２０１６年第１６卷第３期 王若青 粉尘爆炸及塞全防范措撞 风 险分析…一…． 爆炸传播途中遇有障碍物或巷道拐弯处，压力会 急剧升高。所以在一些粉尘爆炸事故中，不仅表 现出了爆炸连续性的特点，而且表现出了离爆炸 压力 点越远，破坏性越严重的特点。二次爆炸比第一 次爆炸坏性更为严重。 粉尘爆炸后能产生有毒气体，与气体爆炸相 比，粉尘爆炸容易引起不完全燃烧，有些沉积粉尘 还有引燃现象。因而在爆炸产物中含有大量的 ＣＯ气体及自身分解产生的毒性气体ＨＣ１、ＨＣＮ等 容易使人员中毒。 ２ 粉体储存设备的防爆设施设计 粉体储存设备粉尘爆炸的可能性较高，爆炸 威力较大，因此粉体储存设备的防爆设施设置尤 为重要。下面介绍几种适于工程应用的粉尘防爆 新技术 。 ２．１容器强化设计 容器设计不仅要考虑防止设备永久性形变， 也要允许设备在爆炸时产生一定形变，容器设计 尽量避免平坦的设备表面，设备焊接和设备加强 也要特别注意。设备的自身强化会减少事故发生 的破坏率，提供防爆被动保护设计。 ２．２惰性气体保护设计 在含氧的粉尘环境下，提供惰性气体保护，降 低密闭空问的氧含量，达到抑爆的目的，充氮保护 是粉尘环境安全的一种有效方式。 ２．３泄爆设施 粉尘爆炸产生的压力会对设备造成巨大损 坏，设备碎片飞出还会造成二次伤害。安装泄爆 设施可降低粉尘爆炸造成的损害，当工艺设备的 强度不足以承受粉尘爆炸超压时，可通过泄爆口 排放超压气体。 粉尘爆炸最大压力、泄爆状态下的粉尘爆炸 最大压力、泄爆板开启压力等与容器强度之间的 关系，可通过密闭容器内粉尘爆炸泄放曲线表示 出来（图１）。 泄爆口的尺寸计算如下 Ｊ： Ｂ（ Ｃ·ｌｇ（ ）） ＝［８．８０５×１０～·Ｐ…·Ｋｓ，·Ｐ ． ＋ ０．８５４（ｐ ～０．０１）·Ｐ ， ］． 。 Ｃ＝（一４．３０５·ｌｇＰ ｄ一３．５４７） 图１ 密闭容器内粉尘爆炸泄放曲线 Ｄ ＝２． 式中： ——粉尘爆炸指数，ＭＰａ·ｍ／ｓ（试验测量）； ——容器的长度，ｉｎ； Ｐ…——密闭容器内粉尘爆炸的最大压力， ＭＰａ（试验测量）； Ｐ ——泄压装置打开的最大静压力，ＭＰａ； Ｐ ——小于等于容器的设计压力，ＭＰａ； Ａ——泄爆口面积，ｉｎ 。 设备泄瀑设计详见ＧＢ／Ｔ１５６０５—２００８￣粉尘爆 炸泄压指南》，相应国际标准参考ＶＤＩ ３６３７《Ｐｒｅｓ－ ｓｕｒｅ ｖｅｎｔｉｎｇ ｏｆ ｄｕｓｔ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ＞＞、ＮＦＰＡ ６８《Ｓｔａｎｄ ｏｎ Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ Ｐｒｏｔｅｃｔｉｏｎ ｂｙ Ｄｅｆｌａｇｒａｔｉｏｎ Ｖｅｎｔｉｎｇ＞＞。 ２．４抑爆设施 粉尘爆炸的特点是，当粉尘爆炸的点火能累 积到一定程度，才能产生破坏性的超压，抑爆设施 是通过超压检测或火焰探测对闪爆现象进行监 控，监控信号启动高速灭火系统，在破坏性超压产 生之前，启动灭火装置终止闪爆反应的设施。 抑爆设施的工作原理如图２所示。抑爆装置 技术要求可参见ＧＢ／Ｔ１８１５４—２０００（监控式抑爆 装置技术要求》。 灭火辨 略删 时间发等 监２测０爆ｍｓ炸 开３始０抑ｍ制ｓ 持４矮Ｏｍ抑制ｓ 完８全０抑ｍｓ制 图２ 抑爆设施工作原理示意 ２．５设备的隔离和阻爆设计 生产和处理能导致爆炸的粉料时，若无抑爆 装置，也无泄压措施，则所有的工艺设备应足以承 受内部爆炸产生的超压，各工艺设备之间的连接部 分（如管道、法兰等），也应与设备本身有相同的强 ＳＡＦＥＴＹ ＨＥＡＬＴＨ＆ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ ０ 安全 哗＿ 境 风险分析 度；高强度设备与低强度设备之间的连接部分，则应 安装快速闸阀对不同设计压力的系统进行隔离。 ３粉尘爆炸的基本控制措施 保证粉尘环境下安全生产是一项系统工程， 由于粉尘爆炸事故扑救极为困难，因此，建设项目 本质安全设计是预防粉尘爆炸的关键，防范粉尘 爆炸应采取多方面的工程设施。 ３．１ 控制点火能的工程措施 ａ）按粉尘爆炸危险场所电力设计应按 ＧＢ５００５８—９２《爆炸和火灾危险环境电力装置设计 规范》的有关规定执行，粉尘爆炸危险场所用电气 设备应符合ＧＢ １２４７６．１～１０（可燃性粉尘环境用 电气设备》的相关规定执行。 ｂ）粉体设备排放粉尘的放散管、呼吸阀、排风 管等管外空间应处于防雷接闪器的保护范围，防 雷设计应按照ＧＢ５０６５０—２０１ １《石油化工装置防 雷设计规范》、ＧＢ ５００５７—２０１０（建筑物防雷设计 规范》中有关规定执行。 ｃ）在设备布置上应充分考虑粉体设备与高温 明火设备隔离，对于可燃粉尘环境应禁止明火。 ｄ）直接用于盛装起电粉体的设备、输送粉体 的管道（带）等，应采用金属或防静电材料制成；所 有金属管道连接处（如法兰），应进行跨接；不应采 用直接接地的金属导体或筛网与高速流动的粉末 接触的方法消除静电。 粉体设备防静电设计应按照ＧＢ ５０８１３—２０１２ 《石油化工分体料仓防静电燃爆设计规范》执行。 ｅ）存在可燃粉尘的场所，其输送、转动设备应 安装轴承温度联锁装置。在故障情况下，高温联 锁信号应能及时切断电机电源。 ３．２控制粉尘扩散的工程措施 粉体卸料系统应首选密闭卸料设计，并增设 防止粉料聚集的措施。根据设备布置情况设置相 对的除尘系统，产尘点应安装吸尘罩，风管中 不应有粉尘沉降，安装除尘器并正确使用维护。 ３．３二次爆炸的预防 工艺设备的接头、检查门、挡板、泄爆口盖等 均应封闭严密，不能完全防止粉尘泄漏的特殊地 点（如粉料进出工艺设备处），应采取有效的除尘 措施；手 装粉料场所，应采取有效的防尘措施； ＠ＳＡＦＥＴＹ ＨＥＡＬＴＨ＆ＥＮＶＩＲＯＮＭＥＮＴ ２０１６年第１６卷第３期 粉体打包的场所，应定期清扫粉尘。所有可能积 累粉尘的生产车间和贮存室，都应及时清扫；不应 使用压缩空气进行吹扫。 ３．４灭火措施 应根据粉尘的物理化学性质，正确选用灭火 剂；灭火时，应防止粉尘扬起形成粉尘云。 ３．５个体防护和救援 应按ＧＢ １１６５１—２００８《劳动防护用品选用规 则》的有关规定，使用劳动保护用品；在工艺流程中 使用惰性气体或可能释放出有毒气体的场所，应配 备可保证作业人员安全的呼吸保护装置；在作业场 所内，生产人员不应贴身穿着化纤制品衣裤。 ３．６应急预案 企业应编制含有粉尘爆炸的应急救援预案并 报相关部门备案；应组织全体职工进行预案演练。 ４ 结语 粉尘爆炸的危害严重，但是从提高技术要求 和加强安全管理两方面人手，可将粉尘爆炸的风 险降低到可接受范围，能够实现装置的安全生产。 ５ 参考文献 ［１］蔡凤英，谈宗山，孟赫，等．化工安全工程［Ｍ］．北 京：科学出版社，２００１． ［２］ ＮＦＰＡ ６５４ Ｓｔａｎｄａｒｄ ｆｏｒ Ｆｉｒｅ ａｎｄ Ｄｕｓｔ Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎｓ ｆｒｏｍ ｔｈｅ Ｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇ，Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ，ａｎｄ Ｈａｎｄｌｉｎｇ ｏｆ Ｃｏｍ— ｂｕｓｔｉｂｌｅ Ｐａｒｔｉｃｕｌａｔｅ Ｓｏｌｉｄｓ［Ｓ］． Ｄｕｓｔ Ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ａｎｄ ｓａｆｅｔｙ Ｐｒｅｃａｕｔｉｏｎｓ Ｗａｎｇ Ｒｕｏｑｉｎｇ （ＳＩＮＯＰＥＣ Ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ Ｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎ Ｃｏ．Ｌｔｄ．，Ｂｅｉ— ｊｉｎｇ，１００１０１） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｇｉｖｅｎ ｔｈｅ ｐａｒｔｉｃｕｌａｒ ｅｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ ｐｒｅｃａｕｔｉｏｎｓ ａｇａｉｎｓｔ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ｔａｋｅｎ ｆｏｒ ｔｈｅ ｐｒｏｍｏ— ｔｉｏｎ ｏｆ ｉｎｔｒｉｎｓｉｃａｌｌｙ ｓａｆｅ ｄｅｓｉｇｎ ｏｆ ｃｏａｌ ｃｈｅｍｉｃａｌ ｉｎ— ｄｕｓｔｒｙ ｄｕｓｔ ｈａｎｄｌｉｎｇ ｓｙｓｔｅｍ，ｄｕｓｔ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ ｃｏｎｄｉ－ ｔｉｏｎｓ，ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓ ａｎｄ ｄａｍａｇｅｓ ａｒｅ ｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄ ｉｎ ｔｈｉｓ ｐａｐｅｒ． Ｋｅｙ ｗｏｒｄｓ：ｄｕｓｔ ｅｘｐｌｏｓｉｏｎ；ｓａｆｅｔｙ；ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ ｓａｆｅｔｙ ｄｅｓｉｇｎ
