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粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备.doc

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】的内容,可以使用淘豆网的站内搜索功能,选择自己适合的文档,以下文字是截取该文章内的部分文字,如需要获得完整电子版,请下载此文档到您的设备,方便您编辑和打印。粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘爆炸的基本特色2可燃性粉尘爆炸特征的研究6粉尘爆炸与粉尘防爆电气设备8粉尘爆炸研究进展13粉尘爆炸的机理及爆炸产生的直接原由21与可燃性混杂气体爆炸对比,粉尘爆炸的特色22粉尘爆炸火灾的危害23粉尘爆炸的特色25爆炸性粉尘环境用电气设备的选型26编写版word粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘爆炸的基本特色世界上第一次有记录的粉尘爆炸发生在1785年意大利的一个面粉厂,此后200多年里,粉尘爆炸事故不停发生,固然各国在这方面进行了大批的研究,但粉尘爆炸是一个特别复杂的过程,受好多物理要素的影响,其爆炸机理到现在尚不十分清楚。跟着现代工业的发展,粉体技术应用愈来愈广泛,其爆炸危险性几乎涉及到全部的工业部门,常有可爆粉尘资料包含:农林(粮食、饲料、食品、农药、肥料、木材、糖、咖啡等)、矿冶(煤炭、钢铁、金属、硫磺等)、纺织(塑料、纸张、橡胶、染料、药物等)、化工(多种化合物粉体)。常有粉尘爆炸场全部:室内(通道、地沟、厂房、库房等)和设备内(集尘器、除尘器、混杂机、输送机、挑选机、料斗、高炉、打包机等)。所以研究粉尘爆炸性质和机理对预防和控制爆炸事故拥有重要的现实意义。可燃粉尘爆炸的条件粉尘爆炸的条件归纳起来有以下5个方面的要素:其一,要有必定的粉尘浓度。粉尘爆炸所采纳的化学计量浓度单位与气体爆炸不一样,气体爆炸采纳体积百分数表示,而粉尘浓度采纳单位体积所含粉尘粒子的质量来表示,单位是g/m3或mg/L,如浓度太低,粉尘粒子间距过大,火焰难以流传。粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备编写版word粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备其二,要有必定的氧含量。(含能粉尘除外)必定的氧含量是粉尘得以燃烧的基础。其三,要有足够的点火源。粉尘爆炸所需的最小点火能量比气体爆炸大1~2个数目级,大多数粉尘云最小点火能量在5mJ~50mJ量级范围。其四,粉尘一定处于悬浮状态,即粉尘云状态。这样可以增添气固接触面积,加速反应速度。其五,粉尘云要处在相对封闭的空间,压力和温度才能急剧高升,既而发生爆炸。可燃粉尘爆炸机理研究粉尘爆炸机理可简单以图1来描述图1粉尘爆炸机理供应粒子表面以热能,使其温度上升;粒子表面的分子因为热分解或干馏作用,变为气体分布在粒子四周;气体与空气混杂生成爆炸性混杂气体,从而生气产生火焰;火焰产生热能,加速粉尘分解,循环往复放出气相的可燃性物质与空气混杂,进一步生气流传。粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备编写版word粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备所以,粉尘爆炸时的氧化反应主若是在气相内进行的,实质上是气体爆炸,并且氧化放热速率要遇到质量传达的限制,即颗粒表面氧化物气体要向外界扩散,外界氧也要向颗粒表面扩散,这个速度比颗粒表面氧化速度小得多,就形成控制环节。所以,实质氧化反应放热耗费颗粒的速率,最大等于传质速率。可燃粉尘爆炸参数研究几乎全部悬浮在空气中的金属或有机物的粉尘都能保持火焰的流传。火热燃烧产物的比容增添,会以致拘束系统增压,既而引起爆炸。爆炸的激烈度取决于测得的最大压力和压力上升速率。粉尘爆炸参数的实验测定都是在必定的条件下进行的,常常与仪器设备、试验条件、判据及定义亲近相关。粉尘爆炸参数,如点火温度、爆炸极限、最小点火能、爆炸压力和压力上升速度等都不是物质的基天性质,均与外界条件相关。所以,文件中的爆炸参数对工业实质只拥有指导作用。点火温度。云状与层状粉尘的点火温度有很大不一样,一般都是在Godbert-Greenwald炉中测定的,平时以为粉尘云的生气温度为粉尘层的两倍左右。但跟着层厚的不一样,温度差值也很大,作为资料的数据,平时以5mm厚度为标准。碳化升华的物质,则应采纳云状的生气温度。别的人们已经发现,煤粉的层流火焰燃烧速度为5~35,最大的火焰燃烧速度出此刻以挥发含量为基础的化学计算浓度周边。最小点火能。粉尘云的最小点火能量一般是在Hartmanm(哈特曼)管中测定,但因为粉尘云的生成条件和测试方法困难,很难获得绝瞄正确的数值,大多数为相对值,但可用作对物质的危险性作对比较较。最小点火能的计算方法有两种:一是较粗糙的方法,即E=1/2×CU2,此法忽视了电路中的能量损失;二是较精确的方法,E=20∫(UI-I2R)dt,式中U,I为电极两端的电压和电流,I2R为放电回路电阻引起的功耗。粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备编写版word粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备(3)爆炸极限。粉尘爆炸极限就是可以爆炸的浓度范围,因为不存在公认的标准测试粉尘爆炸下限的准则,所以现有的下限数据依赖于试验装置和外面条件,不是粉尘的基天性质。别的,粉尘云浓度只好由湍流产生和湍流控制,湍流是粉尘云的固有特征。粉尘云浓度随时间变化而变化,点火前浓度其实不是随后燃烧的浓度,在一种装置中能爆炸的浓度不必定在另一种装置中爆炸。所以粉尘浓度不过是试验时间和容器空间的均匀值,一种特定的粉尘并无独一的爆炸性。(4)爆炸压力和压力上升速率。封闭容器的最大爆炸压力原则上依赖于反应的能量,应该能由热力学计算出来。但是粉尘浓度受湍流的影响,化学反应极少进行得完整,完整的程度取决于燃烧的速率。压力上升速率与容器体积有很大关系,目前大多数丈量数据仅限于球形容器,即当V≥,二者存在"三次方定律",即(dp/dt)m·V1/3=Kst容器中测得粉尘云爆炸特征值Kst,其实不可以说明大容器中爆炸时观察到的真实破坏状况。对于圆筒形容器,研究文件极少,毕明树等人对圆筒形容器容积和长径比对可燃气体爆炸强度的影响的研究表示,圆筒形容器内爆炸存在以下关系:(dp/dt)m·V01/3λ2/3=KG,是取其决中于爆炸介质、混杂比和初始状态的常数,是长径比。要认识到对于拥有不一样物化特征、初态和界限条件的粉尘,将会产生不一样的压力上升速率和最大压力。因为粉尘爆炸参数依赖于测试系统,对同一特征参数而言,不像气体爆炸那样拥有广泛意义。很明显,真实的工业场所不可以按比率减小到实验室容器尺寸,而真实条件的爆炸参数对防爆设计来说又是必要的,所以未来的实尺实验不行防范。影响粉尘爆炸的要素影响粉尘爆炸的要素有粉尘自己形成的和外面条件形成的双方面要素。就粉尘自己因向来说,又有化学要素和物理要素两类。化学要素主要指燃烧热和燃烧速度,其余还有水汽及粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备编写版word粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备二氧化碳的反应性等。物理要素主要指粉尘浓度和粒度分布,还有粒子形状、粒子比热、热传导率、表面状态、带电性和粒子凝聚特征等也是要考虑的。外面要素有气流运动状态、氧气浓度、可燃气浓度、湿度、窒息气浓度、阻燃性粉尘浓度和灰分、点火源状态等。粉尘爆炸的防爆措施如前所述,粉尘爆炸要具备五个条件,用五边形可形象说明。防爆措施可分为两大类:一是预防措施,即拆去五边形爆炸链条中的任一边或几边,使不构成粉尘爆炸条件。比方连续清除粉尘,使粉尘云不行能产生或其浓度远低于爆炸浓度;防范各种点火源;惰化气体等。二是一旦发生粉尘爆炸,则采纳措施减少损失,如采纳抑爆、隔爆、泄爆等措施。结语跟着现代工业的发展,粉体的应用日趋广泛,但陪同的爆炸事故也愈来愈多,且破坏性有所提升。所以迫切要求对其爆炸机理进一步研究,特别要增强基础性研究,提出可行的防爆措施,以降低爆炸造成的损失。可燃性粉尘爆炸特征的研究与爆炸性气体对比,对可燃性粉尘的研究起步较晚。最近几年来,跟着对可燃性粉尘认识的加深,各国对可燃性粉尘都进行了大批的研究工作。,在存在爆炸性粉尘的环境中,金属一金属火花引起的危险。金属火花粉尘云的点燃率与好多要素相关,诸如金属的种类、两金属表面的接触速度、接触时间、接触压力和粉尘云的种类、浓度等。英国对此进行了试验研究。他们采纳了6种不粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备编写版word粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备同种类的金属棒来确立金属火花对7种粉尘的点燃性能。他们分别采纳了5种发射***粉尘:M6、M30、M1、CBJ和黑***,并选择了煤粉和谷物粉和6种金属:1018低碳钢、304L不锈钢、304不锈钢、316不锈钢、3003—H14铝和6061—T6铝,而后分别进行组合,以不一样的接触转速和接触时间,分别试验,得出了以下结论:不太适用于爆炸性粉尘环境的金属为1018低碳钢、304L不锈钢、304不锈钢、316不锈钢。。试验一般都是在标准的环境温度和大气压力下进行的。但在工厂中粉尘干燥过程中存在着明显的高温,粉尘用输送设备输送时,存在着必定的压力。这样。粉尘爆炸条件就变得异常复杂了。在这些特别场合中,温度和压力对爆炸特征的影响就一定加以考虑。德国一防爆检验机构对此进行了研究。研究结果表示:初始温度从50℃上升到200℃,爆炸下限一般减少300g/m3,最大爆炸压力与初始温度成反比。压力上升,变化速度不大。当温度上升到100℃时,℃;初始压力从1bar(100kpa)上升到4bar(400kpa),会引起爆炸下限的上升,最大爆炸压力和压力上升速度随初始压力的上升而直线增添,而氧气极限浓度不变。,与进行泄爆或其余种类控爆设计有很大的关系。ISO6084-1规定利用kst对可燃性粉尘进行危险性分级。它是依据在必定范围的密闭容器内进行试验测试的压力上升速率得出的工程近似关系。解析表示,最大爆炸压力上升速率不但与容器形状相关,并且与容器的容积相关,与容器的容积大小的关系其实不是简单的立粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备编写版word粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备方根关系。为了探究粉尘爆炸最大压力上升速率的变化规律及影响要素,试验人员随后根据实测压力计算爆燃波流传速度及火焰厚度等。在此基础上,选择玉米淀粉、煤粉等作为可燃性粉尘,在容积分别为20L3和2m3的近似球形密闭容器内进行试验,试验系统基本框图以以下图。得出:①火焰速度及火焰厚度随容器尺寸增添而增添;②火焰对于最大压力上升速率有明显的影响:③火焰对最大压力上升速率影响很大,特别是在压力上升的初始阶段。在进行泄爆设计时,应恩赐特别注意。图试验系统基本框图粉尘爆炸与粉尘防爆电气设备在煤矿、石油、冶金、纺、医药、及无机盐行业中,都广泛存在着易燃易爆的粉尘危险场所。近几年来,因为人们对粉尘防爆认识不足、重视不够,以致一些工厂的爆炸事故凡是发生。粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备编写版word粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备物质燃烧一定有足够能量的点火源,有可燃物质和空气混杂成必定的浓度,也就是说有了必定的助燃剂,三者缺一不行。在无机盐的生产、储藏和输送中,要有防火防爆的安全措施。在生产车间里要安装防爆电气设备,如防爆操作箱、防爆操作柱、防爆磁力启动器、防爆灯。在储藏的库房中要装防爆灯、防爆开关等。以防范点火源与粉尘直接接触,在输送的过程中要注意撞击、摩擦产生静电等要素。粉尘爆炸的机理和特色粉尘爆炸第一是粉尘粒子从点燃源获取能量后(热传导、热辐射)表面受热,别的粉尘粒子获取能量后内外接踵受热而产生熔融平和化爆发出火热渺小质子颗粒或火花,也形成粉尘的点火源。而因为粉尘表面积大,与空气可以充分接触,加之粉尘层的存在,故粉尘粒子表面温度急剧上升,使粉尘粒子加速分解或气化,当与空气混杂接触时即可形成气相点火,这样粉尘中既有气相也有固相,两相同时存在燃烧时更加激烈。自然,静电的积聚摩擦也形成点火源。当粉尘浓度与空气混杂达到爆炸下限时遇到点火源即可燃烧,在初始燃烧时,因为粉尘与空气混杂较充分,粉尘即可爆炸,并以压力波的方式开释能量,所以常常把机械装置中的粉尘吹出来,把地面上的粉尘层吹起,形成了飞扬的粉尘云。这些粉尘云再被初始的爆炸的灼热节余物瞬时再次点燃,接着发生第二次爆炸,同时可产生空气湍流。此次爆炸因为把大批的堆积的粉尘再次吹起,其爆炸的威力比初始爆炸大得多。粉尘的爆炸遇到点火源的形成、最小点火能量和粉尘浓度等多种要素的影响,所以,粉尘爆炸是一个很复杂的过程。粉尘爆炸危险场所的划分及温度组别的确定粉尘种类众多,但归纳起来可分为爆炸性粉尘和可燃性粉尘。。-90将粉尘爆炸危险场所划分为10区、11区(见表1)。表1危险场所的划分危险场所10区11区爆炸性粉尘DTDT导电性粉尘DTDT可燃性粉尘DTDP非导电性粉尘注:DT—尘密型;DP—防尘型区是在正常加工办理或清理过程中出现或可能出现的粉尘云或粉尘层与空气混杂能达到爆炸浓度的区。11区是未划分为10区的场所,但在异常条件下,可以在该场所内出现粉尘云或粉尘层与空气混杂能达到爆炸浓度的区。。依据IEC标准,防爆电气设备最高表面温度不一样意超出该粉尘云与空气爆炸性混杂物点燃温度的2/3,防爆设备最高表面温度应低于粉尘层的粉尘闷燃温度75K,而粉尘闷燃温度在5mm的厚度测定的跟着粉尘层厚度的加厚而温度随之增添。为了安全则进一步降低设备表面的温度,粉尘层在金属外壳表面的厚度不该超出5mm,应经常擦洗,见表2。表2温度组别的确定温度级别点燃温度粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备编写版word粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备粉尘防爆原理与粉尘环境用防爆电气设备

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