氮系阻燃剂粉尘爆炸特性研究

为了研究氮系阻燃剂的粉尘爆炸特性,选用德国VDI 2263-1-1990、美国ASTM E1226-12a和中国GB/T 16425—1996标准,测试双氰胺、三聚氰胺、氰尿酸三聚氰胺的粉尘可爆性,进一步研究了其爆炸特征参数。试验结果表明:根据VDI 2263-1-1990标准,双氰胺和三聚氰胺为可爆性粉尘,氰尿酸三聚氰胺为不可爆粉尘;根据ASTM E1226-12a和GB/T 16425—1996标准,3种物质均为可爆性粉尘。在粉尘层的最低着火温度测试中,3种物质均未燃烧;在燃烧等级测试中,3种样品均未传播燃烧;按照我国标准,双氰胺、三聚氰胺、氰尿酸三聚氰胺的最小爆炸质量浓度分别为60~70,40~50和40~50 g/m~3,最大爆炸压力分别为0.863,0.776和0.709 MPa,爆炸指数分别为11.41,7.25和6.23(MPa·m)/s,3种氮系阻燃剂的爆炸等级均为St 1。     

机械加工伴生粉尘爆炸危险性分析

为客观认识打磨、抛光、切削等不同机加过程中粉尘爆炸危险性,开发一种既使用哈特曼管也使用20 L球形爆炸测试装置改进的粉尘爆炸筛分测试方法。用此法对常见机加过程产生的85种铝及铝合金粉尘样品展开测试。分析不同加工方法对粉尘爆炸性的影响,使用X射线荧光法(XRF)分析粉尘在不同铝和铁含量下的爆炸性差异。利用热重分析-差示扫描量热法(TG-DSC)研究铝粉尘氧化程度和粉尘爆炸性的关系。研究表明:用所改进的方法,可将粉尘分为易爆、可爆、未爆等3类;抛光、打磨等机加过程粉尘爆炸危险性较高;各工业粉尘样品中易爆粉尘大多有40%以上铝含量或70%以上铁含量,可爆粉尘大多有40%以上铁含量;铝粉尘的爆炸危险与其氧化程度负相关,当单质含量小于5. 0%时铝粉尘已不再具有爆炸危险性。     

粉尘爆炸泄压面积计算及影响因素分析

随着涉粉行业各类企业数量的增长,以及粉尘爆炸产生的巨大危害,企业对粉尘泄爆、防爆越来越重视。在粉尘泄爆方面,泄爆装置的泄放面积影响最大泄爆压力,国内外不同标准的计算方法也有区别,因此针对不同标准的计算方法做出了比较并举例计算说明,为泄爆装置尺寸的选择提供理论依据。     

抛光铝粉爆炸及ABC粉体抑爆特性的实验研究

为研究抛光铝粉的爆炸危险和ABC粉体的抑爆特性，在对实验粉体粒径分布进行分析的基础上，采用20 L粉尘爆炸特性实验装置，分别对不同铝粉尘浓度、不同抑爆剂浓度条件下的爆炸特性参数进行测试。研究结果表明:在实验条件下，铝粉的爆炸下限为45 g/m3＜C＜60 g/m3；随铝粉浓度增加，爆炸烈度呈现出先增强后减弱的变化趋势，在浓度为400 g/m3时爆炸烈度最大。ABC抑爆剂能够有效抑制铝粉爆炸超压和爆炸反应进程，随着惰性粉体浓度的增加，抑制效果愈加明显，爆炸逐渐减弱。当ABC惰性粉体的质量占比增加到50%时，相较单一铝粉爆炸，反应过程时间由72 ms增加至785 ms，爆炸最大压力、最大压力上升速率分别下降了61.7%，89.5%；当ABC粉体质量占比为53%时，铝粉被完全惰化，未发生爆炸。     

1．2L Harttman管式与20L球型爆炸测试装置爆炸猛度实验研究

随着现代工业的发展，粉尘爆炸的危险性几乎涉及到所有的粉体工业部门，因此对粉尘爆炸危险场所进行危险性分析成为一种必然。粉尘爆炸的猛度参数是危险性分析的重要参数，反应了粉尘爆炸的猛烈程度，同时也是设计和选用泄爆、隔爆、抑爆等不同防爆技术方法的基础。然而，对于不同的测试装置所测得猛度参数有所不同。本文分别利用1．2L Haitmann管与20L球形爆炸装置对玉米淀粉的爆炸猛度参数进行了测试，并对相应结果进行了对比分析。     

关于粉尘云爆炸下限浓度的讨论

运用Ｓｉｗｅｋ２０升球形粉尘爆炸装置，通过对几种工业粉尘测试研究，发现粉尘最低爆炸下限浓度与燃烧持续时间有关。对于不同的粉尘，从压力一时间曲线中得出的最大持续时间与利用ＩＥＣ标准测定的爆炸下限浓度相接近。依据实验结果，提出了一种新的判据。     

气体、粉尘爆炸灾害及其安全技术

对可燃性气体、蒸汽、粉尘的爆炸特性及其抑爆、隔爆安全技术进行了系统的研究 ,并对常见的可燃性气体、蒸汽和粉尘的各种爆炸特性参数和气体抑爆安全技术参数进行了实验测定。根据实验测定结果得到的结论对这种可燃性物质的安全应用具有重要的参考价值     

基于改进云模型-IAHP的涉爆粉尘企业安全风险评估

为了评估涉爆粉尘企业安全风险，克服传统评估过程中数据随机性和模糊性的缺陷，建立了基于云理论和区间层次分析法(IAHP)的涉爆粉尘企业安全风险评估模型。针对粉尘爆炸事故的特点构建涉爆粉尘企业安全风险指标体系，使用云理论为主客观指标赋值，采用IAHP确定各指标权重并引入可能度修正权重结果，基于改进的云合并算法整合计算结果，以综合评估企业粉尘爆炸风险，并将该模型应用于某金属加工企业。研究结果表明:该企业的粉尘爆炸风险处于一般水平，其工人安全意识薄弱、防尘及防爆措施不完善、生产布局和管理不规范等原因导致了该企业的风险，该模型评估结果与实际情况相符，为提高企业安全管理水平提供依据。     

铝粉爆炸无火焰泄压技术及装备研究

为有效防止粉尘爆炸泄爆引起的二次爆炸及火灾问题，基于泄压理论、消火机理，设计开发无火焰泄压装置，装置主要由消火结构、底座、爆破片及夹持机构组成，消火结构由不锈钢金属丝网组成。选择铝粉尘为测试粉尘，通过自建除尘系统试验平台进行试验研究。结果表明:无火焰泄压装置可成功阻止火焰传播，装置释放的冲击波在5 m外均小于5 kPa，除尘系统内部最大泄爆压力为0.1 MPa，装置前端火焰传播速度均大于100 m/s。     

1.2L Harttman管式与20L球型爆炸测试装置

随着现代工业的发展,粉尘爆炸的危险性几乎涉及到所有的粉体工业部门,因此对粉尘爆炸危险场所进行危险性分析成为一种必然.粉尘爆炸的猛度参数是危险性分析的重要参数,反应了粉尘爆炸的猛烈程度,同时也是设计和选用泄爆、隔爆、抑爆等不同防爆技术方法的基础.然而,对于不同的测试装置所测得猛度参数有所不同.本文分别利用1.2L Hartmann管与20L球形爆炸装置对玉米淀粉的爆炸猛度参数进行了测试,并对相应结果进行了对比分析.     

障碍物对瓦斯煤尘爆炸火焰传播规律的影响

为了进一步探究瓦斯煤尘耦合爆炸火焰的传播规律,用自行搭建的半封闭垂直管道爆炸试验系统,研究障碍物对瓦斯煤尘耦合爆炸火焰传播规律的影响。研究结果表明:障碍物能显著提高瓦斯煤尘爆炸火焰的传播速度,其加速机理主要是障碍物诱导的湍流区会促进火焰的传播;火焰在传播过程中的加速度不是一直增加,随着火焰速度的增加会出现上下波动;煤尘的加入会使瓦斯爆炸产生的火焰传播速度显著增大及速度的最大值距离点火端较远;通过障碍物时爆炸产生的火焰形状发生较大的改变,出现拉伸和褶皱现象。     

CO2-超细水雾对瓦斯/煤尘爆炸抑制特性研究

为了解CO2-超细水雾对瓦斯/煤尘爆炸抑制特性，用自行搭建的实验系统，从超压、火焰传播速度和火焰结构3个方面研究了CO2-超细水雾形成的气液两相介质对9.5%瓦斯/煤尘复合体系爆炸的抑爆效果、影响因素与原因。研究结果表明:随着CO2体积分数和超细水雾质量浓度的增加，爆炸火焰最大传播速度、爆炸超压峰值均出现明显下降，火焰到达泄爆口时间显著延迟；尤其当CO2体积分数达到14%与超细水雾的共同抑爆效果凸显，瓦斯/煤尘复合体系爆炸超压的“震荡平台”消失，同时火焰结构呈现“整体孔隙化”。所得结论为煤矿井下高效防爆抑爆技术进行了完善和增强。     

氢氩混合气（5%∶95%）在空气中可爆性实验研究

为研究氢氩混合气（5%∶95%）在空气中爆炸时所对应氢、氧极限含量,按照爆炸性测试标准EN 1839—2017,测试氢氩混合气在与空气的总混合气体中不同占比时的可爆性。研究结果表明:氢氩混合气（5%∶95%）在总混合气体中体积分数为76.018%~86.029%时,总混和气体具有爆炸危险性,与之对应能够发生爆炸的最低氢气体积分数为3.8%,最低氧气体积分数为2.93%,不具有爆炸性的最高氧含量为2.72%,该值较ISO 10156—2017《气体和气体混合物-气瓶阀口选择用潜在燃烧性和氧化能力的测定》中规定的极限氧含量低,研究结果可为氢氩气与空气的混合气体爆炸事故预防提供新的参考。     

含弱约束端面直角管道汽油蒸气爆炸及七氟丙烷抑爆研究*

为研究七氟丙烷对汽油蒸气爆炸抑制作用,搭建含弱约束端面直角管道汽油蒸气爆炸抑制实验系统,开展汽油蒸气爆炸实验研究,并与喷入七氟丙烷抑爆介质进行对比,分析爆炸超压值、火焰强度值和火焰传播速度等爆炸特性参数变化情况。结果表明:在1.3%,1.5%和1.7%汽油蒸气体积分数下,不加抑爆介质时,爆炸超压值、火焰强度和火焰传播速度随着汽油蒸气体积分数的升高而增大;将七氟丙烷作为抑爆介质喷入时,爆炸超压峰值分别下降91.06%,34.57%和50.92%,火焰强度降幅达到99.83%,火焰传播速度几乎降为0,火焰持续时间随之缩短几乎为0,七氟丙烷具有良好的阻隔防爆效果。     

超细CaCO3惰化剂对铝合金抛光伴生粉尘爆炸的防控效果*

为探究超细粉体惰化剂对铝合金抛光伴生粉尘爆炸特性的影响规律,利用标准化实验装置及自行搭建的实验平台,在对爆炸基本参数进行测试的基础上,分别研究超细CaCO3粉体对抛光废弃物粉尘点燃敏感度的钝化作用以及对爆炸火焰传播进程的惰化效果,并在相同条件下与同等粒径高纯度铝粉的实验效果进行比对。研究结果表明:铝合金抛光废弃物粉尘最小点火能量为280 mJ,而同等粒径高纯度铝粉最小点火能量为35 mJ;在铝合金抛光废弃物粉尘质量浓度为300 g/m3条件下,发生爆炸的火焰传播速度峰值为7.4 m/s,约为高纯度铝粉的57%,铝合金抛光废弃物粉尘的爆炸敏感度及猛烈度均低于高纯度铝粉;当超细CaCO3粉体的惰化比为30%时,可将铝合金抛光废弃物粉尘的最小点火能量钝化至约1 J,爆炸火焰失去持续传播能力,惰化作用效果充分显现。     

不同含水率煤尘在瓦斯爆炸诱导下爆炸传播规律研究

为了探究不同含水率煤尘在瓦斯爆炸诱导下的爆炸传播规律,利用自行搭建的直管瓦斯爆炸诱导煤尘二次爆炸实验系统,从冲击波压力和火焰传播速度2个方面,研究了不同含水率沉积煤尘在瓦斯爆炸诱导下的爆炸传播规律和原因。研究结果表明:当煤尘含水率小于40%时,管道内沉积煤尘会在瓦斯爆炸诱导下产生二次爆炸,同时沉积煤尘总量一定时,沉积煤尘二次爆炸产生的冲击波超压峰值和火焰传播速度随着煤尘含水率的增加先增大后减小;当沉积煤尘含水率为20% 时,煤尘二次爆炸产生的冲击波超压峰值、火焰传播速度峰值达到最大值,分别为1.657 MPa和468.060 m/s;当沉积煤尘含水率大于40%时,沉积煤尘无法产生二次爆炸,此时爆炸产生的威力小于单一瓦斯爆炸,火焰传播速度衰减较无煤尘的瓦斯爆炸更快,沉积煤尘起到抑制瓦斯爆炸传播的作用。研究结果可以为防治煤尘二次爆炸提供理论依据。     

混合金属粉尘爆炸最小点火能量影响因素研究*

为探究混合金属粉尘爆炸危险性及与单一粉体爆炸特性差异，确保车间安全生产，采用粉尘云点火能量测试系统对车间混合金属粉尘及铝粉最小点火能量在不同影响因素下的变化规律及2种粉尘火焰变化特征进行测试。研究结果表明:混合金属粉尘和铝粉最小点火能量在一定范围内（38~96 μm）与粒径呈正相关性，当混合金属粉尘粒径大于75 μm时，所需最小点火能量大于1 000 mJ，其爆炸敏感性迅速降低，此时铝粉仍有较强爆炸敏感性；2种粉尘最小点火能量随质量浓度增加呈先降低后升高的趋势，最小点火能分别为295，15 mJ，对应的敏感质量浓度为600，1 000 g/m3，混合金属粉尘在质量浓度为500~700 g/m3时具有较大爆炸危险性；同铝粉相比，混合金属粉尘点火能量更高、火焰燃烧时间更短、火焰高度更低、爆炸剧烈程度更弱。     

瓦斯煤尘爆炸特性及抑爆方法研究进展

为探究瓦斯煤尘爆炸特性及抑爆机理,本文通过一系列实验,研究瓦斯、煤尘爆炸的速度和温度等特征,提出利用图像相关系数法和辐射测温原理计算火焰传播速度及温度场变化,定量分析影响煤尘爆炸的因素以及产物变化规律,揭示煤尘爆炸的宏微观机制。结果表明:火焰分形维数可以用来反应瓦斯爆炸强度,即当分形维数更接近2.2937时爆炸反应最为强烈,其爆炸过程中自由基最终生成浓度与CH 4初始浓度呈倒U型关系;当量比对煤粉火焰爆炸压力及速度也有一定影响,在最佳当量比的2倍左右时可以达到最大爆炸压力和最大火焰传播速度。另外本文亦采用泡沫陶瓷对瓦斯的多次爆炸和连续爆炸进行抑爆,发现不同厚度和孔隙的泡沫陶瓷具有不同的抑制效果,孔隙较大的泡沫陶瓷对爆炸能量有较好的抑制作用。     

Study of the influence of melamine polyphosphate and aluminum hydroxide on the flame propagation and explosion overpressure of aluminum magnesium alloy dust

When aluminum magnesium alloy dust floats in the air, a certain ignition energy can easily cause an accidental explosion. To prevent and control the occurrence of accidental explosions and reduce the severity of accidents, it is necessary to carry out research on the explosion suppression of aluminum magnesium alloy dust. This paper uses a vertical glass tube experimental device and a 20 L spherical explosive experimental device to carry out experimental studies on the suppression of the flame propagation and explosion overpressure of aluminum magnesium alloy dust with melamine polyphosphate (MPP) and Al(OH)₃. With increasing MPP and Al(OH)₃ concentrations, the flame brightness darkened, the flame velocity and propagation distance gradually decreased, and P_max and (dp/dt)_max decreased significantly. When the amount of MPP added reached 60%, the flame propagation distance decreased to 188 mm, which is a decrease of 68%, and the explosion overpressure decreased to 0.014 MPa, effectively suppressing the explosion of aluminum magnesium alloy dust. The experimental results showed that MPP was more effective than Al(OH)₃ in inhibiting the flame propagation and explosion overpressure of the aluminum magnesium alloy dust. Finally, the inhibitory mechanisms of the MPP and Al(OH)₃ were further investigated. The MPP and Al(OH)₃ endothermic decomposition produced an inert gas, diluted the oxygen concentration and trapped active radicals to terminate the combustion chain reaction.