【正文】 氣體相比，對(duì)可燃性粉塵的研究起步較晚。近年來(lái)，隨著對(duì)可燃性粉塵認(rèn)識(shí)的加深，各國(guó)對(duì)可燃性粉塵都進(jìn)行了大量的研究工作。1．金屬火花的特征及對(duì)爆炸性粉塵引燃特性的研究工業(yè)上十分關(guān)心的是，在存在爆炸性粉塵的環(huán)境中，金屬一金屬火花引起的危險(xiǎn)。金屬火花粉塵云的點(diǎn)燃率與很多因素有關(guān)，諸如金屬的種類(lèi)、兩金屬表面的接觸速度、接觸時(shí)間、接觸壓力和粉塵云的種類(lèi)、濃度等。英國(guó)對(duì)此進(jìn)行了試驗(yàn)研究。他們選用了6種不同種類(lèi)的金屬棒來(lái)確定金屬火花對(duì)7種粉塵的點(diǎn)燃性能。他們分別選用了5種發(fā)射火藥粉塵：MMMCBJ和黑火藥，并選擇了煤粉和谷物粉和6種金屬：1018低碳鋼、304L不銹鋼、304不銹鋼、316不銹鋼、3003—H14 鋁和6061—T6鋁，然后分別進(jìn)行組合，以不同的接觸轉(zhuǎn)速和接觸時(shí)間，分別試驗(yàn)，得出了如下結(jié)論：不太適用于爆炸性粉塵環(huán)境的金屬為1018低碳鋼、304L不銹鋼、304不銹鋼、316不銹鋼。2．溫度和壓力對(duì)粉塵爆炸特性影響的研究每一種粉塵的爆炸特性一般都是通過(guò)爆炸試驗(yàn)測(cè)定的。試驗(yàn)一般都是在標(biāo)準(zhǔn)的環(huán)境溫度和大氣壓力下進(jìn)行的。但在工廠(chǎng)中粉塵干燥過(guò)程中存在著明顯的高溫，粉塵用輸送設(shè)備輸送時(shí)，存在著一定的壓力。這樣。粉塵爆炸條件就變得異常復(fù)雜了。在這些特殊場(chǎng)合中，溫度和壓力對(duì)爆炸特性的影響就必須加以考慮。德國(guó)一防爆檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)對(duì)此進(jìn)行了研究。研究結(jié)果表明：初始溫度從50℃上升到200℃，爆炸下限一般減少300g/m3，最大爆炸壓力與初始溫度成反比。壓力上升，變化速度不大。當(dāng)溫度上升到100℃時(shí)，氧氣極限溫度大約減少1．4℃；初始?jí)毫?bar（100kpa）上升到4bar（400kpa），會(huì)引起爆炸下限的上升，最大爆炸壓力和壓力上升速度隨初始?jí)毫Φ纳仙本€(xiàn)增加，而氧氣極限濃度不變。3．密閉容器內(nèi)粉塵爆炸特性的研究研究密閉容器內(nèi)粉塵的爆炸特性，與進(jìn)行泄爆或其它類(lèi)型控爆設(shè)計(jì)有很大的關(guān)系。ISO6084－1 規(guī)定利用kst對(duì)可燃性粉塵進(jìn)行危險(xiǎn)性分級(jí)。它是根據(jù)在一定范圍的密閉容器內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)測(cè)試的壓力上升速率得出的工程近似關(guān)系。分析表明，最大爆炸壓力上升速率不僅與容器形狀有關(guān)，而且與容器的容積有關(guān)，與容器的容積大小的關(guān)系并不是簡(jiǎn)單的立方根關(guān)系。為了探索粉塵爆炸最大壓力上升速率的變化規(guī)律及影響因素，試驗(yàn)人員隨后根據(jù)實(shí)測(cè)壓力推算爆燃波傳播速度及火焰厚度等。在此基礎(chǔ)上，選擇玉米淀粉、煤粉等作為可燃性粉塵，在容積分別為20L3和2m3的近似球形密閉容器內(nèi)進(jìn)行試驗(yàn)，試驗(yàn)系統(tǒng)基本框圖如下圖。得出：①火焰速度及火焰厚度隨容器尺寸增加而增加；②火焰對(duì)于最大壓力上升速率有明顯的影響：③火焰對(duì)最大壓力上升速率影響很大，特別是在壓力上升的初始階段。在進(jìn)行泄爆設(shè)計(jì)時(shí)，應(yīng)給予特別注意。圖 試驗(yàn)系統(tǒng)基本框圖粉塵爆炸與粉塵防爆電氣設(shè)備在煤礦、石油、冶金、紡、醫(yī)藥、及無(wú)機(jī)鹽行業(yè)中，都普遍存在著易燃易爆的粉塵危險(xiǎn)場(chǎng)所。近幾年來(lái)，由于人們對(duì)粉塵防爆認(rèn)識(shí)不足、重視不夠，致使一些工廠(chǎng)的爆炸事故屢屢發(fā)生。物質(zhì)燃燒必須有足夠能量的點(diǎn)火源，有可燃物質(zhì)和空氣混合成一定的濃度，也就是說(shuō)有了一定的助燃劑，三者缺一不可。在無(wú)機(jī)鹽的生產(chǎn)、貯藏和輸送中，要有防火防爆的安全措施。在生產(chǎn)車(chē)間里要安裝防爆電氣設(shè)備，如防爆操作箱、防爆操作柱、防爆磁力啟動(dòng)器、防爆燈。在貯藏的倉(cāng)庫(kù)中要裝防爆燈、防爆開(kāi)關(guān)等。以避免點(diǎn)火源與粉塵直接接觸，在輸送的過(guò)程中要注意撞擊、摩擦產(chǎn)生靜電等因素。1 粉塵爆炸的機(jī)理和特點(diǎn)粉塵爆炸首先是粉塵粒子從點(diǎn)燃源獲得能量后（熱傳導(dǎo)、熱輻射）表面受熱，另外粉塵粒子獲得能量后內(nèi)外相繼受熱而產(chǎn)生熔融和氣化迸發(fā)出熾熱微小質(zhì)子顆粒或火花，也形成粉塵的點(diǎn)火源。而由于粉塵表面積大，與空氣能夠充分接觸，加之粉塵層的存在，故粉塵粒子表面溫度急劇上升，使粉塵粒子加速分解或氣化，當(dāng)與空氣混合接觸時(shí)即可形成氣相點(diǎn)火，這樣粉塵中既有氣相也有固相，兩相同時(shí)存在燃燒時(shí)更加劇烈。當(dāng)然，靜電的積聚摩擦也形成點(diǎn)火源。當(dāng)粉塵濃度與空氣混合達(dá)到爆炸下限時(shí)遇到點(diǎn)火源即可燃燒，在初始燃燒時(shí)，由于粉塵與空氣混合較充分，粉塵即可爆炸，并以壓力波的方式釋放能量，所以常常把機(jī)械裝置中的粉塵吹出來(lái)，把地面上的粉塵層吹起，形成了飛揚(yáng)的粉塵云。這些粉塵云再被初始的爆炸的灼熱殘余物瞬間再次點(diǎn)燃，接著發(fā)生第二次爆炸，同時(shí)可產(chǎn)生空氣湍流。這次爆炸由于把大量的沉積的粉塵再次吹起，其爆炸的威力比初始爆炸大得多。粉塵的爆炸受到點(diǎn)火源的形成、最小點(diǎn)火能量和粉塵濃度等多種因素的影響，因此，粉塵爆炸是一個(gè)很復(fù)雜的過(guò)程。2 粉塵爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的劃分及溫度組別的確定粉塵種類(lèi)繁多，但歸結(jié)起來(lái)可分為爆炸性粉塵和可燃性粉塵。2．1 爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的劃分爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所是根據(jù)爆炸性或可燃性粉塵環(huán)境出現(xiàn)的頻度和持續(xù)時(shí)間而劃分的。根據(jù)我國(guó)標(biāo)準(zhǔn)GB12476．190將粉塵爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所劃分為10區(qū)、11區(qū)(見(jiàn)表1)。表1 危險(xiǎn)場(chǎng)所的劃分危險(xiǎn)場(chǎng)所10區(qū)11區(qū)爆炸性粉塵DTDT可燃性粉塵導(dǎo)電性粉塵DTDT非導(dǎo)電性粉塵DTDP注：DT—塵密型；DP—防塵型10區(qū)是在正常加工處理或清理過(guò)程中出現(xiàn)或可能出現(xiàn)的粉塵云或粉塵層與空氣混合能達(dá)到爆炸濃度的區(qū)。11區(qū)是未劃分為10區(qū)的場(chǎng)所，但在異常條件下，可以在該場(chǎng)所內(nèi)出現(xiàn)粉塵云或粉塵層與空氣混合能達(dá)到爆炸濃度的區(qū)。2．2 溫度組別的確定溫度組別是根據(jù)爆炸性和可燃性粉塵的粉塵云的點(diǎn)燃溫度和高溫表面堆積粉塵層的點(diǎn)燃溫度而確定的。根據(jù)IEC標(biāo)準(zhǔn)，防爆電氣設(shè)備最高表面溫度不允許超過(guò)該粉塵云與空氣爆炸性混合物點(diǎn)燃溫度的2/3，防爆 設(shè)備最高表面溫度應(yīng)低于粉塵層的粉塵悶燃溫度75K，而粉塵悶燃溫度在5mm的厚度測(cè)定的隨著粉塵層厚 度的加厚而溫度隨之增加。為了安全則進(jìn)一步降低設(shè)備表面的溫度，粉塵層在金屬外殼表面的厚度不應(yīng)超過(guò)5mm，應(yīng)經(jīng)常擦洗，見(jiàn)表2。表2 溫度組別的確定溫度級(jí)別點(diǎn)燃溫度/℃T11T≥270T12270≥T≥200T13200≥T≥150注：確定粉塵溫度組別時(shí)應(yīng)取粉塵云的點(diǎn)燃溫度和粉塵層的點(diǎn)燃溫度兩者之中的低值。3 粉塵防爆電氣設(shè)備外殼要求3．1 防止粉塵進(jìn)入電氣設(shè)備殼內(nèi)根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)GB12476．190粉塵防爆電氣設(shè)備的要求，可按外殼接合面的形式制成平面式、止口式、密 封式、螺紋式、圓筒式、曲路式以及幾種方式的組合。按限制粉塵進(jìn)入殼內(nèi)的能力來(lái)分為兩類(lèi)。一類(lèi)是塵密外殼：外殼的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)成隔塵結(jié)構(gòu)，粉塵不能進(jìn)入，外殼的防外物能力為6級(jí)；另一類(lèi)是防塵外殼：不能完全防止粉塵進(jìn)入，但進(jìn)入量不足以影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行，外殼防外物能力為5級(jí)。按GB420393準(zhǔn)試驗(yàn)，判定合格標(biāo)準(zhǔn)：“塵密外殼”殼內(nèi)無(wú)可見(jiàn)粉塵，“防塵外殼”殼內(nèi)可見(jiàn)微量粉塵，但不影響電氣設(shè)備的正常運(yùn)行。3．2 電氣設(shè)備材料的選擇防塵外殼要有足夠的強(qiáng)度以防止緊固接合面時(shí)受力破裂或變形，這就要求有一定的厚度，否則達(dá)不到密封要求。因此材質(zhì)可采用金屬（如鑄鐵、鋼、銅等），若用鋁合金時(shí)一定要控制含鎂量在0．5%（質(zhì)量比）以下。若體積小于2L時(shí)，可采用塑料材料制造外殼，普通塑料強(qiáng)度不夠，熱穩(wěn)定性也不好，不能滿(mǎn)