.2.3 点燃源的识别 Identification of ignition sources(2)火焰和热气体 Flame and hot gases非常有效 Very effective典型为工业动火（焊接和切割）Typically,hot-work(welding and cutting)(3)机械火花 Mechanical sparks由摩擦、冲击、研磨产生 Generated by friction,impact and grinding对某些金属粉尘（如镁、铝、锆、钛）有非常强的点燃能力 Very effective for some kinds of metal dusts(magnesium,aluminum,zirconium,titanium)在粉尘层中可能会形成阴燃（闷烧）Can ignite dust layer and lead to smoldering外来物体（例如石头、金属）易于在设备中造成机械火花 Foreign objects(such as stone,metal)is easy to produce mechanical sparks.绣铁和轻金属撞击可能产生铝热反应 Impact of rust and light metals(magnesium and aluminum)can initiate thermite reaction钛和锆在任何硬质物体冲击下可产生火花 zirconium and titanium can form incendive sparks under impact or friction against any sufficiently hard material,even in the absence of rust3.2.3 点燃源的识别 Identification of ignition sources 机械碰撞与摩擦可以产生火花和（或）热表面 Friction and impact can generate sparks and/or hot surfaces.火花的点燃能力较弱，热表面的点燃能力较强 Incendivity of sparks are relatively weak than hot surfaces.单个火花的能量通常小于1mJ，例如，直径为200m的铁颗粒，从1000降到室温，释放能量0.33mJThe energy of a single spark is normally less than 1mJ.For instance,a iron particle with diameter 200 m,can release 0.33mJ when its temperature drop from 1000 to room temperature.3.2.3 点燃源的识别 Identification of ignition sources(3)机械火花与热表面 Mechanical sparks/hot surfaces易于产生机械碰撞与摩擦的设备 Typical equipment that impact and friction are likely to occur粉碎设备（各种破碎机、磨粉机，尤其当石子、铁等金属外来物质进入）Grinding equipment(crusher,grinder,especially when there is foreign objects)打磨设备 Buffing devices斗式提升机（跑偏、打滑、断带、轴故障）Bucket elevator(misalignment,slipping,belt broken,damaged shaft)皮带机（跑偏、打滑、断带、轴故障）Belt conveyer(misalignment,slipping,belt broken,damaged shaft)刮板机（轴故障，刮板摩擦，堵料）Chain conveyer(damaged shaft,fraction of scraper,blockage)螺旋输送机（堵料）Screw conveyer(blockage)混合设备 Mixing machinery(blender)旋转下料阀（堵料）Rotary valve(blockage)风机（叶轮与壳体或外物摩擦或碰撞）Fan and blower(friction of blade and the house or foreign objects)作业与维修工具 Tools of operation and maintain(3)机械火花与热表面 Mechanical sparks/hot surfaces3.2.3 点燃源的识别 Identification of ignition sources 案例 Cases1989年2月5日，华能大连电厂皮带机导向辊轴承座损环，发热的轴承掉入煤粉引发了特大火灾。1989-02-05 Hua-neng Dalian Thermal Power-station,coal fire,damaged shaft of belt conveyer.1998年6月8日发生于美国堪萨斯州德布鲁斯粮食筒仓的大爆炸就是由于仓顶的皮带机一个损环的导向辊轴承引起的。1998-06-08 Silo explosion in DeBruce Co.,Kansas.damaged shaft of belt conveyer.2008年2月7日，美国Imperial糖厂爆炸，点火源为皮带输送机的托辊与散落的糖粉摩擦。2008-02-07,Sugar dust explosion in Imperial Sugar Company,Friction of supporting roller with released sugar pile.(3)机械火花 Mechanical sparks or hot surfaces3.2.3 点燃源的识别 Identification of ignition sources 1988 Ellis 筒仓爆炸，轴承发热是可能的点燃源 Ellis silo explosion,damaged bearing 1988 Ellis 筒仓爆炸，轴承发热是可能的点燃源 Ellis silo explosion,damaged bearing 1990，Midwest 筒仓爆炸，斗式提升机的轴 Midwest silo explosion,damaged shaft/bearing1993,Minden筒仓爆炸，斗式提升机的轴/轴承故障 Minden silo explosion,shaft/bearing fault1993,Minden筒仓爆炸，斗式提升机的轴/轴承故障 Minden silo explosion,shaft/bearing fault（4）电气火花 Electrical sparks过载 Overload短路 Short circuit电缆老化或因环境原因被破坏 Ageing wire or damaged wire不规范的接线 Not proper wiring接线松动 Loosen wiring非防爆电气设备启停或运行过程产生的火花 Non explosion proof electrical apparatus杂散电流 Stray circuit3.2.3 点燃源的识别 Identification of ignition sources(5)静电放电 Electrostatic discharge静电放电类型 Different types of Electrostatics 电晕放电 corona discharge刷形放电 brush discharge传播型刷形放电 propagating brush discharge火花放电 Spark discharge料堆放电 Cone discharge人体静电 Body discharge雷状放电 Lighting discharge3.2.3 点燃源的识别 Identification of ignition sources 电晕放电 corona discharge能量低于0.3mJ，通常不能点燃粉尘云。Energy0.3mJ，not enough to ignite dust cloud3.2.3 点燃源的识别 Identification of ignition sources 刷形放电 Brush discharge这种放电往往发生在导体与带电绝缘体之间。放电通道在导体一端集中在某一点上，而在绝缘体一端有较多分叉，分布在一定空间范围内。能量低于4mJ，不能点燃大多数可燃粉尘与空气的混合物。但是点燃能量很低的少量粉尘可被点燃。Between earthed conductor and charged insulator;Discharge path is like a brush.Energy4mJ.Only effective for some dust cloud with very low MIE.3.2.3 点燃源的识别 Identification of ignition sources 传播型刷形放电 Propagating brush discharge传播刷形放电在绝缘材料与金属材料紧密贴合的情况下，绝缘体两面带大量不同极性的电荷，放电通道沿绝缘材料的表面进行。在气流输送管道和大型容器中，如果金属容器内衬绝缘层时，可能发生传播型刷形放电。When insulate material is contact with conducted material with a large surface,the insulator is strongly charged at double sides.For instance,when metal vessel or duct is coated inside with insulate layer.传播型刷形放电释放的能量很大，有时可达数焦耳，点燃能力强。Energy could be several Joule,highly incendive.3.2.3 点燃源的识别 Identification of ignition sources 在带电导体和接地导体之间发生 Between charged conductor and earthed conductor对粉尘云有较高的点燃危险 Highly incendive3.2.3 点燃源的识别 Identification of ignition sources 火花放电 Spark discharge(6)粉尘自燃 Spontaneous combustion塑料粉尘在干燥过程中可能发生分解，导致粉尘自然温度降低 Plastics may degrade during drying,and the minimum ignition temperature will decrease.在煤粉制备、硫磺生产过程，自燃较为常见。Popular ignition sources in coal pulverization and surfer powder handling.轻金属和水缓慢反应。Slow reaction between light metals and water.有时由机械摩擦发热引发。Sometimes could be initialized by mechanical friction.发生条件：粉尘具有一定的水分，且局部通风导热条件不好。Conditions:there is some water content in the dust,local heat dissipation and ventilation are not good.3.2.3 点燃源的识别 Identification of ignition sources DustlayersattheengineBurneddustlayers3.3 粉尘爆炸风险评估 Risk assessment of dust explosions评估实际工艺、设备和操作的发生点燃可能性 Evaluation of the likelihood of ignition for actual process,equipment and operation.粉尘层和粉尘云的点燃特性（着火敏感程度）The ignition characteristics of dust layer and dust cloud.实际工况下粉尘点燃特性的变化（温度、压力、湿度、粒度的影响）The influence factors in actual conditions:temperature,pressure,air humidity,and particle size distribution.点燃源的点燃能力（表面温度和有效点燃能量）The ignition capability(temperature and equivalent ignition energy)of possible ignition source.粉尘层出现的可能性 The occurrence of dust layers粉尘云出现的可能性 The occurrence of dust clouds点燃源出现的可能性 The occurrence of ignition sources3.3 粉尘爆炸风险评估 Risk assessment of dust explosions评估爆炸的后果 Consequences of dust explosions粉体燃烧特性（扑救难度）The burning behavior of dust(difficulty of firefighting)爆炸的破坏力（粉尘的爆炸压力和爆炸指数）Explosion severity(maximum pressure and rate of pressure rise)设备的容积 Volume of the enclosure设备的结构 Structure of the enclosure设备是否通过管道连接 If the enclosures are interconnected by ductwork是否采取了爆炸防护措施（爆炸泄压、爆炸抑制、爆炸隔离等）If explosion prevention and mitigation systems are used.厂房结构 Structure of the workshop防火墙分隔的厂房面积 Area of workshop separated by fire walls防爆墙分隔的厂房面积 Area of workshop separated by explosion walls毗邻区域（厂区结构）Adjacent area风险评价可能性分级（VDI 2263）可能性等级可能性等级概率概率A超过1年1次B1年1次C5年1次D30年1次E100年1次F1000年1次爆炸后果分级(VDI 2263)分级分级后果后果I人：死亡和重伤，或环境：长期损害，或财产损失：全部工厂损失，并其引起间接损失停产：长期停产II人：受伤（3天无法工作），或环境：临时的损害，或，财产损失：部分工厂并引起附带损失，或，全部工厂损失，但无间接损失，或停产：中等时间长度的停产III人：产内人员轻伤，或，场外人员不适，或环境：环境损害限于厂内，或财产损失：工厂部分受损，但没有间接损失，或停产：短时间的停产IV人：无人员受伤环境：无环境损害财产损失：没有工厂损失，也没有间接损失停产：影响很小风险矩阵4 粉粉尘爆炸爆炸预防与防防与防护4 Dust explosion prevention and mitigation4.1 建筑设计与设备布局 Architecture design and layout of facilities4.2 过程控制 Process control4.3 点燃源预防 Prevention of ignition sources4.4 粉尘浓度控制 Control of dust concentration4.5 惰化 Inerting4.6 爆炸泄压 Explosion venting4.7 爆炸抑制 Explosion suppression4.8 爆炸隔离 Explosion isolation4.9 抗压设计 Explosion resistance design(Containment)4.10 安全管理 Safety management4 粉尘爆炸风险管理 Risk management of dust explosions4.1 建筑设计与设备布置 Building design and layout of facilities建筑设计 Building design有粉尘爆炸危险的建筑采用框架结构，屋顶和墙体采用轻质材料。Frame structure,use light materials for walls and roofs宜采用单层建筑。Single floor building立筒库、仓库和打包车间、粉碎车间留出足够的防火间距。GB 50016建筑防火设计规范 Code of Design on Building for Fire Protection and Prevention NFPA 5000 Building Construction and Safety Code人员集中的办公区域远离有爆炸危险的场所。Office area with high population density shall be far away from areas with explosion hazard.1981,Corpus Christi 筒仓爆炸后新建工作楼采用框架结构 The frame structure after dust explosion in Corpus Christi Silos1981年Corpus Christi筒仓爆炸后新建工作楼采用框架结构The frame structure after dust explosion in Corpus Christi Silos4.1 建筑设计与设备布置 Building design and layout of facilities设备布局料仓设置在室外斗式提升机、除尘器设置在建筑外。或靠墙布置，以便于泄爆。（湿式除尘器可布置在室内）除尘器在建筑高处布置。车间设计要留出人员检查和逃生的通道。除尘器外置4.2 过程控制 Process control爆炸风险有关工艺参数监控（温度、湿度、压力）电机电流监控堵料监控开机、停机次序连锁逻辑4.3 点燃源预防 Prevention of ignition sources防止机械火花与摩擦 Prevention of mechanical sparks and frictions斗式提升机跑偏、打滑、断链监控 Monitoring of misalignment,slippery and broken chain for bucket elevator安装除铁器 Install magnetic iron remover安装轴温监控 Temperature monitoring of shaft and bearing.防止静电积累与放电 Prevention of electrostatics 设备跨接与接地 Bonding and grounding除尘器使用防静电滤袋 Anti-static filter bags使用粉尘防爆型电气设备 Dust explosion proof electric apparatus防止自燃 Prevention of spontaneous combustion温度监控 Temperature monitoring干燥流化床定期出料清理 Periodically cleaning for fluid bed dryer防止明火，严格的动火制度 Prevention of open fire斗式提升机跑偏监控 Misalignment monitoring安装除铁器 Magnet iron remover可检视的设备接地（黄绿线）Visual grounding wire防静电滤袋（内部织有金属丝）滤袋架和除尘器本体跨接除尘器本体不同箱体跨接接地应有明显的标志，并应可靠连接（例如采用端子）等电位连接：收料容器和除尘器本体之间；管道各段之间皮带机轴温监测 Temperature monitoring of bearing防爆电气设备类型气体防爆型煤矿井下用防爆电机工厂用防爆电机隔爆型 d本质安全型 i正压型 p浇封型 m增安型 e充油型 o充砂型 q粉尘防爆型粉尘防爆型电机外壳保护型 Ex tD本质安全型 Ex iD浇封保护型 Ex mD正压保护型 Ex pD由于我国标准GB 12476 跟踪 IEC 61241、IEC 60079体系。导致现有粉尘防爆型号为老标准型号 DIP所使用的粉尘爆炸危险场所：20、21、22对应的温度组别T1T6气体防爆型电气设备是否可用于粉尘爆炸危险场所区别：隔爆型通过安全间隙防止设备内火焰从设备用传播到设备外。粉尘防爆性通过防止粉尘进入防止内部着火。优先选用粉尘防爆型电气设备。气体防爆型（隔爆型）用于粉尘爆炸危险场所要求：首先电气设备温度组别对应的最高表面温度应不超过粉尘最低着火温度。在温度组别满足的前提下，隔爆型电气设备如果IP防护级别达到IP6X，则可以用于20区。如果IP防护级别达到IP5X，则可用于21区。气体防爆型比防爆电气设备温度组别防爆电气设备防护等级IP6X 尘密IP5X 防尘气体防爆型电机隔爆型防爆电机铭牌：Ex d C T44.4 粉尘控制 Dust control(1)防止物料与粉尘泄漏 Avoid leakage of material and dust及时维修出现物料泄漏的设备 Repair and maintain of fault facility and machinery in time.工艺设备的检查孔应密封 The check holes of process equipment shall be dust tight(2)除尘系统设计与维护 Design and maintain of dust collection system(3)清扫 Housekeeping(2)除尘系统的设计与维护 Design and maintaining of duct collection system40%的爆炸事故是除尘系统引起的。40%dust explosion accidents were related to dust collection system除尘系统的设计应防止粉尘在风管中沉积 Design of dust collection system shall avoid dust deposition in ductwork 风速设计合理，保证除尘管路各处风速基本一致，从吸尘点到除尘器风速应不变或略有增加。Flow velocity of the whole duct work should be almost the same,and increase a little bit from the suction head to dust collector除尘管路设计和安装减小阻力损失，尽量减少水平管道的长度。The design and installation of ductwork shall keep the pressure drop(resistance)as small as possible,and horizontal duct shall be as short as possible.进行风速测定和压力平衡调节，保证风量与风速符合设计要求 Flow velocity measurement and adjust of pressure balance,to ensure flow rate and flow velocity comply with the design.除尘器采取防爆措施：防静电滤袋、爆炸泄压、爆炸隔离。Anti-static filter bags,explosion venting and explosion isolation for dust collection system风机采用防爆风机。Non-spark blower经常检查除尘管道风速、管道堵塞情况、除尘器滤袋。在除尘器上安装风压检测仪表。用于辅助判断除尘器滤袋的堵塞或破损。Routine check and maintain on:flow velocity,duct block up,dust filter.Instrument to monitor pressure drop of dust filter,as indication of block or damage of filter bags.(2)除尘系统的设计与维护 Design and maintaining of duct collection system(3)清扫 Housekeeping地面、设备、建筑的梁与支架、悬挂顶棚都应清扫 Ground,surface of facilities,building structure,suspended ceiling地沟、电缆沟应清扫 Trench清扫过程、检维修过程防止形成粉尘云 Avoid dust migration during cleaning不使用压缩空气清扫 No compressed air应使用不产生火花的清扫工具 Non-sparking tools清扫应有台账记录 Housekeeping shall be documented4.5 惰化 Inerting 两种惰化策略 Two inerting strategies完全惰化与部分惰化 Absolut inerting and partial inerting部分惰化可节省成本，达到相近的安全水平 Partial inerting can save investment,and obtain similar safety level.4.6 爆炸泄压 Explosion venting标准 StandardGB/T 15605 粉尘爆炸泄压指南(Referred VDI 3673)NFPA 68-2007 Standard on Explosion Protection by Deflagration Venting EN 14491-2006 Dust explosion venting protective systems应采取爆炸泄压的设备和建（构）筑 Equipment and building need to be vented筒仓、料仓、除尘器等有容积的设备 Enclosures such as silos,bins,bag filters.筒仓顶的工作间、筒仓仓底以下的空间 The rooms above the silos and under the silos.提升机、刮板机、封闭式皮带机等输送设备 Bucket elevator,chain conveyer,enclosed belt conveyer.管道 Duct/ductwork4.6 爆炸泄压 Explosion venting爆炸泄压注意事项 Caution:应避免直接泄压在建筑内，应通过泄压导管将泄压口引至室外。Venting inside building shall be avoided.Venting shall be directed to a safe place outside the building.泄压导管的长度不宜超过3m。The venting duct shall be as short as possible,when the venting duct is not recommended to be more than 3m.泄压导管不宜有小于135的弯角。The elbow angle of venting duct is recommended to be bigger than 135当使用泄压导管或泄压门时，应考虑泄压效率。When venting duct or venting door is used,venting efficiency shall be considered.泄压设备-泄压门 Venting door泄压设备-无火焰泄爆装置示意图 Flameless venting devices有焰泄爆和无焰泄爆的比较 Comparison of normal venting and flameless venting示意图：立筒库的爆炸泄压 Venting positions of silos实例：筒仓顶部泄压 Venting on the top of silos实例：筒仓顶部泄压 Venting on the top of silos实例：筒仓顶部工作间的泄压 Venting of belt conveyer room on top of silos实例：筒仓底部地下室泄压 Venting of underground gallery of silos实例：建筑间栈桥的泄压 Venting of passage between buildings实例：斗式提升机的泄压 Explosion venting of bucket elevator 泄压设计-斗式提升机 Explosion venting of bucket elevator实例：斗式提升机的泄压（无焰泄压）Example of flameless venting devices实例：无火焰泄压设备 Example of flameless venting devices没有安装真空呼吸阀的爆炸泄压 Explosion venting without vacuum breakers安装爆破片，并用导管导出到室外，管道换向泄爆 Example of explosion venting泄爆导管管道换向泄爆除尘气流爆破片爆破片4.7 爆炸抑制 Explosion suppression标准 StandardEN 14373-2005 Explosion suppression systemsNFPA 69-2008 Standard on Explosion Prevention SystemsGB/T 25445-2010 抑制爆炸系统(referred to EN 14373-2005)GB/T 18154-2000 监控式抑爆装置技术要求(Technical specifications of explosion suppression systems)爆炸抑制原理 Principle of explosion suppression爆炸抑制原理 Principle of explosion suppression爆炸抑制原理 Principle of explosion suppression爆炸抑制原理 Principle of explosion suppression爆炸抑制-高速灭火喷射罐 Explosion suppression-high rate suppressor4.8 爆炸隔离 Explosion isolation标准 StandardsEN 15089-2009 Explosion isolation systemsNFPA 69-2008 Standard on Explosion Prevention SystemsNF S66-406-2009 爆炸隔离系统（Referred to EN 15089-2009）螺旋输送机的爆炸隔离设计 Isolation design in screw conveyer旋转阀和物料爆炸