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          防爆電器,控制箱,配電箱_重慶遼河防爆電器
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        銑銷鎂粉爆炸危險性及防爆措施

        在粉碎機殼內,粉塵云在工作狀態連續存在,當粉碎刀具與篩子沖擊摩擦,或因粉碎刀片與外來雜物相碰撞,就會引燃粉碎機殼內的粉塵云發生爆燃,這種爆燃沿著能夠達到粉塵爆炸極限濃度方向傳播,這里通常是指除塵管道和旋風除塵器。如果爆燃波能夠引起其它沉積粉塵的飛揚,使其處于懸浮狀態,則會引起劇烈的二次爆炸事故。收料口層流狀態的落料過程始終存在,引起接料口著火的原因可能是帶電粉塵在落料過程中,當接近沉積的粉料或桶底時,形成很高的電位差,隨著粉料的繼續下落,當達到放電間隙時,形成靜電火花,引燃層流狀態的粉塵。尾型給料閥的摩擦可能使粉塵溫度升高或產生引燃粉塵團。它們可以在落料過程中,引燃層流狀態的粉塵。許多原因使風機出口管道底部經常沉積粉塵,這些粉塵是管道口哪生爆鳴的主要原因。它被引燃的直接原因是風機葉片對粉塵的沖擊與摩擦,或者是管道出口處的靜電放電。有報道在這一行業已發生過多起嚴重的粉塵爆炸事故。

         

        1 實驗

        1.1 小型實驗室實施

        鎂粉爆炸性試驗。對鎂粉混合粉的爆炸性進行了測定。經測定該鎂粉爆炸猛度指數很大,最大爆炸壓力測試結果如圖1所示。粉塵層的最小點火能為0.24mJ,故很易點燃[1]。

        1 20L球型爆炸裝置中,鎂粉爆炸壓力測試結果

        1.2 工業實驗

        目前,對于粉塵爆炸的機理尚不十分清楚,小型實驗所測得的爆炸性數據如粉塵的最大爆炸壓力、最大壓力上升速率等參數,相對地給出了粉塵爆炸的敏感度和猛烈程度。在一定的范圍內,這些參數可以用于確定泄爆開啟壓力、泄爆面積的大小。小型實驗數據如何放大到工業實際一直是科學家追求的。爆炸反應工程學正是為了適應這一需要應運而生。就目前理論水平而言,基于工業規模設備做爆炸性實驗所得結果的工程設計,無疑更符合工藝實際的需要、安全生產的要求。

        1.2.1 鎂粉靜電測試

        在機械振動篩中對鎂粉的靜電特性測試的目的,是考察鎂粉在生產過程中靜電引燃的危險程度。試驗所用的主要儀器有;法拉第籠、靜電電荷儀;工業設備為機械振動篩子(長2.8m,寬厚0.5m)。鎂粉取自某工廠粉碎后的半成品。這些半成品經過機械振動篩的篩分,分選出所需的粒徑。測試時將一定數量的鎂粉放入運動中的振動篩機入料口,經過幾秒鐘,粉料運動至出料口,經溜槽在出料口端采用法拉第筒法測定粉塵的電量。實驗共進行了21次,測試結果表明,混合鎂粉經過這一過程,靜電荷質比最高達0.309μC/kg,已超過安全標準0.02μC/kg31倍。測試表明[2],在鎂粉的生產過程中,如果不采取有效的靜電消除措施,靜電災害所引起的事故是可能發生的。

        1.2.2 機械振篩機鎂粉爆炸試驗

        在工業生產中,機械振篩機曾發生過嚴重的爆炸事故。為了考察鎂粉粉塵的爆炸烈度,我們進行了工業規模的爆炸試驗。實驗裝置如圖2所示。

        實驗步驟如下;

        ⑴安裝壓力傳感器,標定壓力;⑵在噴粉罐中加入一定量的鎂粉,充進20MPa壓力,安裝噴粉爆炸開啟閥;⑶安裝化學點火頭;⑷在振動篩頂部安裝泄爆片;⑸啟動控制系統引爆,同時記錄爆炸后壓力上升曲線;⑹改變鎂粉充裝量,更換泄爆片[3],重復⑵-⑸各步驟。

        選擇不同的泄爆裝置的材料與夾具重復以上實驗。振動篩中一次鎂粉爆炸泄壓如圖34所示。從圖3中可以看到,爆炸后的火焰傳播情況和泄爆片動作情況。圖4顯示了選用某一泄爆片后,振動篩內壓力變化結果。

        1-電點火頭,2-壓力傳感器,3振動篩,4-粉體分散環,5-計算機控制臺,6-噴粉爆炸開啟閥,7-鎂粉,8-噴粉罐,9-噴粉嘴

        2 振動篩中鎂粉爆炸實驗裝置圖

        3 鎂粉爆炸爆炸泄壓過程

        4 振動篩內壓力變化結果

        2 銑銷鎂粉的爆炸危險性分析[3]

        2.1 鎂塊銑銷過程危險工點分析

        銑銷機床內部容積較小,具有著火的可能性。旋風分離器、收塵鳳網的總管線體積較大,內部的粉塵濃度處于可爆范圍,靜電火花、由銑銷機床竄入的過熱粉塵團和機械火花不可避免。所以,銑屑車間的危險工點主要為旋風分離器、收塵風網的總管線。

        旋風分離器是最危險的工點。如果旋風分離器發生爆炸,爆炸產生的氣浪和沖擊波可能揚起卸料口附近的鎂粉,其內部的未燃粉塵也可能噴出并彌散在車間,從而產生二次爆炸。二次爆炸非常危險,可能引燃其他設備并對車間工作的操作人員造成人身傷害。所以旋風分離器必須與車間其他設備尤其是操作者隔離。

        風網總管線、每個銑銷機的支管線均按原布置設置。風網總管線應與操縱者隔離。隔離宜采用輕質吊棚如帶構架鍍鋅板。旋風分離器應設置在墻外或單獨設備在一個房間。旋風分離器與銑銷機工作間用防爆墻隔離。

        2.2 粉碎工段危險工點分析

        粉碎后的鎂粉稱為混合粉,未經分級的混合粉含有各種不同粒徑的鎂粉。在粉碎過程中,粉碎機殼內即粉碎刀具旋轉的空間,通過振動給料器不間斷地給料,其內部粉塵云在工作狀態連續存在;收料口附近、旋風除塵器及除塵管道內部都有可能形成粉塵云;在作業過程中,粉塵的外溢、散落不可避免,使設備表面、地板、墻壁形成粉塵的沉積。

        ⑴在粉碎機內部,當振動給料中的鐵屑未通過磁鐵完全除去時,由于粉碎機調整旋轉,形成摩擦和沖擊引燃源;

        ⑵粉碎、氣體輸送、旋風除塵、落料等都易產生靜電,使粉體顆粒帶電,如果電荷不能及時泄漏,可能在落料處、管道出口放電,產生靜電放火花,成為一種靜電引燃源;

        ⑶風機葉片作用于旋風除塵器未除凈的粉塵,這種風機葉片如果是易產生火花的鐵器材料,尤其是有鐵銹存在時,則不可避免地會產生沖擊點火源;

        ⑷星型給料閥轉動時,葉片志閥外殼之間的摩擦是造成接料箱體著火的主要原因之一;

        ⑸粉碎機殼內的爆燃、接料口的著火、風機出口管道的爆鳴都可能引發更大的粉塵爆炸事故。因此,首先采取積極的預防措施,其次應采取防護措施,使人機隔離。

        2.3  篩分

        不同粒度的鎂粉的分級是在機械振動篩中進行的。實驗表明,由于振動過程中的靜電災害及機械沖擊摩擦,振動篩具有較大的危險性。在采取防爆措施時,應首先考慮振動篩與操作者隔離,以保證人員的安全。為了防止爆炸事故所造成的超壓,使振動篩毀壞,造成更大的損失,應根據實驗的結果泄爆裝置采用較低的開啟壓力。

        3 結論

        ⑴銑銷鎂粉具有圈套的爆炸烈度,其最大爆炸壓力為0.85MPa;

        ⑵在機械振動篩中對銑銷鎂粉的篩分分級,應防止由于靜電放電而引起的爆炸事故;

        ⑶銑銷鎂粉、粉碎鎂粉在旋風分離器及其連接管道應采取隔離措施,避免操作者與設備隔離。

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