粉尘爆炸是一个非常复杂的过程，影响因素很多，目前机理尚不清楚。粉尘爆炸特点主要有：燃烧速度和爆炸压力上升速度比气体爆炸要小，但是燃烧时间长，产生能量大，破坏程度严重；发生爆炸时，有燃烧粒子飞出，如果飞到可燃物和人身上会造成严重烧伤；如果有静止堆积粉尘容易引起二次爆炸；爆炸燃烧不完全，燃烧气体含有大量一氧化碳，会引起中毒。 淀粉包装工段，特别是包装秤和淀粉筛的工作场所，经常出现空气和淀粉粉尘混合的粉尘云，有很高的粉尘爆炸危险性。为了便于在生产设计中采取有利措施防止粉尘爆炸或减少爆炸损失，特别是对于爆炸危险环境电气设计和电气设备的选择，对淀粉包装的危险场所划分是很有必要的。经淀粉输送系统，进入缓冲仓，根据需要可以加淀粉震动筛，筛后淀粉进入包装系统，包装好的成品淀粉最后送入成品库。 根据最新国家标准GB 12476．3—2007《可燃性粉尘环境用电气设备 第3部分：存在或可能存在可燃性粉尘的场所分类》，对淀粉包装工段进行爆炸危险场所划分，划分程序如下： 第一步首先确定淀粉粉尘特性。淀粉粉尘属于非导电可燃性粉尘。淀粉粉尘以极其细微的固体颗粒悬浮于空气中，表面上吸附了空气中的氧，粉尘的颗粒越细，氧就吸附得越多，越易发生爆炸。一般粉尘越细，越干燥，燃点越低，危险性就越大。淀粉粉尘云(淀粉粉尘／空气混合物)的引燃温度为410℃—430℃。1 淀粉包装工段爆炸场所分类 目前国内淀粉包装工艺一般是干燥后的淀粉 表1 淀粉粉尘爆炸特性
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粉尘类型
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平均粒径μm
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爆炸下限浓度
g/m3
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最大爆炸压力
MPa
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爆炸指数Kmax MPa(m/s)
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危险等级
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玉米淀粉
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7
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-
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1.03
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20.2
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St2
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玉米淀粉
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<10
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-
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1.02
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12.8
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St1
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玉米淀粉
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16
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60
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0.97
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15.8
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St1
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大米淀粉
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18
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60
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0.92
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10.1
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St1
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大米淀粉
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18
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50
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0.78
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19.0
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St1/ St2
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在实际生产中，淀粉粉尘的浓度应远低于爆炸下限值。如果按照标准GBZ2．1—2007工作场所有害因素职业接触限值第一部分：化学因素，生产车间中淀粉粉尘浓度应小于4mg／m3，此浓度远小于淀粉的爆炸限值。 第二步确定粉尘释放源。粉尘释放源是能向大气环境中释放可燃性粉尘的地点或粉尘层，包括能够扩散形成粉尘云的粉尘层。淀粉正压气流输送系统输送管道连接处，震动筛，包装秤，缓冲仓在正常生产时都有可能向周围环境释放淀粉粉尘的可能性，为粉尘释放源。 第三步，确定释放源释放的可能性。不是每一个淀粉粉尘源都会释放淀粉粉尘形成粉尘云，要依据现场情况，例如淀粉缓冲仓正常生产时内部存在淀粉，但是不会向周围释放淀粉粉尘。震动筛，包装秤在生产过程中很容易释放粉尘，在震动筛和包装秤周围可能形成粉尘云。淀粉气流输送系统输送管道连接处在生产过程中可能偶尔释放淀粉粉尘，如果采用负压输送，管道连接处释放淀粉粉尘的可能性就很小。 爆炸危险区域的划分，要根据粉尘释放源及其释放可能性，其原则见表2(根据国家标准GB12476．3—2007)。 表2 可燃粉尘存在情况与区域代号
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可燃粉尘存在情况
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粉尘云场所得区域分类
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粉尘云连续存在：粉尘云持续存在或预计长期或短期经常出现的场所
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20
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1级释放：在正常运行时，预计可能偶尔释放可燃粉尘的释放源
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21
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2级释放：在正常运行时，预计不可能释放可燃性粉尘，如果释放，也仅是不经常并且短期释放的释放源
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22
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包装秤、震动筛的周围区域，如果连续出现粉尘云应划为20区，但是在生产场所20区是不允许出现的，采取措施后，例如设置吸风罩，增加通风除尘系统，把粉尘云控制在吸风罩内区域，可以降低包装秤和淀粉震动筛周围区域危险等级，划分为21区。正常生产时震动筛、包装秤、气流输送风机、缓存仓内部会有粉尘云，可以划分为20区。淀粉气流输送系统和通风除尘系统外部区域周围可以划分为22区，但是如果系统密封性不好，出现连续的粉尘云，要提高危险区划分等级。淀粉包装车间内如果存在比较厚的粉尘层，出现事故会形成粉尘云，应划分为爆炸危险区，如果车间内采取很好的除尘设置，并且及时清理，没有粉尘积累，则该区域就不属于爆炸危险区。2 防止淀粉包装粉尘爆炸的原则 淀粉粉尘的爆炸有很大的危害性，因此应以安全第一，预防粉尘爆炸为主，尽量减少爆炸带来的损失。可燃粉尘爆炸应具备三个条件，即粉尘本身具有爆炸性；粉尘必须悬浮在空气中并与空气混合到超过爆炸浓度极限；存在足以点燃淀粉粉尘混合物的火花、电弧或者高温。根据粉尘爆炸的条件，防止淀粉粉尘爆炸基本原则有以下几点，①防止淀粉粉尘／空气爆炸混合物的形成；②严格控制足以点燃淀粉粉尘混合物的火花、电弧或者高温，③设置泄压设施，爆炸开始就及时泄出压力，④切断爆炸传播途径，防止二次爆炸，⑤减弱爆炸压力和冲击波对人员、设备和建筑的损坏，⑥检测报警。 根据以上淀粉粉尘防爆原则，在设计、生产中采取相应措施预防粉尘爆炸。3 淀粉包装设计阶段防爆措施3．1 电气设计与安装 根据粉尘爆炸危险场所的划分，选择相应的防爆电气设备。21区的动力设备，其电机采用尘密结构的粉尘防爆电机，防爆标志为DIP A21，防护等级为IP6X，其动力控制柜应移至防爆区外布置。22区的动力设备，其电机采用防尘结构的粉尘防爆电机，防爆标志为DIP A22，防护等级为IP5X。电气控制箱、照明灯具等电气设备也应该按照所在区域选择相应防护等级的设备。21区一般不允许设电源插座，22区在采取密封保护措施后可设少量电源插座。 爆炸性粉尘区域为了防止静电应采取必要的接地措施。所有进入爆炸危险区的金属管道、金属栈桥等在其进口处需要接地，并进行静电跨接。区域内的电气设备不带电的金属外壳均应接地、电缆穿管及金属管道与接地干线相连。所有工艺设备及管道应至少有一点接地。所有用电设备外漏可导电部分，如照明箱及导线管等均应良好接地。3．2 工艺设计 淀粉干燥后采用气流输送，这是一个输送和冷却的过程，可以降低淀粉温度。在工艺条件允许的情况下，尽量把产生粉尘的设备集中布置，可以缩小爆炸危险范围，降低设防的成本。淀粉缓存仓可以布置在楼顶，露天布置。在淀粉进入包装工段前加磁铁，防止铁器进入，与设备碰撞产生火花。输送淀粉的管道静电跨接，并接地，这样可以防止静电在管道上的积聚，降低静电引起爆炸的可能性。 设置吸风除尘罩，淀粉包装秤和震动筛都有固定的产生粉尘的地方，在产生粉尘的地方加吸尘罩，在产尘点周围形成负压，把产生的粉尘吸走，降低在工作场所产生粉尘云的可能性。
3．3 车间建筑设计
淀粉包装车间宜采用敞开或半敞开式，其承重的梁为钢筋混凝土或钢框架，排架结构。如果条件允许宜独立设置，但是实际设计中，为了节省投资和空间，包装车间与其他工段设置在同一建筑物中。为了保护其他工段，减少爆炸损失，可以设置泄压设置和防爆墙。泄压设施如易于泄压的门窗、轻质墙体等。防爆墙把有爆炸危险的区域与其他工段隔离开，特别是有人员更衣室、休息室和电气操作室的区域。玉米淀粉的最大爆炸压力可以达到1．03MPa，防爆墙设计若按抗最大爆炸压力很不经济，所以设汁要考虑泄爆压力，爆炸概率、泄压面积、建筑物结构等因素，设计合适经济的防爆墙。爆炸危险区应采用不发生火花的地面，防范明火的产生。
4、淀粉包装生产中的防爆措施
在生产中也应该重视预防粉尘爆炸的发生。建立安全生产责任制度，明确安全生产责任。建立群防群治制度．激发每一个员工的安全责任感。要加强生产现场管理，减少因操作引起的生产事故，如定期清理积尘，爆炸危险区工作的人员禁止穿钉鞋、穿带静电的衣服，在粉尘爆炸危险区域禁止明火作业，例如电焊、弧焊，切割等作业。定期对员工进行粉尘爆炸的安全教育，提高安全意识，增加安全知识和技能。5、结论 根据国家标准GB 12476．3—2007的粉尘爆炸危险场所划分原则和步骤，对淀粉包装工段的生产场所进行危险区域划分。震动筛、包装秤、气流输送风机、缓存仓内部可以划分为20区。包装秤、震动筛的周围区域可划分为21区。淀粉气流输送系统和通风除尘系统外部区域周围可以划分为22区。但是如果工艺发生变化或者由于设备的磨损，粉尘的释放情况发生变化，危险区域的划分也要变化。根据危险区域划分，对淀粉包装工段进行电气设计，选择相应的电气设备预防粉尘爆炸。为了预防粉尘爆炸和减少粉尘爆炸的损失，除了从电气设计方面，还要从工艺设计、车间建筑设计、生产等方面采取措施。
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