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机械制造厂爆炸案例分析,机械厂事故案例分析

发布时间:2024-06-05 23:39:02 机械制造 0次 作者:装备制造资讯网

大家好,今天小编关注到一个比较有意思的话题,就是关于机械制造厂爆炸案例分析的问题,于是小编就整理了1个相关介绍机械制造厂爆炸案例分析的解答,让我们一起看看吧。

为什么面粉颗粒达到一定浓度,遇到一丝明火,也会发生爆炸?

先给你看一个案例:2010年2月24日16时许,河北省秦皇岛骊骅淀粉股份有限公司淀粉四车间发生爆炸。昨天下午2时30分,该事故已造成19人死亡,49人受伤(其中8人重伤)。专家现场初步分析,事故原因可能是车间粉尘爆炸所致。事故地点为该公司4号车间包装工段,4号车间建造时间为2000年,建筑结构为排架结构,建筑面积为6182.4平方米,高19米,长87米,宽48.5米,主体1层,部分3层。3号车间和4号车间的淀粉乳在该车间干燥和包装,从该车间输出成品。秦皇岛骊骅淀粉股份有限公司系农业产业化国家重点龙头企业、中国淀粉行业糖行业前20强企业、中国食品行业百强企业,是中国淀粉及淀粉糖行业中生产能力最大、经济效益最好的重点骨干企业之一。现有员工3330人,总资产10亿元。

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粉尘爆炸,一个熟悉而又陌生的名字,在人类历史上,粉尘爆炸伴随着工业化的进展而越来越频繁。最先一波爆炸,都出现在较为发达的工业化国家,比如美国、英国、日本。其实,在我国发生粉尘爆炸的案例有多起,是有血的教训。

一、燃烧与爆炸的三要素

可燃物、氧化剂和点火源,称为燃烧三要素,爆炸是剧烈燃烧,爆炸是能量(物理能、化学能或核能)在瞬间迅速释放或急剧转化成机械功和其它能量的现象。一般说来,爆炸现象具有以下特征:

(1)爆炸过程进行得很快;

(2)爆炸点附近压力急剧升高,多数爆炸伴有温度升高;

(3)周围介质在压力作用下产生振动或受到机械破坏;

(4)由于介质振动而产生声响。

其中,压力急剧升高是爆炸现象的最主要特征。

造成爆炸的条件是:(1)温度;(2)压力;(3)爆炸物的浓度。也即爆炸的三要素:反应的放热性、反应过程中的高速度和生产大量的气体产物。

燃烧是一个剧烈快速氧化过程,这个过程需要三个要素,可燃物,氧气,温度。面粉是有机物,可燃,飘浮于空气中,氧气充足,一旦点燃,小部分燃烧放出热量,在小空间内温度骤升,达到面粉的燃烧点,面粉完全燃烧,瞬间释放巨大能量,空气膨胀,爆炸就发生了,放在一起的面粉点燃是不会爆炸的,因为燃烧太慢,炭硫硝放在一起,就可以满足这个条件,就会爆炸,这就是炸药了,我们的祖宗发明的黑火药。

面粉导致的爆炸事故常有发生,一般发生于环境较为局限的面粉加工厂和空间较小的小饭店。面粉粒径很小,分散在空气中和氧气的作用十分迅速,是爆炸的原因。

面粉爆炸只是粉尘爆炸的一种,粉尘爆炸是指可燃性粉尘(面粉、煤粉等)或者是可以和氧气发生较为迅速的氧化还原反应的粉尘(铝粉),较为均匀地扩散在空气中,有刺激燃烧等化学反应迅速发生的明火、高温、电火花等因素时导致的剧烈爆炸。面这东西为了便于食用和加工,一般粉颗粒很小,如果分散在空气中面粉周围则充满了充足的氧气,遇到明火的时候,在充足氧的供应下面粉就会迅速地燃烧,并且持续引发周围飘荡着的面粉的燃烧,形成了迅速的连锁反应,短时间产生了大量的热,使得空间内的气体迅速膨胀,于是就形成爆炸。而且面粉粒径越小,面粉颗粒中充斥的氧气就能更迅速地使面粉燃烧,爆炸也更剧烈一些。在一些空间较为局限的小饭馆内,有时候也因为在明火旁倾倒面粉等导致的爆炸事故。

粉尘爆炸通常发生在空气中的可燃性粉尘在爆炸极限之内,爆炸极限有上限和下限,上限是指可能发生粉尘爆炸的最高浓度,高于这个浓度的时候,可燃性粉尘抢夺氧气,难以形成充分的燃烧,产热等效果较为有限,而且空气中的氧气可供应的燃烧也更有限一些,难以造成爆炸,爆炸下限之下的粉尘浓度,会因为粉尘过于分散,难以形成连锁的粉尘燃烧,也难以发生爆炸。面粉的燃点是低于火焰的温度的,所以如果空气中的面粉浓度在上限和下限之间,只要有明火就会引起迅速的面粉燃烧,加上环境比较局限,气体急速的膨胀结果就是爆炸。而且粉尘爆炸也常发生多次爆炸,是因为第一波爆炸激起的粉尘再次爆炸。

粉尘爆炸在很多工业场所时常有发生,近现代的为了保护工人的健康和生命安全,一般都需要在工作场所设置除尘的措施,一方面是避免工人吸入太多粉尘导致肺部疾病,一方面也是为了防止粉尘爆炸等事件的发生。

“为什么面粉颗粒达到一定浓度,遇到一丝明火,也会发生爆炸?”首先来说,面粉是一种有机混合物主要由碳、氢元素构成,自身也是可燃物,当颗粒状的面粉分散在空气中后,面粉本身和氧气的接触面积大大增加,当空气中面粉浓度达到一定程度后遇到明火往往会发生剧烈的燃烧爆炸反应。

粉尘爆炸是指在有限空间内可燃粉尘与空气混合后,当可燃粉尘的浓度达到爆炸下限后,在点火源的作用下会发生剧烈的燃烧,并释放出大量的能量,从而引起气体体积膨胀爆炸。由粉尘爆炸的定义可知,粉尘爆炸需要满足至少三个条件,既粉尘具有可燃性、与空气混合后达到爆炸极限、需要点火源触发。

面粉是小米或者玉米等农作物经过研磨后的产物,也是人类身体获取能量的主要物质,面粉主要由蛋白质、脂肪、碳水化合物等各类有机物组成,其自身也是可燃的。如下图所示:

虽然面粉是可燃物,但是为什么只有漂浮在空气中后才有可能造成爆炸呢?这是因为面粉飘散到空气中后,面粉和空气的接触面积相对于块状面粉来说大大增加了,从而使更多的氧气参与到面粉的燃烧中来,大大增加了面粉的燃烧速率。但是如果空气中面粉的浓度非常低,也是无法产生爆炸效果的,这是因为当我们用点火源点燃空气中漂浮的面粉微粒后,由于面粉浓度较低,燃烧的面粉微粒无法通过自身的能量去点燃周围的面粉微粒,所以粉尘类爆炸是有浓度下限的,面粉的浓度下限大约为60g/m³。

能造成粉尘爆炸的物质不仅仅有面粉,一些我们日常生活中看起来根本不会燃烧的金属在粉末状态下也有可能发生燃烧爆炸。这是因为和大块的金属相比,体积较小的粉末状态金属具有较高的表面能,更容易通过理化反应将自身的能量释放出来。我们知道把块状的物体变成更细小的粉末颗粒需要进行粉碎,而粉碎实际上就是以搅拌、破碎等形式输入能量来破坏物体内部化学键的过程,所以把一块铁变成铁粉后,虽然质量没有发生变化,但是其拥有的总能量却变大了,这也相当于把能量储存在增加的物质表面积上,所以也被称为“表面能”。根据能量最低原理,粉末状态的铁相较于铁块来说是不稳定的,也更容易通过理化反应释放能量。

从上文我们可知,引发粉尘爆炸需要至少三个条件,既粉尘具有可燃性、达到爆炸极限,以及存在点火源,因此对于预防粉尘爆炸也应该从这三个方面来采取措施,但是显而易见我们对于粉尘的性质往往是无法避免的,起码我们不能用石灰去加工面粉吧,况且石灰也可以引发粉尘爆炸,所以在实际生产生活中,往往从爆炸极限和点火源两个方面来采取防范措施。

粉尘的爆炸极限分为上限和下限,通常而言粉尘爆炸的上限值非常大,在实际生产生活中并无太大意义,因此对于粉尘爆炸来说,其下限值越低也就代表危险性越大。粉尘爆炸下限是指在空气中,遇到点火源后能引发爆炸的最低粉尘浓度,通常单位为g/m³。除了粉尘自身的性质外,影响粉尘下限的因素包括粉尘体积的大小和氧气浓度以及物质的可燃挥发分含量。综上所述,降低粉尘浓度是避免粉尘爆炸的有效途径,在实际生产中,可以通过安装除尘系统来降低空气中的粉尘浓度,使其达不到爆炸下限,对于非金属类粉尘,可以通过定期喷洒水雾来消除悬浮粉尘,从而保证安全生产。

在控制点火源方面,实际生产过程中应该避免明火、工作人员在进入含有粉尘车间前必须要进行除静电操作等。

综上所述,面粉本身也是一种可燃物,当面粉飘散到空气中后,面粉和空气的接触面积相对于块状面粉来说大大增加了,从而使更多的氧气参与到面粉的燃烧中来,大大增加了面粉的燃烧速率,一旦遇到明火往往容易发生粉尘爆炸。

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