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避免粉尘爆炸的几项措施
作者:Chilworth北美公司 Vahid Ebadat博士
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工业安全产品/工业开关展厅
安全模块, 光电保护器, 限位开关, 接近开关, 微动开关, ...
食品工业中的大多数粉末,如果颗粒尺寸小而且水分含量低,就有可能形成爆炸性粉尘。虽然容易爆炸的粉尘浓度通常不容易在加工车间形成,但是在原料处理时/加工设备里会有规律地形成易爆炸粉尘。也就是说,当容器被充满时,在输送粉末时或者粉尘被收集在一个除尘器中时有可能会发生这种情况。

粉尘的颗粒尺寸是一种特性,这种特性影响粉尘的爆炸性。颗粒越细微,每单位质量的表面积越大,从而,一种特定的粉尘可能更容易发生爆炸。当粉尘是由从细微到粗粒的一系列颗粒尺寸组成时,细微颗粒在点燃和爆炸蔓延中发挥主要作用。因此,无论原料起初的颗粒尺寸如何,都应该预先考虑到工业生产过程中粉尘的存在。

一种产品的水分含量也将影响爆炸风险。干粉尘含有不到5%的水分。小颗粒尺寸的干粉尘更容易被点燃和产生更猛烈的爆炸。必须注意水分含量在12%到18%范围内的颗粒(如在许多农产品中容易发现的一样)仍可能是易爆炸的。

工厂中粉尘爆炸危害的评估

为保证安全,识别粉尘爆炸危害的一种系统化的方法和采取的措施包括:

◆ 根据代表性粉尘样品,通过适当地实验室测试,确定粉尘的点燃敏感性和爆炸严重程度特性;

◆ 在正常和/或不正常条件下识别工厂易燃的粉尘环境可能存在的区域;

◆ 在正常和/或不正常条件下识别可能存在的潜在的点燃源;

◆ 防止工厂中易爆炸粉尘的形成,减少任何可能形成的粉尘的范围和持续时间;

◆ 采取措施消除和控制点燃源;

◆ 采取措施,避免产生粉尘爆炸带来的不利后果。防爆措施包括防爆门、爆炸抑制(防爆剂)、防爆防泄漏系统以及隔爆。在可实现的地方,可考虑应用惰性气体和/或填料以防止产生燃烧。

实验室测试以评估粉尘的爆炸特性

为了评估工厂中一种爆炸的可能性和为了选择最合适的安全性基础,应确定工厂中被处理和加工粉尘的爆炸特性。

粉末的爆炸特性通常属于两组之一,“一种爆炸的可能性”和“一种爆炸的后果”。考虑这两种特性确定一种原料的粉尘爆炸。下面讨论这两组试验。

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◆ 实验室测试以确定“一种爆炸的可能性”

下列试验提供一种粉尘爆炸的可能性信息:

爆炸分类(筛分) 试验(ASTM E1226,粉尘的爆炸性的标准试验方法)

该试验回答“这种粉尘会爆炸吗?”的问题

最小点燃能量——MIE (ASTM E2019, 空气中一种粉尘的最小点燃能量的标准试验方法)

该试验主要用于评估由静电释放(火花)产生的点燃粉尘的敏感性。

粉尘的最低点燃温度——MIT 粉尘 (ASTM E1491, 粉尘最低自燃温度的标准试验方法)

MIT粉尘是评估粉尘对点燃源如加热的环境、热表面、电器装置和摩擦火花的点燃敏感性的一个重要的因素。

一种粉尘层的最低点燃温度——MIT粉尘层 (ASTM E2021,粉尘层的热表面点燃温度的标准试验方法)

MIT粉尘层是被用来评估由热表面点燃粉末的点燃敏感性。

自加热(JA Abbott (ed.)“干燥器防火和防爆” 英国化工工程学会, 1990)

一种粉末自燃的最低起始温度主要取决于该粉末的性质及其尺寸。如果这些变量是可预知的,自燃的起始温度的可靠评估以及自燃的诱导时间可通过适当的小规模实验室试验来获得。

静电体积电阻率 (一般与ASTM D257一致,绝缘材料的直流电阻或者电导系数的标准试验方法)

体积电阻率是用来将粉末分类为低度、中度或者高度绝缘的主要标准。绝缘粉末具有保持静电荷的一种倾向,可产生危险的静电释放。

静电充电能力(一般与ASTM D257一致,绝缘材料的直流电阻或者电导系数的标准试验方法)

该试验提供的数据可从静电危害的观点来制定适当的原料处理指导方针。

最低易爆炸浓度——MEC (ASTM E1515,可燃粉尘的最低易爆炸浓度的标准试验方法)

该试验回答“一种易爆炸粉尘会多么容易形成?” 的问题。

极限氧化剂浓度——LOC(EN 14034-4,粉尘的极限氧浓度的确定)

LOC试验用于研究防爆或者降低严重程度,包括使用惰性气体和设置氧浓度报警器或在惰性气体容器设置联动装置。

◆ 实验室测试以确定“一种爆炸(爆炸严重程度)的后果”

最高爆炸压力、升压最大速率、爆燃过程指数(Kst值) (ASTM E1226,粉尘爆炸性的标准试验方法)

测量最高爆炸压力和升压最大速率,升压最大速率被用来计算粉尘的爆燃过程指数(Kst)值。使用这些数据来设计粉尘防爆措施,例如包括防爆门、防爆剂、防爆装置并对一种原料的爆炸严重程度进行分类。该试验回答“如果爆炸发生是多么糟糕” 的问题。

工艺安全性测试方法

表1具体说明与食品工业中一些普通的单元操作有关的评估粉尘爆炸危害可能需要的数据的种类。

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粉尘爆炸风险的安全基础

粉尘爆炸的安全性包括采取措施以避免爆炸(爆炸阻止)或者设计装置和设备,以便在爆炸的情况下保护人和加工工艺(爆炸保护)。

防爆和预防措施

保证下述措施之一时,降低了爆炸的风险:

◆ 决不允许形成易爆炸的粉尘。

◆ 环境充分地排除支持燃烧的氧化剂(通常为空气中的氧)。

◆ 消除可能点燃粉尘的所有的源头。

◆ 通过“保护措施”例如防爆装置、防爆剂或防爆门保护人和设备免受爆炸引起的损害。

常规事务

常规事务活动必须保证不形成次级燃料来源。最主要的是,评估粉尘排放点和排气通风需要。替换一个衬垫、重新装配一个人孔、或者安装局部吸尘系统等比花费时间净化已经泄漏的粉尘要容易的多。(end)
文章内容仅供参考 (投稿) (5/28/2013)
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