粉尘爆炸原因

篇一：粉尘爆炸原理及基础知识

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75μm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）

（二）燃烧的三要素

燃烧需要三要素。可燃物、助燃物和点火源。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。

（三）粉尘爆炸的条件

可燃粉尘爆炸应具备三个条件：

①粉尘本身具有爆炸性；

②粉尘必须悬浮在空气（氧气）中并与空气混合到爆炸浓度；③有足以引起粉尘爆炸的热能源。

和气体爆炸相比，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。

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。

金属粉末爆炸性的等级排列：

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

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，可燃物不会爆炸。

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10mj~100mj）或温度超过其自燃点（多数在400℃~500℃），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。据统计，

仅粉碎研碎设备因摩擦撞击引起的爆炸事故占57％。

2、电火花和静电火花。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，也可以产生火花。

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10～20mm。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。

常见火源分类表

（四）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。

（五）粉尘爆炸的特点

（1）多次爆炸是粉尘爆炸的最大特点。