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金属粉尘爆炸原因及预防措施李培柱西王特钢2014年7月山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防一、燃烧和爆炸基本知识二、粉尘爆炸的典型案例四、金属粉尘爆炸的条件五、铝镁粉尘爆炸及对策三、金属粉尘爆炸的内在原因山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防第一部分燃烧和爆炸基本知识山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防人类进化的最根本标志是发现了取火和利用火的方法，中国是世界上最早发明了火药的国家；从此，人类生活一直就离不开燃烧和爆炸：燃烧：发电、冶炼、取暖……爆炸：开矿、筑路、军事……山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防然而，一旦控制不好……山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防燃烧:什么是燃烧？燃烧是一种放热发光的氧化反应现象。例如：2H2+O22H2O+Q物质与空气中的氧所进行的氧化反应是最普遍的，是发生燃烧和爆炸的最主要原因。火灾:泛指失去控制的燃烧。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防氧化与燃烧:氧化反应的速度有快慢之分：一般的氧化反应现象：如：铁在空气中的氧化（生锈）；剧烈的氧化反应现象：放热、发光的氧化反应现象是燃烧。如：木碳点燃后与氧的反应就是燃烧。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防燃烧的三个条件:1、可燃物2、助燃物3、点火源空气山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防可燃物凡是能与空气、氧气和其它氧化剂发生剧烈氧化反应的物质，都称为可燃物质，就其状态不同可分为气态、液态和固态三类。助燃物着火源凡是具有较强的氧化性能，能与可燃物质发生化学反应并引起燃烧的物质称为助燃物或氧化剂，例如空气、氧气、氯气和溴等。具有一定的温度和热量的能源，或者说，能引起可燃物质着火的能源则称着火源，常见的着火源有火焰、电火花、电弧和炽热物体等。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防防火技术措施:1、消除着火源2、控制可燃物3、隔绝空气4、防止形成新的燃烧条件山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防气体固体液体蒸发熔化、蒸发或分解氧化分解自燃燃烧热热物质燃烧的过程山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防什么是爆炸现象？爆炸是物质在瞬间以机械功的形式释放出大量的气体和能量的现象。爆炸发生时的主要特征是压力的急剧升高和巨大的响声。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防燃烧与爆炸:本质联系：□都是氧化反应现象。□都需要三个基本条件。区别：□氧化反应的速率不同。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防爆炸的分类:1、物理性爆炸：由物理变化引起的。如：锅炉汽包的爆炸2、化学性爆炸：短时间内完成化学变化，形成其他物质，产生大量的气体和能量的现象。如：TNT炸药爆炸3、核爆炸。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防化学性爆炸根据瞬时燃烧速度分:1、轻爆：物质爆炸时的燃烧速度每秒数米；爆炸时无多大破坏力，声响也不大。例如：无烟火药的快速燃烧。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防化学性爆炸根据瞬时燃烧速度分:2、爆炸：物质爆炸时的燃烧速度每秒10米至数百米；爆炸时能在爆炸点引起压力激增，有较大破坏力，有震耳的响声。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防化学性爆炸根据瞬时燃烧速度分:3、爆轰：物质爆炸时的燃烧速度每秒1000米至7000米；爆轰时的特点是突然引起极高压力，产生超音速的“冲击波”。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防按照爆炸反应物的形态分类:1、气相爆炸：如：可燃气体爆炸2、液相爆炸：如：不同液体混合爆炸3、固相爆炸：如：爆炸性化合物爆炸、粉尘爆炸等。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防爆炸机理:如前所述，不同爆炸反应物，爆炸机理不同。针对粉尘爆炸原理，可以理解为：定义：粉尘爆炸是指悬浮于空气中的可燃粉尘触及明火或电火花等点火源时发生的爆炸。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防爆炸极限:定义：可燃物质（可燃气体、蒸气和粉尘）与空气（氧气）必须在一定浓度范围内均匀混合，形成预混气，遇到火源才会发生爆炸，这个浓度范围称为爆炸极限。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防可燃粉尘爆炸极限受分散度、湿度、温度和惰性粉尘影响。可燃粉尘的爆炸极限是以在混合物中所占体积的重量比（克/米3）来表示的，例如铝粉的爆炸下限为35克/米3。我们将可燃性混合物能够发生爆炸的最低浓度和最高浓度，分别称为爆炸下限和爆炸上限。在低于爆炸下限和高于爆炸上限浓度时，既不爆炸，也不着火。这是由于前者的可燃物浓度不够，过量空气的冷却作用，阻止了火焰的蔓延，此时活性中心的销毁数大于产生数。而后者则是空气不足，火焰不能蔓延的缘故。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防可燃性混合物处于爆炸下限和爆炸上限时，爆炸所产生的压力不大，温度不高，爆炸威力也小。当可燃物的浓度大致相当于反应当量浓度时，具有最大的爆炸威力。反应当量浓度可根据燃烧反应式计算出来。可燃性混合物的爆炸极限范围越宽，爆炸下限越低和爆炸上限越高时，其爆炸危险性越大。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防几种常见物质的爆炸下限:粉尘类别云状粉尘自燃点℃爆炸下限g/m3最大爆炸压力Mpa铝645350.61镁520200.44锌6805000.09铁3151200.17烟煤610350.31山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防可燃粉尘爆炸的三个条件:●粉尘本身具有爆炸性(可氧化性)；●粉尘必须悬浮在空气中并混合达到爆炸极限；●有足以引起粉尘爆炸的火源。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防粉尘爆炸的过程:第一步是悬浮的粉尘在热源作用下迅速地干馏或气化而产生出可燃气体；第二步是可燃气体与空气混合而燃烧；第三步是粉尘燃烧放出的热量，以热传导和火焰辐射的方式传给附近悬浮的或被吹扬起来的粉尘，这些粉尘受热汽化后使燃烧循环地进行下去。随着每个循环的逐次进行，其反应速度逐渐加快，通过剧烈的燃烧，最后形成爆炸。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防影响粉尘爆炸的因素:●粉尘的颗粒度；●粉尘挥发性、粉尘水分、粉尘灰分；●火源强度等影响。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防粉尘爆炸的特点:（1）多次爆炸是粉尘爆炸的最大特点；（2）粉尘爆炸所需的最小点火能量较高，一般在几十毫焦耳以上。（3）与可燃性气体爆炸相比，粉尘爆炸压力上升较缓慢，高压力持续时间长，释放的能量大，破坏力强。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防爆炸的预防原则:●防止爆炸混合物的形成；●严格控制着火源；●爆炸开始时就及时泄出压力；●切断爆炸传播途径；●减弱爆炸压力和冲击波对人员、设备和建筑物的破坏。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防第二部分粉尘爆炸的典型事故案例山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防1921年美国芝加哥一台大型谷类提升机发生粉尘爆炸，其爆炸力将40座每座约装30万吨粮食的仓室，从底座掀起，并移动了152.4毫米，结果6死1伤，经济损失达400万美元山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防1942年中国本溪本溪煤矿曾发生世界上最大的煤尘爆炸，死亡1549人，重伤246人。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防1987年3月15日哈尔滨哈尔滨亚麻纺织厂联合厂梳麻、前纺、准备3个车间，突然发生强大的粉尘爆炸并引起大火，使103万平方米厂房、189(套)设备遭到不同程度的毁坏，直接经济损失881.9万元。事故中死亡58人，重伤数十人，轻伤112人。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防2012年8月5日浙江省温州市瓯海区一个个体铝锁抛光加工场发生爆炸事故，导致加工场及相连民房共5间房屋相继倒塌并起火，造成13人死亡，15人受伤。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防一组爆炸事故现场山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防厂房倒塌，现场夷为平地。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防房顶掀翻，墙壁倒塌，框架残缺不全。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防房顶一多半已炸飞，现场支离破碎。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防厂房彻底炸烂，现场一片狼藉。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防第三部分金属粉尘爆炸的内在原因山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防处于粉尘状态的物质较之固体状态物质有所不同，尤其是在燃烧特性方面，原来非燃物质可能变为可燃物质，原来是难燃物质可能变成易燃物质，可燃、易燃物可能变为易爆炸物质，而这一变化是由粉尘的特性所决定的。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防一、粉尘的表面自由能对于任何粉尘粒子来讲，其表面分子与内部分子所处的能量状态是不同的。在粉尘粒子内部的分子，因四面八方均具有同类分子包围着，所受周围分子的引力是对称的，可以相互抵消而受力总和为零，它做分子运动（震动）时不需要消耗功（内能），而靠近粒子表面山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防一、粉尘的表面自由能的分子由于内部密集的同类分子的引力远大于外部其他分子（气体分子）对它的引力，所以不能相互抵消，这些力的总和垂直于粉尘表面而指向粉尘内部，亦即表面分子受到内向的拉力，表面上的分子总比内部分子具有更高的能量，这种能量叫做表面自由能。山东省安全监管人员安全教育培训材料-------------------金属粉尘爆炸危险性及预防二、粉尘的分散度和表面积粉尘的分散度就是粉尘按不同粒径（直径）分布的一种形式。其中小粒径粉尘越多，我们就称其分散度大，而分