预防粉尘爆炸安全知识课件.ppt
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1、预防粉尘爆炸安全知识 丽水市职工安全技术服务中心,1,谢谢观赏,2019-8-19,“8。2”江苏昆山粉尘爆炸事故,2014年8月2日上午7时37分许,江苏昆山市开发区中荣金属制品有限公司汽车轮毂抛光车间在生产过程中发生爆炸。截至2014年8月6日14:30时,共75人死亡,185人受伤。2014年8月7日,江苏昆山爆炸涉事企业董事长总经理被刑拘。,2,谢谢观赏,2019-8-19,“8。2”江苏昆山粉尘爆炸事故,事故背景昆山中荣金属制品有限公司坐落于昆山经济开发区南河路189号,且为美国汽车通用公司指定供应商。创办于1998年,注册资本880万美元。其核心业务是电镀铝合金轮毂,主要从事铝合金
2、表面处理,表面镀层有:铜、镍、铬;对高低档铝合金制品均可进行电镀加工。该企业有员工450人,占地空间4.8万平方米。,3,谢谢观赏,2019-8-19,“8。2”江苏昆山粉尘爆炸事故,事故详情2014年8月2日7时33分37秒左右,昆山中荣金属制品有限公司汽车轮毂抛光车间突然冒起一大股白色烟雾,大约10秒之后烟雾由白色转变为青灰色,并且越来越浓烈;7时35分许,汽车轮毂抛光车间发生爆炸。7点42分左右,烟雾已经蔓延至整个厂区。随后警方和120急救人员赶到,与一些附近的群众一起,将受伤人员送上救护车。,4,谢谢观赏,2019-8-19,“8。2”江苏昆山粉尘爆炸事故,爆炸后厂房的屋顶被掀开了三分
3、之二以上,厂房顶部的钢铁轮毂清晰可见。,5,谢谢观赏,2019-8-19,“8。2”江苏昆山粉尘爆炸事故,伤亡情况截至2014年8月6日14:30时,共比对了共260人伤亡人员DNA,其中有遇难人员共75人,女性居多,受伤人员共185人。DNA信息的170名伤亡人员籍贯已确定,除了江苏本地人之外,众多打工者来自全国各地,包括安徽、湖北、山东、河南、四川、甘肃、陕西、江西、云南、福建、黑龙江、广西等地。,6,谢谢观赏,2019-8-19,“8。2”江苏昆山粉尘爆炸事故,7,谢谢观赏,2019-8-19,“8。2”江苏昆山粉尘爆炸事故,8,谢谢观赏,2019-8-19,“8。2”江苏昆山粉尘爆炸事
4、故,事故调查 2014年8月4日晚,国务院昆山爆炸事故调查组对事故作出判定,并总结出5大原因,认为昆山爆炸事故是一起重大责任事故,事故的责任主体是中荣公司,原因在于企业存在问题和隐患长期没有解决,粉尘浓度超标,遇到火源,发生爆炸。爆燃是由爆炸粉尘被引燃引发,这些物质附着性较强,裹在人身上难以甩脱。事故导致大部分人烧伤面积超过90%,伤势最轻的烧伤面积也超过50%,几乎所有人都是深度烧伤。,9,谢谢观赏,2019-8-19,“8。2”江苏昆山粉尘爆炸事故,调查组总结的5点原因: 1、企业厂房没有按二类危险品场所进行设计和建设,违规双层设计建设生产车间,且建筑间距不够。 2、生产工艺路线过紧过密,
5、2000平方米的车间内布置了29条生产线,300多个工位。 3、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。,10,谢谢观赏,2019-8-19,“8。2”江苏昆山粉尘爆炸事故,4、车间内所有电器设备没有按防爆要求配置。 5、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。,11,谢谢观赏,2019-8-19,“8。2”江苏昆山粉尘爆炸事故,经验教训 发生如此严重的爆炸事故,企业责任重大。然而安全生产不能仅靠企业“自觉”,必须重视并建立长期有效的安全监管
6、机制,让企业生产始终处于政府职能部门的监管之下。 作为生产经营主体,企业本身具有逐利性,为了追求利润最大化,很可能减少对安全生产资金和设施的投入。监管部门在任何时候都不能放松,规范企业经营,及时发现企业的违法生产行为并对其进行约束和处罚,也才能从源头上降低事故发生的几率,保证劳动者的人身和财产安全。,12,谢谢观赏,2019-8-19,“8。2”江苏昆山粉尘爆炸事故,相比于追责,建立有效的监管体系才是防范安全隐患的关键。昆山粉尘爆炸事故实际上是敲响了警钟-在多部门综合管理的环境下,相关职能部门应理顺权责关系,做到权责明确,一旦出了问题,可追查到部门以及具体责任人,以此倒逼监管部门把监管工作落到
7、实处。 昆山粉尘爆炸事故已进入调查处理阶段,要严惩忽视安全生产的企业责任人,更要让失职的监管部门感受到切肤之痛,并由此建立起能够有效约束监管者的问责机制,避免再次发生类似事故。,13,谢谢观赏,2019-8-19,一、粉尘爆炸原理及基础知识,(一)粉尘的定义与类别 凡是呈细粉状态的固体物质均称为粉尘。能燃烧和爆炸的粉尘叫做可燃粉尘;浮在空气中的粉尘叫悬浮粉尘;沉降在固体壁面上的粉尘叫沉积粉尘。 国际标准化组织规定: 粒径小于75m的固体悬浮物定义为粉尘。 (一般是200目左右。2.54厘米(1英寸)长度中的筛孔数目,简称为目 ),14,谢谢观赏,2019-8-19,(二)燃烧的三要素 燃烧需要
8、三要素:可燃物、助燃物质和点火源。缺少其中任何一个,燃烧便不能发生。燃烧三要素示意图如图所示。,15,谢谢观赏,2019-8-19,(三)粉尘爆炸的条件 可燃粉尘爆炸应具备三个条件:粉尘本身具有爆炸性;粉尘必须悬浮在空气(氧气)中并与空气混合到爆炸浓度;有足以引起粉尘爆炸的热能源。 也有称为:粉尘爆炸五边形,16,谢谢观赏,2019-8-19,粉尘爆炸发生的必备条件爆炸五边形,可燃粉尘,助燃物(氧或空气),点火源,空间受限,粉尘形成云状,17,谢谢观赏,2019-8-19,(四)粉尘爆炸特性参数,敏感度爆炸下限, LEL最小点火能, MIE粉尘云(层)最低着火温度, LIT烈度最大爆炸压力,
9、Pmax最大爆炸压力上升速率,(dp/dt)maxKst,18,谢谢观赏,2019-8-19,粉尘爆炸下限(LEL),爆炸下限值 3075 g/m3爆炸上限值 100LEL,19,谢谢观赏,2019-8-19,最大爆炸压力、最大压力上升速率和爆炸指数,最大爆炸(超)压力: 510 bar 1巴(bar)=0.1MPa 最 大 压 力上 升 速率: 50250 bar.m/s爆炸指数Kst (dp/dt)V1/3 粉尘爆炸猛烈程度分级方法:,20,谢谢观赏,2019-8-19,(五)常见点火源,明火热表面自燃(闷烧团块)机械火花(静)电火花其他类(闪电、激光、冲击波、超声波、电磁波等) 和气体爆
10、炸相比,粉尘爆炸所要求的最小引燃能较大,达10毫焦耳,为气体爆炸的近百倍。因此,一个足够强度的热能源也是形成粉尘爆炸的必要条件之一。,21,谢谢观赏,2019-8-19,点火源引发事故的统计,22,谢谢观赏,2019-8-19,(六)粉尘爆炸中的基本概念应用1)哪些粉尘具有爆炸性? 通常认为以下七类物质的粉尘具有爆炸性: 金属(如镁粉、铝粉);煤炭;粮食(如小麦、淀粉);饲料(如血粉、鱼粉);农副产品(如棉花、烟草);林产品(如纸粉、木粉);合成材料(如塑料、染料)。 也有区分为有机粉尘和无机粉尘的。,23,谢谢观赏,2019-8-19,24,谢谢观赏,2019-8-19,金属粉末爆炸性的等级
11、排列:高爆炸性:锆、镁、铝、锂、钠;中爆炸性:锡、锌、铁、硅、锰、铜;低爆炸性:钼、钴、铅可自燃金属有: 铝、钙、铈、铯、铬、钴、铱、铁、铅、铀、锂、镁、镍、钯、铂、钾、銣、钠、钽、钍、钛、铀、锆,25,谢谢观赏,2019-8-19,2)悬浮粉尘的爆炸极限可燃气体、可燃蒸气、可燃粉尘的燃爆危险性特征爆炸极限 爆炸极限的定义:在火源作用下,可燃气体、可燃蒸气或粉尘在空气中,恰足以使火焰蔓延的最低浓度称为该气体、蒸气或粉尘的爆炸下限,也称燃烧下限。同理,恰足以使火焰蔓延的最高浓度称为爆炸上限,也称燃烧上限 。 上限和下限统称为爆炸极限或燃烧极限,上限和下限之间的浓度称为爆炸范围。浓度在爆炸范围以外
12、,可燃物不会爆炸。,26,谢谢观赏,2019-8-19,爆炸极限通常用可燃气体、可燃蒸气在空气中的体积百分数表示:V%;或者质量百分数:mg/m3。可燃粉尘用:g/m3表示。 例如:PVC粉有爆炸性,爆炸极限的范围:下限6386g/m3 上限500g/m3,也就是说:当空气中平均粒径为4-5微米的PVC粉尘达到63-86g/m3时,遇明火会发生粉尘爆炸。 一般粉尘的爆炸极限下限通常认为是2060gm3,低于这个浓度,难以形成持续燃烧,更谈不上爆炸。 在书面资料中多数只列出粉尘的爆炸下限,因为粉尘的爆炸上限较高。 爆炸极限的范围越宽,爆炸下限越低,爆炸危险性越大。,27,谢谢观赏,2019-8-
13、19,3)引起粉尘爆炸的热能源 粉尘具有较小的自燃点和最小点火能量,只要外界的能量超过最小点火能量(多数在10mJ100mJ)或温度超过其自燃点(多数在400500),就会爆炸。生产过程中常见的多种引火源(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0.11mm,其所带的能量可达1.761760mJ,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。,28,谢谢观赏,2019-8-19,(2)电火花和
14、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10-610-7C/cm2。在适当条件下,其静电电压可高达数千至数万伏。,29,谢谢观赏,2019-8-19,(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1020mm。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
15、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。,30,谢谢观赏,2019-8-19,4)粉尘爆炸的过程第一步:悬浮粉尘在热源作用下迅速地被干馏或气化而产生可燃气体。第二步:可燃气体与空气混合而燃烧。第三步:燃烧产生的热量从燃烧中心向外传 递,引起邻近的粉尘进一步燃烧。 如此循环下去,反应速度不断加快,最后形成爆炸。,31,谢谢观赏,2019-8-19,影响爆炸的因素 (1)化学和物理因素金属粉末表面的化学成分(特殊的化学处理或保护性氧化物)对爆炸有影响。某些金属粉末若存在潮气时会出现极大地活性;也可能生成可燃气体(氢气)。钾、銣、和铯与水接触便爆炸和燃烧。镁、铝和锌与
16、潮气反应可能引起自发生热足以引起局部着火。铝粉可与卤代烃等反应发生激烈的化学氧化还原反应。粉尘的粒径尺寸和表面积决定粉尘云是否容易着火以及是否容易扩大。粉尘形状也影响爆炸性。鳞片状的铝粉和镁粉比喷雾粉末更容易着火。,32,谢谢观赏,2019-8-19,粉尘云中的粉粒浓度是爆炸中起决定性作用的因素。粉尘云中的紊流会增加爆炸的速度和最终破坏性。粉尘云的容器状况即容器的尺寸和形状影响爆炸输出的能量。粉尘云尺寸决定爆炸可能传播的范围,形状则决定爆炸传播的主要方向。较小体积内的粉尘云,由于压力输出波的多次反射,其爆炸压力上升的速度较快(反射将增加压力波的强度和加速反应),后果也更严重。,33,谢谢观赏,
17、2019-8-19,(2)空气状况 粉尘升起时空气状况强烈影响粉尘的爆炸特征。氧含量决定着金属粉末是否会着火和扩大成爆炸或火灾。有些金属(锂、镁、锆)燃烧时还能与空气以外的其他气体例如二氧化碳起反应。锂在氮气中也可发生自燃。 可燃气体和水蒸气的存在强烈影响爆炸和燃烧参数通常使爆炸极限值大幅度降低。,34,谢谢观赏,2019-8-19,(3)火源 火源能量的大小和能量的类型决定着粉尘云是否着火和爆炸及其输出能量的强度。较强的火源(即高能量火源)通常使粉尘云爆炸时产生较大的压力,并且压力很快地升高。,35,谢谢观赏,2019-8-19,5)粉尘爆炸的特点粉尘爆炸往往不是发生在一个均匀的气相混合系,
18、一旦被点燃爆炸,由于爆炸冲击波的作用,使散落、沉积的粉尘形成新的混合系,使爆炸可能持续下去,因此粉尘爆炸有可能不是一次完成,具有二次爆炸的可能。这种连续爆炸会造成严重的破坏。,36,谢谢观赏,2019-8-19,粉尘燃烧要经过加热熔融、离解、蒸发等复杂过程,粉尘从接触火源到发生爆炸所需的时间即感应期要比气体爆炸长,达数十秒;粉尘引燃后燃烧热以辐射热的形式进行传递,燃烧速度及爆炸压力虽比气体爆炸小,但是持续时间长,产生的能量大,所以破坏力及烧毁程度也大。粉尘爆炸所产生的压力大小与很多因素有关,但在相对密闭的管道空间内,其压力上升速度比敞开空间要快。,37,谢谢观赏,2019-8-19,粉尘的这种
19、不均匀体系也使粉尘爆炸往往伴随着燃烧现象。同时某些金属粉尘在燃烧时或爆炸前经常有耀眼的白(红)光并释放大量的热。粉尘爆炸可以产生一定的空间缺氧状态。因此爆炸过程可能伴随一氧化碳中毒和爆炸物分解产物中毒。由于粉尘的沉积性、堆积性的特点,粉尘着火时要避免采用气流喷射式的灭火措施,否则粉尘在扑火气流的作用下飞散悬浮会形成新的爆炸性混合系,发生二次爆炸。与水接触能生成爆炸性气体的粉尘,禁止用水灭火。 可以用水灭火时最好采用喷雾水流。,38,谢谢观赏,2019-8-19,爆炸粒子一面燃烧一面飞散,受其作用的可燃物产生局部严重炭化,特别是碰到人体,燃烧的炽热颗粒或碳化物会造成严重的烧伤。粉尘与空气接触面积
20、由于粒径、形状以及密度的差异很大,即使在爆炸下限浓度,也可能产生不完全燃烧。,39,谢谢观赏,2019-8-19,6)影响粉尘爆炸的因素物理化学性质。物质的燃烧热越大,则其粉尘的爆炸危险性也越大,例如煤、碳、硫的粉尘等;越易氧化的物质,其粉尘越易爆炸,例如镁、氧化亚铁、染料等;越易带电的粉尘越易引起爆炸。粉尘在生产过程中,由于互相碰撞、磨擦等作用,产生的静电不易散失,造成静电积累,当达到某一数值后,便出现静电放电。静电放电火花能引起火灾和爆炸事故。 粉尘爆炸还与其所含挥发物有关。如煤粉中当挥发物低于10%时,就不再发生爆炸,因而焦炭粉尘没有爆炸危险性。,40,谢谢观赏,2019-8-19,颗粒
21、大小。粉尘的表面吸附空气中的氧,颗粒越细,吸附的氧就越多,因而越易发生爆炸,而且,发火点越低,爆炸下限也越低。随着粉尘颗粒的直径的减小,不仅化学活性增加,而且还容易带上静电。 粉尘的浓度。与可燃气体相拟,粉尘爆炸也有一定的浓度范围,也有上下限之分。但在一般资料中多数只列出粉尘的爆炸下限,因为粉尘的爆炸上限较高。,41,谢谢观赏,2019-8-19,7)粉尘爆炸的危害(1)具有极强的破坏性。粉尘爆炸涉及的范围很广,煤炭、化工、医药加工、木材加工、粮食和饲料加工等部门都时有发生。如19521979年间,日本发生各类粉尘爆炸事故209起,伤亡共546人。近年来,中国发生的粉尘爆炸尤其是系统爆炸,造成
22、了严重损失,仅1987年哈尔滨亚麻厂的亚麻尘爆炸事故,死亡58人,轻重伤177人,直接经济损失882万元。,42,谢谢观赏,2019-8-19,(2)容易产生二次爆炸。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。(3)能产生有毒气体。一种是一氧化碳;另一种是爆炸物(如塑料)自身分解的毒性气体。毒气的产生往往造成爆炸过后的大量人畜中毒伤亡。,43,谢谢观赏,2019
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