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粉塵爆炸就是懸浮物於（yú）空氣中的粉塵顆（kē）粒（lì）與空氣（qì）中的氧氣充分接觸，在特定條件下瞬時（shí）完成的氧化反應，反應中放出大量熱量（liàng），進（jìn）而產生高溫、高壓的現象。
1、粉（fěn）塵爆炸的（de）特點
粉塵爆炸就是懸浮物於空氣中的粉塵（chén）顆粒與空氣中的氧氣充分接觸，在特定條件下瞬時（shí）完成的氧化反應，反應中放出大量（liàng）熱量，進（jìn）而產生（shēng）高溫、高（gāo）壓的（de）現象。任何粉（fěn）塵爆炸都必須具（jù）備這樣三個條件：點火源；可燃細粉塵；粉塵懸浮於空氣中且達到爆炸濃度極限範圍。
（1）粉塵爆炸要比可燃物質及可燃氣體複雜 一般地，可燃粉塵懸（xuán）浮於空氣中形成在爆炸濃（nóng）度（dù）範圍內的粉（fěn）塵雲，在點火（huǒ）源（yuán）作用下，與點火源接觸的部分粉塵首先被點燃並形（xíng）成一個小火球。在這個小火球（qiú）燃燒放出的熱量作用下，使（shǐ）得周圍（wéi）臨近粉塵被加（jiā）熱（rè）、溫度（dù）升高、著（zhe）火燃燒現象（xiàng）產生，這樣火球就將迅速擴大而形成粉塵爆炸。
粉塵（chén）爆炸的難易程度和（hé）劇烈程度與粉塵（chén）的物理（lǐ）、化（huà）學性質以及周圍空氣條件密切相關。一般（bān）地，燃燒熱越（yuè）大、顆粒越細，活性越高的粉塵，發生爆炸的（de）危險（xiǎn）性越大；輕的懸浮（fú）物可燃物質的爆炸危險性較大；空氣中氧氣含（hán）量高時（shí），粉塵易被燃（rán）點，爆炸也較為劇烈。由於（yú）水分具有抑製爆炸（zhà）的作用，所以粉塵和氣體越幹燥，則發生爆炸的（de）危險性越大。
（2）粉塵爆（bào）炸發生之後，往往會產生二（èr）次（cì）爆炸 這（zhè）是由於在第一次爆炸時，有不少粉塵沉積在一起，其濃度（dù）超過了粉塵爆炸的上限濃度值而不能爆炸。但是，當（dāng）第一次爆炸形成（chéng）的衝擊波或氣浪將沉積粉塵重新揚起時，在空中與空氣混合，濃（nóng）度在（zài）粉塵爆炸範（fàn）圍內，就可（kě）能緊接著產生二次爆炸。第二次（cì）爆炸所造成的災害往往比第一次爆炸要嚴重得多。
國（guó）內某鋁品生產廠1963年發生（shēng）的塵爆炸事故的直接原因是排風機葉輪與（yǔ）吸入口端麵（miàn）摩擦起火引起的。風機吸入口處的蝦米彎（wān）及褲衩三通氣流（liú）不暢，容易積塵。特別是停機時更容易滯留粉（fěn）塵，一旦啟動，沉積的粉塵被揚（yáng）起，很快達到爆（bào）炸下限，引起（qǐ）粉塵爆炸。
（3）粉塵爆炸的機理 可燃粉塵在空氣中燃燒時會釋放出能量，井產生大量氣體，而釋放出能（néng）量的快慢即燃燒速度的大小與粉體暴露在空氣（qì）中的麵積有關。因此（cǐ），對於同一種固體物質的粉體，其（qí）粒度越小，比表麵積則（zé）越大，燃（rán）燒擴散就越快。如果這種固體的粒度（dù）很細。以（yǐ）至可懸浮（fú）起來，一旦有點火源（yuán）使（shǐ）之引燃，則可（kě）在（zài）極短的時間內釋放出大量的能量。這些能量來（lái）不及散逸到周圍環境中去，致使該空間內氣體受到加熱並絕熱膨脹，而另一方麵（miàn）粉體燃（rán）燒時產生大量的氣體，會使體係形成局部高壓，以致產（chǎn）生（shēng）爆炸及傳播，這就是通常稱（chēng）作的粉（fěn）塵爆（bào）炸。
（4）粉塵爆炸與燃燒（shāo）的區別（bié） 大塊的固體可（kě）燃物的燃（rán）燒是以近於平行層向內部推進，例如煤的燃燒等。這種燃（rán）燒（shāo）能量的釋放比較緩慢。所產（chǎn）生的熱量和氣體可以迅（xùn）速逸散。可燃（rán）性粉塵的堆狀燃燒，在通風良好的情況（kuàng）下形成明火燃燒，而在通風（fēng）不好的情況下。可形成無煙或焰的隱燃。
可（kě）燃粉塵燃（rán）燒時有幾個階段：第一階段，表麵粉也被加熱（rè）；第（dì）二階段（duàn），表麵層（céng）氣化，溢出揮發分；第（dì）三階（jiē）段，揮發分發生氣相燃燒。
超細粉體發生爆炸也是一個較為複（fù）雜的過程（chéng），由於粉塵雲的尺度一般較小，而火焰傳播速度較快（kuài），每秒幾百米（mǐ），因此在粉塵中心發生火源點火，在不到0.1s的時間內就可燃遍整個粉塵雲。在此過程中，如果粉塵已燃盡，則會生成（chéng）最高（gāo）的壓強；若未燃盡，則生成（chéng）較低的壓強。可（kě）燃粒子是（shì）否（fǒu）能燃完，取（qǔ）決於粒子的尺寸和燃燒深度。
（5）可燃（rán）粉塵分類 粉體按其可燃性可劃分為（wéi）兩類：一類為可燃；一類為（wéi）非可燃。可燃粉體的分類方法和標準（zhǔn）在不同的國家有所不同。
美國將可燃粉體劃為Ⅱ級危險品，同時又將其中的（de）金屬粉、含碳粉（fěn）塵、穀物粉塵（chén）列入不同的組。美（měi）國製定的分類（lèi）方法是按被測粉體（tǐ）在標準試驗裝置內發生粉塵爆炸時所得升壓速度來進行分類，並（bìng）劃分為三個（gè）等級。我國目（mù）前尚未見到關於可燃粉塵（chén）分類的現成標準。
2、粉塵（chén）濃度和顆粒對爆（bào）炸的影（yǐng）響
（1）粉塵濃度 可燃粉（fěn）塵爆炸也存在粉塵濃度的上下限。該值（zhí）受點（diǎn）火能（néng）量、氧濃度、粉體粒度、粉體品種、水分等多（duō）種因（yīn）素的影（yǐng）響。采用簡化公（gōng）式，可估算出爆炸極限，一般而言粉塵爆炸下限濃度為20～60g/m3，上限介於2～6kg/m3。上限受到多種因素的影響，其（qí）值不如下限易確定，通常也不易達（dá）到上限的濃度。所以，下（xià）限值更重要、更有（yǒu）用。
從物理意義上講，粉塵濃度上下（xià）限值反（fǎn）映了粒子間距離對粒子燃燒火焰傳（chuán）播的影響，若粒子間距離達到使燃燒火焰不能延伸至相鄰粒子時，則燃燒就不能繼續進行（傳播），爆（bào）炸也就不會發生；此時粉塵濃度即低於爆炸的下限濃度值。若粒子間的距離過小，粒子間氧（yǎng）不足以提供充分燃燒條件，也（yě）就不能（néng）形成爆炸，此時粒（lì）子濃度即（jí）高於上限值（zhí）。
（2）粉體粒度 可燃物粉體顆粒大於400um時，所形成的粉塵雲不再具有可爆性。但對（duì）於超細粉體當其粒度在10um以下時則具有較大（dà）的危險性。應引起注意的是，有時即使粉體的平均粒度大於400um，但其中往往也（yě）含（hán）有較細的粉體，這少（shǎo）部分的粉體也具備爆炸性。
雖然粉體的粒度對爆炸性能影（yǐng）響的規律性並不強，但粉體的尺（chǐ）寸越小，其比表麵就（jiù）越大，燃燒就越快，壓強升高（gāo）速度隨之呈線性增加。在一定條件下最大壓強變（biàn）化不（bú）大，因為這是取決於燃燒時發出的總能量，而與釋放能量的速（sù）度並無明顯的關係。
3、粉塵爆（bào）炸的技術措施
燃燒反應需要有可燃物質和氧氣，還需要有一定能量的點火源。對於粉塵爆炸（zhà）來說應具備三個要素：點火源（yuán）；可（kě）燃細（xì）粉塵；粉塵懸（xuán）浮於空氣中，形成在爆炸濃度範圍內的粉塵雲。這（zhè）三個要素同時存在才會（huì）發生爆炸。因此（cǐ），隻要消除其中一條件即可防止爆炸的發生。在袋式除塵器中常采用以下技術措施。
（1）防爆的（de）結構（gòu）設計措施 本體（tǐ）結構的（de）特殊設計中，為防止除塵器內部構件可燃粉塵的積灰，所有梁、分隔板等應設置防塵板，而（ér）防塵板（bǎn）斜度應小於70度。灰（huī）鬥的溜角大於70度，為防止（zhǐ）因兩鬥壁間夾角太小而積灰，兩相鄰側板應焊上溜料（liào）板，消除粉塵的沉積，考慮（lǜ）到由於操作不正常（cháng）和粉塵濕度（dù）大時（shí）出現灰（huī）鬥結露堵寒，設計灰鬥時（shí），在灰鬥壁板上對高溫除塵（chén）器增加蒸汽管保溫或管狀電加熱器。為（wéi）防止灰鬥蓬料，每（měi）個灰鬥還需設置倉臂振動器或空氣炮。
1台除塵器少則2～3個灰鬥，多則5～8個，在使（shǐ）用時會產生（shēng）風量不均引起的偏斜，各灰鬥內煤（méi）粉量不均，H後邊的灰量大。
為解決風量不均勻問題在結（jié）構可以（yǐ）采取以下措施：①在風道斜隔板上加（jiā）擋風板，如圖5—168所（suǒ）示（shì）。擋板的尺寸需根據等風量和等風壓原理確定；②再考（kǎo）慮到現場的實際情況的變（biàn）化，在提升閥杆與閥板之間采（cǎi）用可（kě）調，使出（chū）口高h為變化值，以進一步修正；③在進風支管設風量調節閥，設備（bèi）運行後對各箱室風量（liàng）進行調節。使各（gè）箱室風量差別控製在5%以內。
（2）采用（yòng）防靜電濾筒 在除塵器內部，由（yóu）於高濃度粉塵隨在流動過程中互相摩擦，粉塵與濾筒也有（yǒu）相互摩擦都能產（chǎn）生（shēng）靜電，靜電的積集會產生（shēng）火花而引起燃燒。對於脈衝清灰方式，濾筒用（yòng）滌綸針刺氈，為（wéi）消除滌綸針刺氈易產生靜電不足，對於反吹風清灰的濾筒，已開（kāi）發出防靜（jìng）電產品。使用效果都很好。
（3）設置安全孔（閥） 為將爆炸局限於袋式除塵器內部而不向其他方麵擴展，設置安全孔和必不可少的消火設備，實為重要（yào）。設置安全孔的目的不是讓安全孔防止發生爆炸，而是用它限製（zhì）爆炸範圍和減少爆炸次數。大多數處理（lǐ）爆炸性（xìng）粉塵（chén）的除塵器都是在（zài）設置安全孔條件（jiàn）下進行（háng）運轉的。正因為這樣，安全（quán）孔的設計應保證萬一出現爆炸事故，能切實起到作用；平時要加（jiā）強（qiáng）對（duì）安全孔的（de）維（wéi）護管理。
破裂板型安全孔是用普通薄金屬板製（zhì）成。因為袋式除（chú）塵器箱體承受不住很大壓力，所以設計破裂板的強度時應使（shǐ）該板在更低的壓力下即被破壞（huài）。有（yǒu）時由於箱體長期受壓使鋁板（bǎn）產生疲勞變形以（yǐ）致（zhì）發生破裂現象，即使這是正常的也不允（yǔn）許更換高強度的厚板。
彈簧門型安全孔是通過增減彈簧張力來調節開啟的壓力。為了保證事故時門型孔能切實起到安全作用（yòng），必（bì）須定期對其進（jìn）行動作試驗。
安全孔（kǒng）的麵積應該按照粉塵爆炸時的最大壓（yā）力、壓力增高的（de）速（sù）度以及箱體（tǐ）的耐壓強度之間的關係來確定，但目前尚（shàng）無確切的資料。要根據（jù）袋式除塵器的形式、結構來確定安全（quán）孔（kǒng）麵積的大（dà）小、我們認為對中小型除塵器安全孔與除塵器體積（jī）之（zhī）比為1/10～1/30，對大中型除塵器其比值為1/30～1/60較（jiào）為（wéi）合適。遇到困難（nán）時，要適當參照其（qí）他裝置預留安全防爆孔的實（shí）際確定。
①防爆板 防爆板（bǎn）是由壓力差驅動、非自動關閉的緊急泄壓裝置，主要（yào）用於管道或除塵（chén）設備，使它們避免因（yīn）超壓或真空而導致破壞。與安全閥（fá）相比（bǐ），爆破片具有泄放麵積（jī）大、動作靈敏、精度高、耐腐蝕和（hé）不（bú）容易堵塞等優點。爆破片可單獨使用，也可與安全閥組（zǔ）合使用。
防爆板裝（zhuāng）置由爆破（pò）片（piàn）和夾持器（qì）兩部分組成，夾持（chí）器由Q235、16Mn或OCr13等材料製（zhì）成，其作（zuò）用是夾緊和（hé）保護防爆板，以保證爆破壓力（lì）穩定。防爆板由鋁、鎳（niè）、不鏽鋼或石墨等材（cái）料製成，有不同形狀：拱形防（fáng）爆板的凹麵朝向受壓側，爆破時發（fā）生拉伸或剪切破壞；反拱（gǒng）形防爆板的凸麵朝向（xiàng）受壓側，爆破時因（yīn）失穩（wěn）突然翻轉被刀刃割破或（huò）沿縫槽撕裂；平麵形防爆板爆破時也發生拉伸或剪切破壞。
除塵（chén）器選擇防爆板的耐壓力應以除（chú）塵器工作壓力為依據。因為除塵器本體耐壓要求8000～18000Pa按設定耐壓要求查資料確定泄爆閥膜破裂壓力。
②防爆閥設計 安全（quán）防（fáng）爆閥設計主要有（yǒu）兩種：一種是防爆板；另一種是重錘式防爆閥。前一種破裂後需更換（huàn）新的板，生產（chǎn）要中斷，遇高負壓時，易坯且不易保溫。後一種較前一種先進一些，在關（guān）閉狀態靠重錘壓，嚴密性（xìng）差（chà）。上（shàng）述兩種方法都（dōu）不宜采用高（gāo）壓脈衝清（qīng）灰。為解決嚴密性問題，在重錘式肪爆閥上可設計防爆安全鎖。其特點是：在關閉時，安全門的鎖合主要是通過此鎖，在遇（yù）爆炸時可自動打開進行釋放，其釋放力（lì）（安（ān）全力）又可通過彈簧來調整。為了使安全門受力均衡，一般根據安全門麵積需設置4～6個鎖不等。為使防爆門（mén）嚴密不漏風可設計（jì）成防爆板與安全鎖的（de）雙重結構。
（4）檢（jiǎn）測和消（xiāo）防措施 為防範於未然，在除塵係統上可采取必要的消防措施。
①消防設施。主要有水、CO2和惰性滅火劑。對於水泥廠主要采甩、CO2，而鋼廠可采（cǎi）用氮氣。
②溫度的檢（jiǎn）測（cè）。為了解除塵器溫度的變化情況（kuàng），控製著火點，一般在除塵器入（rù）口處，灰鬥上分別裝（zhuāng）上（shàng）若幹溫度計。
③CO的檢測。對於大型除塵設備因體積（jī）較大，溫度計的（de）裝（zhuāng）設是很有限的，有時在溫度計測（cè）點較遠處發生燃燒（shāo）現象難於從溫度計上反映出來。可在除塵器出口處裝設一台CO檢測裝置，以幫助檢測，隻要除塵器內任何地方發生燃燒現象，煙氣中的CO便會升高，此時把CO濃度升高的報警與除塵係統控（kòng）製聯銷，以便（biàn）及時停止係統除塵器（qì）的運行。
（5）設備接地措施 防爆除塵器（qì）因（yīn）運行安全需要常常露天布置。甚（shèn）至露天布置在高大的鋼結構上，根據設備接地要求，設備接地避雷成為一項必不可少的措施，但是除塵器一般不設避雷針。
除塵器（qì）所有連接法蘭間均增設傳導性能較好的導體，導體形式可做成卡片式。也可做成線條（tiáo）式。線條式導體見圖。卡片式導體見圖。無論采用哪一種形式導體，連接必須牢（láo）固，且需表麵處埋，有一（yī）定耐腐蝕功能。否則都將影響設備接地避雷效果。
（6）配套部件防爆 在（zài）除塵器防爆（bào）措施中選擇防爆部件是必不可少（shǎo）的。防（fáng）爆除塵器忌諱（huì）運（yùn）行工況中的粉塵（chén）竄（cuàn）入電氣負載內誘發誘導（dǎo）產生爆炸（zhà）危險（xiǎn）。除塵器運行時電氣（qì）負載、元件在電流傳輸接觸（chù）時，甚至導通中也難免產生電擊火化，放電火花誘（yòu）導（dǎo）超過極限濃度的塵源氣體爆炸也是極易發生的事，電（diàn）氣負載元件必須全部選用防爆（bào）型部件，杜絕爆炸誘導因素產生。保證設備運行和操作安全。例如，脈衝除塵器（qì）的脈衝閥、提升閥用的電磁閥都應當用防爆產品。
