摘要：該文以某建材加工廠(chǎng)拋丸機室外除塵系統的灰斗內粉塵為研究對象。分析粉塵燃爆事故的原因，提出預防粉塵爆炸的控制措施。本文由青島拋丸清理機生產(chǎn)廠(chǎng)家青島青工整理
關(guān)鍵詞： 建材五金； 拋丸； 粉塵； 燃燒； 爆炸

五金建筑材料加工過(guò)程中，常用到拋丸機對工件作表面處理，從而使工件表面變得光滑，便于后期的電鍍，保證五金建筑材料外觀(guān)呈現出良好的光澤。 在拋光過(guò)程中會(huì )產(chǎn)生大量的粉塵，這些粉塵通過(guò)除塵設施吸 出以減小對操作人員的健康危害。 然而，不少企業(yè)發(fā)現拋丸機除塵系統會(huì )頻繁的起火甚至會(huì )發(fā)生爆炸，粉塵燃爆事故給企業(yè)帶來(lái)經(jīng)濟損失，嚴重時(shí)影響人身安全。
1 研究對象
1.1 拋丸機設備
某建材加工廠(chǎng)頻繁起火的部位是拋丸機室外除塵系統的灰斗，該灰斗呈錐形，內接觸面積Ｓ 約為 １３ｍ

1.2粉塵成分組成

一般認為，拋丸機粉塵成分包含了拋丸用鋼砂、工件表面的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹和油漆等物質(zhì)。為了準確了解粉塵的組成及性質(zhì)，某建材加工廠(chǎng)請專(zhuān)業(yè)檢測機構對其頻繁起火的除塵器內的粉塵進(jìn)行了檢測， 粉塵混合物的組成如表１
表1、拋丸粉塵檢測數據
由檢測數據可知，該廠(chǎng)除塵器頻繁起火的主要原因是粉塵中含碳量比較高，易燃物碳粉在遇激發(fā)能源時(shí)被點(diǎn)燃，發(fā)生了火災。根據燃燒３ 要素及爆炸理論可推斷，拋丸機粉塵不僅會(huì )燃燒，而且在一定條件下還有發(fā)生爆炸的可能
2粉塵燃燒原因分析
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 塵粒度介于１００～１０００ｎｍ，粉塵本身具有燃爆特性。
·拋丸粉塵含其他物質(zhì)２．８％（工件表面的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹和油漆等），這些物質(zhì)也具有燃爆 特性。
·管道內壁不光滑，連接處采用了可燃材料，突變處粉塵積聚自燃，進(jìn)而引燃可燃材料。
·濾袋為可燃材料，在遇激發(fā)能源時(shí)，被引燃。

2）具有激發(fā)能源
·拋丸粉塵在管道內流動(dòng)時(shí)，自身相互摩擦，塵粒與管道、設備內壁的摩擦可以產(chǎn)生數千伏的靜電，靜電火花放電，其放電能量足以引燃粉塵。
·機修時(shí)，電焊或氣割產(chǎn)生的明火被吸入除塵器，引燃拋丸粉塵。
·拋丸過(guò)程中部分機械能轉化為熱能，在生產(chǎn)運轉過(guò)程中，系統的溫度會(huì )逐漸升高；除塵器內大量粉塵堆積，可燃粉塵與空氣中的氧接觸而發(fā)熱，此熱量經(jīng)過(guò)長(cháng)時(shí)間積聚，可能使拋丸粉塵達到自燃溫度，從而發(fā)生自行燃燒。
3）系統中有空氣存在。

3、粉塵爆炸原因分析

在爆炸性粉塵環(huán)境中，產(chǎn)生爆炸必須同時(shí)存在下列條件：存在爆炸性粉塵混合物其濃度在爆炸極限以 內，存在足以點(diǎn)燃爆炸性粉塵混合物的火花、電弧或高溫，密閉空間。 結合設備及操作條件分析，可能發(fā)生粉塵爆炸的原因有：
）存在具有燃爆特性的細粉塵，且除塵時(shí)為負壓操作（吸入的空氣），當通風(fēng)不暢時(shí)，粉塵與空氣的混合物濃度有可能達到爆炸極限。
3.1 粉塵爆炸判據
當某一燃燒反應在一定空間內進(jìn)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應速度， 這樣較后就 粉塵爆炸的熱爆炸判據見(jiàn)３．１ ），粉塵爆炸下限用Ｃｄ表示。 該式表明粉塵發(fā)生爆炸臨界狀態(tài)時(shí)，各參數之間應滿(mǎn)足的關(guān)系


3.2數據分析
爆炸下限Ｃｄ與溫度ＴＡ 關(guān)系 假設氧濃度為正常空氣中氧氣濃度值，即Ｃｇ ＝２９．８５ｇ ３．２代入數據后 根據公式 Ｃｄ與溫度ＴＡ 的曲線(xiàn)圖，見(jiàn)圖１ 可知，當環(huán)境溫度ＴＡ 升高時(shí)，爆炸下限 Ｃｄ 會(huì )下降，爆炸危險性增 大，所以要控制系統的工作溫度。 ）爆炸下限Ｃｄ與氧濃度Ｃｇ 關(guān)系 收塵器的溫度為室溫５ 以?xún)龋≈担裕?＝３０ ）得到爆炸下限Ｃｄ 與氧濃度Ｃｇ 關(guān)系曲 線(xiàn)圖，見(jiàn)圖２ 可知，系統中通入惰性氣體，如氮氣等會(huì )降低氧濃度Ｃｇ，爆炸下限Ｃｄ 會(huì )上升，系統危險 性降低。 ）爆炸下限Ｃｄ與通風(fēng)量的關(guān)系 防止爆炸所需的通風(fēng)量，按公式（ ／ｈ；Ｃｄ為粉塵爆炸下限， ｍｉｎ，室外７０００～２８０００ ；生產(chǎn)時(shí)間：連續生產(chǎn)６～７ｈ／班；可燃物量：每班排出的積灰量為３５ｋｇ 推算平均排放濃度Ｃｐ０．０１４ｇ 的爆炸下限。故因目前排風(fēng)量的關(guān)系，未發(fā)生粉塵爆炸事故。 當排風(fēng)不暢，粉塵濃度達到爆炸極限時(shí)，遇激發(fā)能源可能發(fā)生粉塵爆炸。 3.3 粉塵爆炸分析結論

由上述公式及數據分析可以看出，粉塵的爆炸下限與粉塵的性質(zhì)、粒徑、環(huán)境溫度、系統氧含量、通風(fēng)量 等相關(guān)。 要預防粉塵爆炸，必須通過(guò)控制以下幾個(gè)方面著(zhù)手：
1）減小時(shí)，爆炸下限Ｃｄ會(huì )降低，因此生產(chǎn)過(guò)程中應及時(shí)清除干凈積灰，避免細小顆粒沉
2）系統中通入惰性氣體，如氮氣，會(huì )降低氧濃度Ｃｇ ，爆炸下限 Ｃｄ 會(huì )上升，爆炸危險性降低。 因此，在設 備中充入惰性介質(zhì)、降低系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限濃度，阻止粉塵爆炸環(huán)境的形成。

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