粉塵防爆知識(shí)考核試卷及答案一、單項(xiàng)選擇題（每題1分，共20分。每題只有一個(gè)正確答案，請(qǐng)將正確選項(xiàng)字母填入括號(hào)）1.在GB155772018《粉塵防爆安全規(guī)程》中，對(duì)“粉塵爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所”定義為（）。A.存在可燃粉塵且可能出現(xiàn)爆炸性粉塵環(huán)境的場(chǎng)所B.存在任何粉塵的場(chǎng)所C.僅存在導(dǎo)電粉塵的場(chǎng)所D.粉塵層厚度超過(guò)0.2mm的所有場(chǎng)所答案：A解析：標(biāo)準(zhǔn)3.1條明確指出“粉塵爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所”必須同時(shí)滿足“存在可燃粉塵”和“可能出現(xiàn)爆炸性粉塵環(huán)境”兩個(gè)條件，與粉塵是否導(dǎo)電、層厚無(wú)關(guān)。2.下列粉塵中，爆炸敏感性最低的是（）。A.鋁粉（D50=5μm）B.聚乙烯粉（D50=50μm）C.木粉（D50=200μm）D.玉米淀粉（D50=15μm）答案：C解析：爆炸敏感性與粒徑成反比，粒徑越大，最小點(diǎn)火能量（MIE）越高。200μm木粉MIE普遍大于100mJ，遠(yuǎn)高于其余三種。3.20L球形爆炸罐試驗(yàn)中，判定“St1級(jí)粉塵”的最大爆炸壓力上升速率（dp/dt）max上限為（）MPa·m·s?1。A.30B.50C.80D.100答案：B解析：依據(jù)ISO61841分級(jí)，St1級(jí)(dp/dt)max≤50MPa·m·s?1；St2為50–100；St3＞100。4.采用“隔爆閥”作為爆炸隔離措施時(shí)，其安裝位置應(yīng)滿足閥門動(dòng)作后（）內(nèi)完全關(guān)閉。A.10msB.25msC.50msD.100ms答案：B解析：EN16447要求隔爆閥在探測(cè)到爆炸后25ms內(nèi)完全關(guān)閉，以阻止火焰?zhèn)鞑ァ?.對(duì)粉塵云最低著火溫度（MIT）測(cè)試，下列哪項(xiàng)操作會(huì)導(dǎo)致測(cè)試結(jié)果偏高（）。A.使用GodbertGreenwald爐，噴粉壓力0.1MPaB.爐壁溫度梯度控制在±5℃C.噴粉延遲時(shí)間設(shè)定為0.5sD.粉塵水分含量由5%降至0.5%答案：D解析：水分降低使粉塵更易著火，實(shí)測(cè)MIT值降低；其余選項(xiàng)均為標(biāo)準(zhǔn)操作，不影響偏高。6.某車間采用正壓通風(fēng)防爆，其正壓值應(yīng)不低于（）Pa。A.25B.50C.75D.100答案：B解析：GB500582014第5.3.6條要求正壓型電氣房間保持≥50Pa，防止外部粉塵進(jìn)入。7.粉塵層最低著火溫度（LIT）與粉塵云最低著火溫度（MIT）的關(guān)系通常為（）。A.LIT＞MITB.LIT＝MITC.LIT＜MITD.無(wú)固定規(guī)律答案：A解析：層狀散熱差，熱量易積聚，故LIT普遍比MIT高50–250℃。8.下列惰化氣體中，對(duì)鎂粉惰化效率最高的是（）。A.N?B.CO?C.HeD.Ar答案：D解析：Ar為單原子氣體，比熱低，冷卻效果優(yōu)于N?、CO?，且不與高溫鎂反應(yīng)。9.爆炸泄壓口面積計(jì)算公式中，與“Pred”含義對(duì)應(yīng)的是（）。A.最大爆炸壓力B.泄壓后殘余壓力C.設(shè)備設(shè)計(jì)強(qiáng)度D.環(huán)境大氣壓答案：B解析：Pred即ReducedExplosionPressure，泄壓后設(shè)備內(nèi)允許最高壓力。10.采用旋轉(zhuǎn)閥作隔爆裝置時(shí)，其葉片與殼體間隙應(yīng)不大于（）mm。A.0.1B.0.2C.0.3D.0.5答案：B解析：GB155772018附錄C規(guī)定間隙≤0.2mm，防止火焰通過(guò)。11.粉塵爆炸五要素中，不包括（）。A.可燃粉塵B.點(diǎn)火源C.密閉空間D.濕度答案：D解析：五要素為：可燃粉塵、分散懸浮、合適氧濃度、點(diǎn)火源、密閉空間，濕度為抑制因素而非要素。12.某粉倉(cāng)設(shè)置爆炸泄壓管，其長(zhǎng)度超過(guò)（）倍管徑時(shí)，需考慮泄壓效率修正系數(shù)。A.2B.3C.5D.10答案：C解析：VDI3673指出，當(dāng)泄壓管長(zhǎng)徑比＞5時(shí)，泄壓效率顯著下降，需引入修正系數(shù)λ。13.粉塵云最小爆炸濃度（MEC）測(cè)試時(shí)，判定“爆炸”的標(biāo)準(zhǔn)為爆炸壓力≥（）bar。A.0.5B.1.0C.1.5D.2.0答案：B解析：ASTME1515規(guī)定，20L罐內(nèi)爆炸壓力≥1.0bar（表壓）視為有效爆炸。14.下列點(diǎn)火源中，屬于“機(jī)械火花”的是（）。A.靜電放電B.摩擦熱C.金屬撞擊火花D.電氣弧光答案：C解析：金屬撞擊產(chǎn)生可見(jiàn)火花，屬機(jī)械火花；靜電放電為電火花；摩擦熱為高溫表面；電氣弧光為電弧。15.粉塵爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分中，Zone20定義為（）。A.持續(xù)存在爆炸性粉塵云B.偶爾存在C.僅異常時(shí)存在D.不存在答案：A解析：IEC60079102定義Zone20：持續(xù)、長(zhǎng)時(shí)間或頻繁出現(xiàn)爆炸性粉塵云。16.采用“爆炸抑制系統(tǒng)”時(shí)，其探測(cè)器響應(yīng)時(shí)間應(yīng)≤（）ms。A.1B.5C.10D.50答案：B解析：EN14373要求光學(xué)探測(cè)器響應(yīng)≤5ms，確保在爆炸初期注入抑爆劑。17.粉塵爆炸指數(shù)Kst的單位是（）。A.bar·m·s?1B.MPa·m·s?1C.bar·s?1D.Pa·m2·kg?1答案：A解析：Kst＝(dp/dt)max×V^(1/3)，單位bar·m·s?1。18.對(duì)木質(zhì)粉塵清掃周期，當(dāng)粉塵層厚度達(dá)到（）mm時(shí)應(yīng)立即清理。A.1B.3C.5D.10答案：B解析：NFPA654規(guī)定，一般可燃粉塵層厚≥3mm需清理，防止形成二次爆炸源。19.粉塵爆炸風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)中，STT表示（）。A.粉塵層熱表面著火溫度B.粉塵云著火溫度C.粉塵自燃溫度D.粉塵熱分解溫度答案：A解析：STT（SmolderTemperatureTest）即層狀熱表面著火溫度。20.下列防爆電氣標(biāo)志中，適用于Zone21的是（）。A.ExtDA21IP65T135℃B.ExdIIBT4C.ExeIICT3D.ExnAIICT5答案：A解析：ExtD為粉塵防爆外殼保護(hù)型，A21表示Zone21，IP65防塵防噴射。二、多項(xiàng)選擇題（每題2分，共20分。每題有兩個(gè)或以上正確答案，多選少選均不得分）21.下列措施可同時(shí)降低粉塵爆炸嚴(yán)重度（Severity）與發(fā)生概率（Probability）的有（）。A.惰化B.隔爆C.泄壓D.濕法作業(yè)答案：A、D解析：惰化降低氧濃度，既減嚴(yán)重度又降概率；濕法作業(yè)消除懸浮，亦同時(shí)降低兩者。隔爆與泄壓僅限制后果，不改變概率。22.關(guān)于粉塵爆炸參數(shù)測(cè)試，下列說(shuō)法正確的有（）。A.Kst值與測(cè)試容器體積無(wú)關(guān)B.MEC隨粒徑減小而降低C.MIT隨噴粉壓力升高而降低D.MIE隨濕度升高而升高答案：B、D解析：Kst需經(jīng)體積歸一化，故與體積有關(guān)；粒徑小MEC低；噴粉壓力高分散好，MIT降低；濕度高M(jìn)IE升高。23.下列屬于“一次爆炸”直接誘因的有（）。A.除塵器濾袋破損B.磨機(jī)過(guò)熱C.風(fēng)機(jī)葉輪摩擦D.二次清掃揚(yáng)塵答案：A、B、C解析：一次爆炸指設(shè)備內(nèi)部原始爆炸，濾袋破損形成云、磨機(jī)過(guò)熱、葉輪摩擦均為直接誘因；清掃揚(yáng)塵屬二次爆炸源。24.爆炸隔離措施中，屬于“主動(dòng)式”的有（）。A.化學(xué)隔爆棒B.高速隔爆閥C.旋轉(zhuǎn)閥D.爆炸換向器答案：A、B解析：化學(xué)隔爆棒需探測(cè)器觸發(fā)，高速閥需氣動(dòng)/電磁驅(qū)動(dòng)，均為主動(dòng)；旋轉(zhuǎn)閥與換向器為被動(dòng)機(jī)械隔離。25.粉塵爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分需考慮的因素有（）。A.粉塵釋放源等級(jí)B.通風(fēng)條件C.粉塵含水量D.設(shè)備密封等級(jí)答案：A、B、D解析：含水量影響爆炸性而非區(qū)域劃分；釋放源、通風(fēng)、密封等級(jí)直接決定分區(qū)。26.下列關(guān)于“泄壓導(dǎo)管”的描述，正確的有（）。A.導(dǎo)管長(zhǎng)度增加會(huì)提高PredB.導(dǎo)管彎頭數(shù)量增加會(huì)降低泄壓效率C.導(dǎo)管末端應(yīng)朝向安全區(qū)域D.導(dǎo)管直徑可小于泄壓口直徑答案：B、C解析：導(dǎo)管長(zhǎng)、彎頭多均增加背壓，降低泄壓效率；末端必須安全；導(dǎo)管直徑不得小于泄壓口，否則形成瓶頸。27.采用氮?dú)舛杌瘯r(shí)，維持氧濃度低于（）可適用于大多數(shù)塑料粉塵。A.10%B.8%C.6%D.4%答案：C解析：聚乙烯、聚丙烯等St1級(jí)粉塵，氧限（LOC）約6–8%，取6%可覆蓋95%工況。28.下列清掃方式中，可能產(chǎn)生“二次揚(yáng)塵”的有（）。A.壓縮空氣吹掃B.真空吸塵C.濕拖把擦拭D.掃帚干掃答案：A、D解析：壓縮空氣與干掃均易形成懸浮云；真空吸塵與濕拖為安全方式。29.粉塵爆炸事故調(diào)查中，常用的“熱表面溫度重建”方法有（）。A.紅外熱像比對(duì)B.金相分析C.硬度測(cè)試D.示溫漆比對(duì)答案：A、B、D解析：硬度測(cè)試與溫度無(wú)直接對(duì)應(yīng)關(guān)系；紅外、金相（晶粒長(zhǎng)大）、示溫漆均可重建溫度。30.下列關(guān)于“防爆電氣選型”的說(shuō)法，正確的有（）。A.Zone20必須選用IP6XB.Zone21可選用IP5XC.粉塵防爆標(biāo)志中T135℃表示設(shè)備表面最高溫度D.ExtD與ExpD可同時(shí)用于同一設(shè)備答案：A、C解析：Zone20需IP6X；Zone21需IP6X，IP5X不足；T135℃為表面溫度；兩種保護(hù)型式不可混用于同一設(shè)備。三、判斷題（每題1分，共10分。正確打“√”，錯(cuò)誤打“×”）31.粉塵爆炸指數(shù)Kst越大，爆炸猛烈程度越高。答案：√解析：Kst正比于(dp/dt)max，直接反映爆炸猛烈度。32.只要粉塵層厚度小于5mm，就一定不會(huì)起火。答案：×解析：熱表面溫度足夠高時(shí)，即使1mm鋁粉層也可自燃。33.采用濕法除塵后，可完全取消爆炸泄壓措施。答案：×解析：濕法系統(tǒng)仍可能因局部干燥、設(shè)備故障形成云，需保留泄壓或抑爆。34.粉塵爆炸性試驗(yàn)必須在現(xiàn)場(chǎng)取樣后立即進(jìn)行，否則結(jié)果無(wú)效。答案：×解析：樣品密封干燥保存≤7天、惰性氣氛下研磨，可保持代表性。35.旋轉(zhuǎn)閥葉片間隙過(guò)大可導(dǎo)致隔爆失效。答案：√解析：間隙＞0.2mm時(shí)，火焰可通過(guò)間隙傳播，隔爆功能喪失。36.爆炸抑制劑NH?H?PO?對(duì)金屬粉塵同樣有效。答案：×解析：磷酸銨鹽對(duì)金屬粉塵（如Al、Mg）幾乎無(wú)效，需采用NaCl或石墨粉。37.粉塵云最低著火溫度MIT與點(diǎn)火延遲時(shí)間呈負(fù)相關(guān)。答案：√解析：延遲時(shí)間長(zhǎng)，熱損失大，需更高溫度才能著火，MIT升高。38.粉塵爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分完成后，若工藝不變，則無(wú)需再評(píng)估。答案：×解析：設(shè)備老化、密封磨損、負(fù)荷變化均需周期性復(fù)評(píng)，最長(zhǎng)不超過(guò)3年。39.爆炸泄壓口若設(shè)在人員通道上方，必須加導(dǎo)流板。答案：√解析：防止火焰、壓力直接沖擊人員，NFPA68強(qiáng)制要求。40.惰化系統(tǒng)氧濃度報(bào)警值應(yīng)設(shè)定為L(zhǎng)OC的80%。答案：√解析：安全裕度20%，LOC6%則報(bào)警≤4.8%，通常取5%。四、填空題（每空1分，共20分）41.粉塵爆炸五要素中，維持燃燒的必要條件是________、________、________。答案：可燃粉塵、懸浮云狀、足夠氧濃度解析：三者構(gòu)成“燃燒三角”，缺一則無(wú)法持續(xù)燃燒。42.20L球形罐標(biāo)準(zhǔn)測(cè)試中，噴粉壓力為_(kāi)_______MPa，點(diǎn)火延遲時(shí)間為_(kāi)_______ms。答案：0.2、60解析：ISO6184/1規(guī)定，0.2MPa氣包壓力，60ms延遲確保最佳湍流狀態(tài)。43.爆炸泄壓面積計(jì)算中，Pred取值為設(shè)備設(shè)計(jì)強(qiáng)度的________%，且不超過(guò)________kPa。答案：60、100解析：GB15577建議Pred≤0.6×Pdesign，且≤100kPa，防止設(shè)備破裂。44.采用氮?dú)舛杌瘯r(shí)，常見(jiàn)“三閥組”由________閥、________閥、________閥組成。答案：供給、止回、泄放解析：供給閥控制N?進(jìn)入，止回閥防止倒流，泄放閥用于超壓排放。45.粉塵爆炸風(fēng)險(xiǎn)矩陣中，后果等級(jí)“C3”對(duì)應(yīng)爆炸壓力≥________bar，概率等級(jí)“P2”對(duì)應(yīng)頻率________次/年。答案：5、10?2–10?1解析：企業(yè)常用5×5矩陣，C3為≥5bar，P2為10?2–10?1。46.清掃周期計(jì)算公式T（天）＝________×________/（粉塵沉積速率×面積）。答案：允許最大質(zhì)量、安全系數(shù)解析：NFPA654給出T＝Mmax×SF/(R×A)，SF取0.5–0.8。47.爆炸隔離閥響應(yīng)時(shí)間t與管道長(zhǎng)度L關(guān)系為t≤________×L/v聲，其中v聲取________m/s。答案：0.8、340解析：確保閥門在火焰到達(dá)前關(guān)閉，0.8為安全系數(shù)，聲速340m/s。48.粉塵云最小爆炸濃度MEC單位常用________，其與化學(xué)計(jì)量濃度Cst關(guān)系為MEC≈________×Cst。答案：g·m?3、0.5解析：實(shí)驗(yàn)統(tǒng)計(jì)MEC約0.3–0.6Cst，取0.5估算。49.熱表面引燃粉塵層時(shí)，若層厚增加一倍，著火溫度約下降________%。答案：10–15解析：實(shí)驗(yàn)曲線顯示，層厚×2，LIT下降約10–15℃，百分比約10–15%。50.爆炸抑制劑噴射時(shí)間應(yīng)≤________ms，抑爆劑質(zhì)量濃度≥________kg·m?3。答案：100、0.6解析：EN14373要求，100ms內(nèi)完成噴射，抑爆劑濃度≥0.6kg·m?3可抑制St1級(jí)粉塵。五、簡(jiǎn)答題（每題8分，共40分）51.簡(jiǎn)述粉塵爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分步驟，并給出Zone20與Zone21的劃分差異。答案：步驟：1)識(shí)別釋放源：拆袋、輸送、取樣、泄漏點(diǎn)；2)評(píng)估釋放等級(jí)：持續(xù)、主要、次要；3)評(píng)估通風(fēng)效率：高、中、低；4)查表確定分區(qū)：Zone20/21/22；5)繪制分區(qū)圖，標(biāo)注范圍；6)文件化，定期復(fù)評(píng)。差異：Zone20為“持續(xù)或長(zhǎng)時(shí)間”存在爆炸性粉塵云，如磨機(jī)內(nèi)部；Zone21為“偶爾”存在，如開(kāi)袋站下部1m范圍。Zone20要求IP6X，Zone21可IP6X但實(shí)踐仍取IP6X。52.說(shuō)明Kst與Pmax的區(qū)別，并給出兩者在工程設(shè)計(jì)中的應(yīng)用場(chǎng)景。答案：Kst為爆炸指數(shù)，反映壓力上升速率，單位bar·m·s?1，用于計(jì)算泄壓面積、隔離響應(yīng)時(shí)間；Pmax為最大爆炸壓力，單位bar，用于設(shè)備機(jī)械強(qiáng)度設(shè)計(jì)。場(chǎng)景：泄壓面積公式A＝Kst×V^(2/3)/Pred^(1/2)；設(shè)備設(shè)計(jì)壓力Pdesign≥1.5×Pmax。Kst越大，需更大泄壓口或更快抑爆系統(tǒng)；Pmax越高，設(shè)備殼體越厚。53.列舉五種常見(jiàn)惰化方式，并比較其優(yōu)缺點(diǎn)。答案：1)氮?dú)舛杌撼杀镜?，易獲取，但對(duì)LOC＜3%金屬粉效果差；2)CO?惰化：密度大，可分層，但遇Mg粉會(huì)反應(yīng)生成C；3)煙氣惰化：含CO?+N?，成本低，但含塵、腐蝕；4)水蒸氣惰化：兼降溫，需防冷凝、腐蝕；5)氬氣惰化：惰性極高，冷卻好，價(jià)格高，用于高端金屬粉。綜合：一般塑料粉選N?，金屬粉選Ar，燃煤鍋爐選煙氣。54.描述一次典型粉塵爆炸事故鏈，并給出切斷鏈?zhǔn)椒磻?yīng)的三項(xiàng)關(guān)鍵措施。答案：事故鏈：粉塵泄漏→懸浮云形成→清掃失效→軸承過(guò)熱→機(jī)械火花→一次爆炸→積塵揚(yáng)起→二次爆炸→建筑倒塌。切斷措施：1)防止泄漏：密封+除塵；2)清除積塵：每日吸塵+≤3mm制度；3)控制點(diǎn)火：軸承測(cè)溫+安裝火花探測(cè)與熄滅系統(tǒng)。55.給出爆炸泄壓設(shè)計(jì)流程，并說(shuō)明如何驗(yàn)證泄壓有效性。答案：流程：1)獲取Kst、Pmax、MEC；2)確定Pred（≤0.6Pdesign）；3)選泄壓效率η（查VDI3673）；4)計(jì)算面積A；5)選泄壓裝置（爆破片、無(wú)焰泄放）；6)校核導(dǎo)管背壓修正；7)出圖安裝。驗(yàn)證：1)實(shí)際爆炸試驗(yàn)（5m3容器+實(shí)際粉塵）；2)壓力傳感器測(cè)Pred≤設(shè)計(jì)值；3)高速攝像確認(rèn)無(wú)火焰噴射至安全區(qū)；4)第三方出具符合性報(bào)告。六、計(jì)算題（共30分）56.（10分）某糖粉輸送管道直徑0.3m，長(zhǎng)度80m，糖粉Kst＝110bar·m·s?1，Pmax＝8.2bar，設(shè)備設(shè)計(jì)強(qiáng)度Pdesign＝0.3MPa，擬采用爆破片泄壓，Pred取0.1MPa，無(wú)導(dǎo)管，求所需泄壓面積A。答案：A＝Kst×V^(2/3)/Pred^(1/2)V＝π×(0.3/2)2×80＝5.655m3V^(2/3)＝5.655^(2/3)＝3.05Pred＝1bar（表壓）A＝110×3.05/1^(1/2)＝335.5×10?3m2＝0.336m2解析：按VDI3673簡(jiǎn)化式，無(wú)導(dǎo)管η＝1，取A≈0.34m2，選標(biāo)準(zhǔn)爆破片Φ660mm（0.342m2）。57.（10分）某鋁粉倉(cāng)體積200m3，采用氮?dú)舛杌?，LOC＝5%，要求氧濃度≤60%LOC，系統(tǒng)泄漏率0.2m3/min，求氮?dú)膺B續(xù)補(bǔ)給流量Q，使氧濃度穩(wěn)定≤3%。答案：氧平衡：C＝C?×e^(?Q/V×t)，穩(wěn)態(tài)時(shí)C＝3%，C?＝21%穩(wěn)態(tài)方程：Q＝L×(C??C)/(C?Cin)L＝0.2m3/min，Cin＝0%（純N?）Q＝0.2×(0.21?0.03)/0.03＝0.2×6＝1.2m3/min解析：需持續(xù)1.2m3/min氮?dú)?，選額定1.5m3/min調(diào)壓閥，留25%裕量。58.（10分）某木粉袋式除塵器過(guò)濾面積120m2，粉塵沉積速