拋丸機（jī）粉塵燃爆（bào）事故原（yuán）因分析及對策措施

摘要：該文以某建（jiàn）材加工廠拋丸（wán）機室外除塵係統的灰鬥內粉塵為研究對象。分析粉塵燃爆事故的原因（yīn），提出預防粉塵爆炸的控製措施。本文由（yóu）青島拋丸清理（lǐ）機（jī）生產廠家青島（dǎo）青工整理
關鍵詞： 建（jiàn）材五金； 拋丸； 粉塵； 燃燒； 爆炸

五金（jīn）建築材料加工（gōng）過程中，常用到拋丸機對工（gōng）件（jiàn）作表麵處（chù）理，從而使（shǐ）工件表麵變（biàn）得光滑，便於（yú）後期的電（diàn）鍍（dù），保證五金建築材料外觀呈現出良好的光澤。 在拋光過程中會產生大量（liàng）的粉塵，這些粉塵通過除塵設施吸 出以減小對操作人員的健康（kāng）危害。 然（rán）而，不少企業發現拋丸機除塵係統（tǒng）會頻繁的起火甚至會發生（shēng）爆炸，粉塵燃爆事故給企業帶（dài）來經濟損失，嚴重時影響人身安全。
1 研究對象
1.1 拋丸機設備
某建（jiàn）材加工廠頻繁起火的部（bù）位是拋丸機室外除塵係統的灰鬥（dòu），該灰鬥呈錐形，內接觸麵（miàn）積Ｓ 約為（wéi） １３ｍ

1.2粉塵成分組成

一般認為，拋丸機粉塵成分包含了拋（pāo）丸用鋼砂、工件表麵的油脂、汙垢、氧化皮、鐵鏽和油漆等物質。為了準確（què）了解粉塵的組成及性（xìng）質，某建（jiàn）材加工廠請專業檢測機（jī）構對其（qí）頻繁起火的除塵器內的粉（fěn）塵（chén）進行了檢測， 粉塵（chén）混合物的組成如表１
表1、拋丸粉塵檢測數據
由檢測（cè）數據可知，該廠（chǎng）除塵器頻繁起火（huǒ）的主要原因是粉塵中含碳量比較高，易燃物（wù）碳粉（fěn）在遇激（jī）發能源時被（bèi）點燃（rán），發生了火災。根據燃燒３ 要素及爆炸理論（lùn）可推斷，拋丸機粉塵（chén）不僅會燃燒，而且在一定條件下還有發生爆炸的（de）可能
2粉塵燃燒原因分（fèn）析
1）存在可燃物

·拋丸粉塵含碳７１％、含鐵２６．２％ ，且８０％ 的粉塵粒度為１０ １０％的粉塵粒度為５ 塵粒度介（jiè）於１００～１０００ｎｍ，粉塵本（běn）身具有燃爆特性（xìng）。
·拋丸粉（fěn）塵（chén）含其他物（wù）質２．８％（工件表（biǎo）麵的油脂、汙（wū）垢、氧化皮、鐵鏽和油漆等），這些（xiē）物質也具有燃爆（bào） 特性。
·管道內壁（bì）不光滑，連接處采用了可燃材料，突變處粉塵積聚自燃，進而引燃可燃材料。
·濾袋為可燃材料，在遇激發能源時，被引燃。

2）具有激發能源
·拋丸粉塵在（zài）管道內流（liú）動時，自身相互（hù）摩擦，塵（chén）粒與管道、設備內壁的摩擦可以產生數千伏的靜電（diàn），靜電火花（huā）放電，其放電能量足以引燃粉塵。
·機修時，電焊（hàn）或氣割產生的明火（huǒ）被吸（xī）入除塵器，引燃拋丸粉塵。
·拋丸（wán）過程中部分機械能轉化為熱能，在生產運（yùn）轉過程中，係統的溫度會逐漸升高；除塵器內大量粉塵（chén）堆積，可燃粉塵與空氣中的氧接觸而發熱，此熱量經過長時間積聚，可能使（shǐ）拋丸粉塵（chén）達到自燃溫度，從而發生自行燃燒。
3）係統中有空氣存（cún）在。

3、粉塵爆炸原因分析

在爆炸（zhà）性粉塵環境中，產生（shēng）爆炸必須同時存在下列條件：存在（zài）爆炸性粉塵混合物其濃度在爆炸極限以 內，存在足以點燃（rán）爆炸性粉塵混合物的火花、電弧或高溫，密閉空間。 結合設備及（jí）操作條件分析，可能發生粉塵（chén）爆炸的原因有：
）存（cún）在具有燃爆特性的細粉塵，且除塵時為負壓操作（吸入的（de）空氣），當（dāng）通風不暢時，粉塵與空氣的混合物（wù）濃度（dù）有可能達到爆（bào）炸極限。
3.1 粉塵爆（bào）炸判據
當某（mǒu）一燃燒反應在一定空間（jiān）內進行，如散熱困難，反應溫度則不斷提高，而溫度提高又加快了反（fǎn）應速度， 這樣較後就 粉（fěn）塵爆炸的（de）熱（rè）爆炸判據見３．１ ），粉（fěn）塵（chén）爆炸下限用Ｃｄ表示。 該式表明（míng）粉塵發生爆炸臨界（jiè）狀態時，各參數之間應滿足的關係


3.2數據分析
爆炸下限Ｃｄ與（yǔ）溫度（dù）ＴＡ 關係 假設氧濃度為正常空氣中氧氣濃度值，即Ｃｇ ＝２９．８５ｇ ３．２代入數據後 根據公式 Ｃｄ與溫度ＴＡ 的曲線圖，見圖１ 可知，當環境溫度ＴＡ 升（shēng）高時，爆炸（zhà）下限 Ｃｄ 會下降，爆炸危險性增 大，所以要（yào）控製係統（tǒng）的工作溫（wēn）度（dù）。 ）爆炸下（xià）限Ｃｄ與氧濃度Ｃｇ 關係 收塵器的溫度為室溫５ 以內，取值ＴＡ ＝３０ ）得到爆炸下限Ｃｄ 與氧濃度Ｃｇ 關係曲 線（xiàn）圖，見圖２ 可知，係統中通入惰性氣體，如氮氣等會降低氧濃度Ｃｇ，爆（bào）炸（zhà）下限Ｃｄ 會（huì）上升，係統危險 性降低。 ）爆炸下限Ｃｄ與通風量的關係 防止爆炸所需的通風量，按公式（ ／ｈ；Ｃｄ為粉塵爆炸下限， ｍｉｎ，室外７０００～２８０００ ；生產（chǎn）時間：連續生產６～７ｈ／班；可燃物量：每班排出的積灰量為（wéi）３５ｋｇ 推算平（píng）均排（pái）放濃度Ｃｐ０．０１４ｇ 的爆（bào）炸下限。故因目前排風量的關係，未發生粉（fěn）塵爆炸事故。 當排風不暢，粉塵濃（nóng）度達到爆炸極限時，遇激發能源可能發生粉塵（chén）爆炸（zhà）。 3.3 粉塵爆炸分析結論

由上述公式及（jí）數據分析可以（yǐ）看出，粉塵（chén）的（de）爆炸下限與粉塵的性質、粒徑、環境溫度、係統氧含量、通風量 等（děng）相關。 要預防粉塵爆炸（zhà），必須通過控製以下幾個方麵著手：
1）減小時，爆炸下限Ｃｄ會降低，因此生產過程中應及時清除幹淨積灰，避免細小顆（kē）粒沉
2）係統中通入惰性氣體，如氮氣，會降低氧濃度Ｃｇ ，爆炸下限 Ｃｄ 會上（shàng）升，爆炸危險性降低。 因此，在設 備中充入（rù）惰（duò）性介質、降低係統中的氧含量是防止設備爆炸的可靠方法。
3）保證通風（fēng）量，使設備內的粉塵濃度達不到爆炸下（xià）限濃度，阻止粉塵爆炸環境的形成。

參考文獻 ３．３ ．西安：陝西人民教（jiāo）育出版社，１９８８． 趙江平，王振成．熱爆炸理（lǐ）論在粉塵爆炸機理研究中的應用〔Ｊ〕．中國安全科學學報，２００４（５）． １３９