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化工生產過程中，可燃性粉塵眾多。操作過程中稍有不慎就會引發爆炸，粉塵爆炸的威力巨大，傷害也極大。今天，就為大家詳細介紹粉塵爆炸的條件和機理，讓大家對粉塵爆炸有一個初步的了解。

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粉塵爆炸定義

 粉塵爆炸，指可燃粉塵在受限空間內與空氣混合形成的粉塵云，在點火源作用下快速燃燒，并引起溫度壓力急驟升高的化學反應。

 粉塵爆炸多在伴有鋁粉、鋅粉、鋁材加工研磨粉、各種塑料粉末、有機合成藥品的中間體、小麥粉、糖、木屑、染料、膠木灰、奶粉、茶葉粉末、煙草粉末、煤塵、植物纖維塵等產生的生產加工場所。

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粉塵爆炸條件

粉塵爆炸除了需要滿足火三角的三個要素，即燃料、氧化劑、引燃源，同時也需要滿足粉塵與空氣混合成粉塵云，以及在有限空間內。因此，粉塵爆炸需要滿足五個條件才能發生。這其中也牽扯到了粉塵爆炸的極限和點火能。粉塵濃度一般采出質量濃度來表示，即單位體積內粉塵的質量，單位為g/m3或mg/L。下表列出幾種類型的濃度。

表1 幾種類型的粉塵云

 一般來說，不同物質形成粉塵的爆炸極限不同，也和粉塵的大小和形態有關。一般工業粉塵爆炸下限介于20~60mg/m3,爆炸上限介于2000~6000mg/m3。粉塵爆炸的最低點火能比氣體爆炸所需要的大兩個數量級以上，大多數粉塵云爆炸的最低點火能在 5~50mJ。

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粉塵爆炸特點

粉塵爆炸有如下的特點：

 （1）粉塵爆炸的能量釋放速率比不上氣體爆炸，但是燃燒的時間長，產生的能量大，破壞和焚燒程度大。

 （2）粉塵爆炸發生過程中，有燃燒的粒子拋射出來，接觸到可燃物或人體的話，那么可燃物會局部嚴重的碳化甚至燃燒爆炸或人體嚴重燒傷。這是粉塵爆炸一個可怕之處。像凝固汽油彈一樣，到處拋灑，殺傷力面積大。

 （3）粉塵爆炸過程中產生的沖擊波會激起堆積的其他的粉塵，而引起第二次爆炸，最后導致整個粉塵場所發生爆炸。這是粉塵爆炸另一個可怕之處。

（4）由于粉塵爆炸過程存在粒子的不完全燃燒，會產生有毒氣體如CO，引起人的中毒。

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粉塵爆炸機理

 粉塵爆炸是一個非常復雜的過程，目前粉塵爆炸的機理還沒有完全弄清，一般認為，粉塵爆炸經過以下的發展過程，如圖1所示。

圖1 粉塵爆炸形成過程

 首先，粉塵粒子表面通過熱傳導和熱輻射，從引燃源得到能量，表面溫度急劇升高，達到了粉塵粒子的分解或蒸發溫度，形成可燃氣體。可燃氣體與空氣混合被引火源點燃，此外粉塵粒子本身從表面到內部相繼發生熔融和氣化，迸發出微小的火花，成為了周圍粉塵的引燃源。從而導致了連鎖反應，擴大了爆炸的范圍。這一過程由于涉及到了輻射能而變得很復雜。由于光也具有輻射能，因此在粉塵云形成過程中，閃光燈拍照也是相當危險的。

 從粉塵爆炸的過程可知,粉塵爆炸的粒子雖然很小，但是相比于分子來說還是相當大的，此外考慮到粉塵粒子的粒徑分布和形狀不同，其懸浮時間是不同的，因此粉塵粒子要保持一定濃度的時間和范圍是極有限的。如果條件滿足的話，就會發生威力相當大的爆炸，要是不滿足，則不會發生爆炸。

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粉塵環境電氣設備分類

可燃性粉塵環境用電氣設備在爆炸電氣設備保護等級中分組分類為III類，分為以下3個等級。

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爆炸性粉塵環境下電氣設備的原則

 爆炸性粉塵環境用防爆電氣設備配置的設計原則除執行通用技術要求的規定外，尚應符合以下技術要求：

1、爆炸性粉塵環境內所用有可能過負荷的電氣設備，應裝設可靠的過負荷保護

 2、爆炸性粉塵環境內事故排風用電動機，應在生產裝置發生事故的情況下便于操作的地方設置其緊急啟動按鈕，或與事故信號、報警裝置有聯鎖的啟動。

 3、在爆炸性粉塵環境內，應少裝插座和局部照明燈具。如必須裝設時，插座宜安置在爆炸性粉塵不易積聚的地方；局部照明燈具宜安置在事故發生時氣液不易沖擊的位置。

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粉塵防爆電氣設備如何選型

爆炸性粉塵環境電氣設備防爆類型，應按下表中的規定進行選型。

 根據具體施工環境中所具有粉塵類別進行電氣設備的具體選擇，例如在粉塵物質濃度較高的情況下就必須選擇“塵密型”的外殼，防止粉塵進入電氣設備造成爆炸。而在一些粉塵濃度較小的無粉塵云只有粉塵層的場所，對于防塵外殼就可以選擇“防塵型”外殼，這樣便可以防止粉塵爆炸現象的產生。粉塵防爆電氣的類型主要有ExtD外殼保護型、ExiD本質安全型、ExmD澆封保護型、ExpD正壓保護型，同時要辨識防爆電氣設備的標志，正確選擇防爆電氣。

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粉塵防爆電氣設備的要求

01 外殼要求

能夠防塵的外殼主要有兩大類，第一類為6級的塵密外殼，可以完全防止所有粉塵的進入；第二類為5級的防塵外殼，這種外殼比塵密外殼的防塵性能稍差，但是也能夠防止絕大部分粉塵的進入，并不影響整個設備的正常運行。整個的防塵外殼對于防止粉塵爆炸具有非常重要的作用，因此在制作防塵外殼時要在其表面刻印Ex永久性標志，同時對于整個防塵外殼的數據信息、警告等都要標明，防止出現防塵外殼被破壞的情況。

02 電氣設備材料的選擇

 為了防止整個的防塵外殼出現裂的情況，以及為了確保整個防塵外殼的防塵性能，在選擇防塵外殼的材料時一定要選擇強度較大的材料，例如鑄鐵、銅等。如果在某些特殊情況下整個的防塵外殼的體積小于了 2L，這個時候可以選擇塑料進行防塵外殼的制作，但是不能選擇普通的塑料，而要選擇質量較好的工業塑料，同時要確保整個工業塑料的厚度不能太大，防止出現影響正常施工的情況，同時選擇工業塑料后，要重視防止靜電的產生，要確保整個工業塑料的電阻小于10Ω，同時還要在緊固螺栓的過程中設置金屬埋封件，這樣可以有利于靜電的流出，防止靜電導致的粉塵爆炸現象。

03 粉塵外殼允許最高表溫度

使用了防塵外殼后有效阻止了粉塵的進入，防止了電弧火花點燃粉塵，但是電氣設備的發熱仍然會導致粉塵爆炸的產生，因此需要采用一定的方法來降低整個的電氣設備的溫度，防止出現電氣設備發熱而導致的粉塵爆炸。在進行電氣設備表面溫度限制的工作之前，首先要對空氣中的粉塵有所了解，不同的粉塵的點燃溫度存在著很大的差異，要根據粉塵的點燃溫度來限制電氣設備的發熱溫度，不能一味的降低整個電氣設備的外殼溫度。在整個的工作過程中要對施工環境內的粉塵進行長期的清掃，降低整個環境內的粉塵溫度，同時要對電氣設備進行定期的清理工作，防止出現灰塵堆積的現象。

 在整個的工作過程中如果需要打開電氣設備，那么必須確保這個電氣設備內部的溫度小于表面所設置的最高限制溫度，防止出現設備打開后引起的粉塵爆炸現象。