摘要
：该文以某建材加工厂抛丸机室外除尘系统的灰斗内粉尘为研究对象
。分析粉尘燃爆事故的原因，提出预防粉尘爆炸的控制措施。本文由青岛抛丸清理机生产厂家青岛欧陆娱乐整理
关键词： 建材五金； 抛丸
； 粉尘； 燃烧； 爆炸

五金建筑材料加工过程中，常用到抛丸机对工件作表面处理，从而使工件表面变得光滑，便于后期的电镀，保证五金建筑材料外观呈现出良好的光泽

。 在抛光过程中会产生大量的粉尘
，这些粉尘通过除尘设施吸 出以减小对操作人员的健康危害
。 然而

，不少企业发现抛丸机除尘系统会频繁的起火甚至会发生爆炸
，粉尘燃爆事故给企业带来经济损失
，严重时影响人身安全。
1 研究对象
1.1 抛丸机设备
某建材加工厂频繁起火的部位是抛丸机室外除尘系统的灰斗，该灰斗呈锥形，内接触面积Ｓ 约为 １３ｍ

1.2粉尘成分组成

一般认为
，抛丸机粉尘成分包含了抛丸用钢砂、工件表面的油脂、污垢、氧化皮
、铁锈和油漆等物质。为了准确了解粉尘的组成及性质
，某建材加工厂请专业检测机构对其频繁起火的除尘器内的粉尘进行了检测
， 粉尘混合物的组成如表１
表1、抛丸粉尘检测数据
由检测数据可知，该厂除尘器频繁起火的主要原因是粉尘中含碳量比较高，易燃物碳粉在遇激发能源时被点燃
，发生了火灾。根据燃烧３ 要素及爆炸理论可推断
，抛丸机粉尘不仅会燃烧，而且在一定条件下还有发生爆炸的可能
2粉尘燃烧原因分析
1）存在可燃物

·抛丸粉尘含碳７１％
、含铁２６．２％ ，且８０％ 的粉尘粒度为１０ １０％的粉尘粒度为５ 尘粒度介于１００～１０００ｎｍ，粉尘本身具有燃爆特性。
·抛丸粉尘含其他物质２．８％（工件表面的油脂、污垢
、氧化皮
、铁锈和油漆等），这些物质也具有燃爆 特性。
·管道内壁不光滑，连接处采用了可燃材料
，突变处粉尘积聚自燃，进而引燃可燃材料。
·滤袋为可燃材料
，在遇激发能源时，被引燃
。

2）具有激发能源
·抛丸粉尘在管道内流动时
，自身相互摩擦，尘粒与管道
、设备内壁的摩擦可以产生数千伏的静电
，静电火花放电，其放电能量足以引燃粉尘。
·机修时，电焊或气割产生的明火被吸入除尘器，引燃抛丸粉尘。
·抛丸过程中部分机械能转化为热能

，在生产运转过程中，系统的温度会逐渐升高；除尘器内大量粉尘堆积，可燃粉尘与空气中的氧接触而发热，此热量经过长时间积聚，可能使抛丸粉尘达到自燃温度，从而发生自行燃烧。
3）系统中有空气存在。

3

、粉尘爆炸原因分析

在爆炸性粉尘环境中，产生爆炸必须同时存在下列条件：存在爆炸性粉尘混合物其浓度在爆炸极限以 内，存在足以点燃爆炸性粉尘混合物的火花、电弧或高温
，密闭空间。 结合设备及操作条件分析，可能发生粉尘爆炸的原因有：
）存在具有燃爆特性的细粉尘，且除尘时为负压操作（吸入的空气），当通风不畅时，粉尘与空气的混合物浓度有可能达到爆炸极限。
3.1 粉尘爆炸判据
当某一燃烧反应在一定空间内进行，如散热困难
，反应温度则不断提高

，而温度提高又加快了反应速度， 这样较后就 粉尘爆炸的热爆炸判据见３．１ ）
，粉尘爆炸下限用Ｃｄ表示。 该式表明粉尘发生爆炸临界状态时，各参数之间应满足的关系


3.2数据分析
爆炸下限Ｃｄ与温度ＴＡ 关系 假设氧浓度为正常空气中氧气浓度值，即Ｃｇ ＝２９．８５ｇ ３．２代入数据后 根据公式 Ｃｄ与温度ＴＡ 的曲线图

，见图１ 可知
，当环境温度ＴＡ 升高时，爆炸下限 Ｃｄ 会下降

，爆炸危险性增 大
，所以要控制系统的工作温度
。 ）爆炸下限Ｃｄ与氧浓度Ｃｇ 关系 收尘器的温度为室温５ 以内，取值ＴＡ ＝３０ ）得到爆炸下限Ｃｄ 与氧浓度Ｃｇ 关系曲 线图
，见图２ 可知
，系统中通入惰性气体，如氮气等会降低氧浓度Ｃｇ，爆炸下限Ｃｄ 会上升，系统危险 性降低

。 ）爆炸下限Ｃｄ与通风量的关系 防止爆炸所需的通风量，按公式（ ／ｈ
；Ｃｄ为粉尘爆炸下限
， ｍｉｎ
，室外７０００～２８０００ ；生产时间：连续生产６～７ｈ／班
；可燃物量：每班排出的积灰量为３５ｋｇ 推算平均排放浓度Ｃｐ０．０１４ｇ 的爆炸下限。故因目前排风量的关系，未发生粉尘爆炸事故。 当排风不畅，粉尘浓度达到爆炸极限时，遇激发能源可能发生粉尘爆炸
。 3.3 粉尘爆炸分析结论

由上述公式及数据分析可以看出，粉尘的爆炸下限与粉尘的性质
、粒径、环境温度、系统氧含量
、通风量 等相关。 要预防粉尘爆炸，必须通过控制以下几个方面着手：
1）减小时

，爆炸下限Ｃｄ会降低
，因此生产过程中应及时清除干净积灰，避免细小颗粒沉
2）系统中通入惰性气体，如氮气，会降低氧浓度Ｃｇ ，爆炸下限 Ｃｄ 会上升
，爆炸危险性降低。 因此，在设 备中充入惰性介质、降低系统中的氧含量是防止设备爆炸的可靠方法。
3）保证通风量
，使设备内的粉尘浓度达不到爆炸下限浓度，阻止粉尘爆炸环境的形成。

参考文献 ３．３ ．西安：陕西人民教育出版社
，１９８８． 赵江平
，王振成．热爆炸理论在粉尘爆炸机理研究中的应用〔Ｊ〕．中国安全科学学报，２００４（５）． １３９