粉塵爆炸危害及預(yù)防措施

徐國(guó)平

在我國(guó)，由可燃性粉塵引發(fā)的燃燒、爆炸事故多次發(fā)生，造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，引起社會(huì)各界的廣泛關(guān)注。如1987年黑龍江省哈爾濱亞麻廠發(fā)生亞麻粉塵爆炸事故，造成58人死亡，65人重傷，112人輕傷。2002年以來(lái)，先后發(fā)生過(guò)飼料、木材、硫磺、色母粉、鋁粉、硅鐵粉、食糖等粉塵爆炸事故。尤其是2010年2月24日，河北秦皇島市驪驊淀粉股份有限公司淀粉四車(chē)間發(fā)生粉塵爆炸，廠房倒塌，事故共造成20人死亡，8人重傷、49人受傷。

粉塵爆炸事故在發(fā)達(dá)國(guó)家也時(shí)有發(fā)生，據(jù)報(bào)道，近年來(lái)新西蘭、馬來(lái)西亞、韓國(guó)、澳大利亞、新加坡、印度、菲列賓等亞洲國(guó)家也發(fā)生過(guò)乳制品、面粉、奶粉、食糖、煤粉等爆炸事故。美國(guó)在1980-02006年期間，共發(fā)生了280起粉塵引起的火災(zāi)爆炸事故，導(dǎo)致119人死亡、700人受傷，一些可燃性粉塵生產(chǎn)、使用、儲(chǔ)運(yùn)企業(yè)因粉塵爆炸導(dǎo)致廠房垮塌、燒毀，經(jīng)濟(jì)損失巨大。

粉塵爆炸的基本原理

粉塵爆炸是指可燃性粉塵在助燃?xì)怏w中懸浮，在點(diǎn)火源作用下急劇燃燒，引起溫度、壓力明顯躍升，從而發(fā)生爆炸。粉塵爆炸包括5個(gè)條件：可燃性粉塵、助燃?xì)怏w(一般指氧氣)、點(diǎn)火源、擴(kuò)散(形成粉塵云)、受限空間。前3個(gè)條件一般稱(chēng)為“燃燒三要素”?？扇夹苑蹓m云的燃燒速度比堆積的粉塵燃燒速度要快得多，會(huì)在瞬間產(chǎn)生大量的燃燒熱，氣體溫度迅速升高，體積劇烈膨脹，如果空間受限。就會(huì)發(fā)生爆炸。

發(fā)生粉塵爆炸事故的原因很多，即有粉塵物質(zhì)自身物理、化學(xué)性質(zhì)等因素，也有點(diǎn)火源、點(diǎn)火濃度等外部因素。通過(guò)消除粉塵燃燒爆炸的外部因素，可預(yù)防粉塵爆炸事故的發(fā)生：增加隔爆、抑爆、卸爆等裝置，能減弱粉塵爆炸造成的損失。

一般比較容易發(fā)生爆炸事故的粉塵大致有鋁粉、鋅粉、鎂粉、鋁材加工研磨粉、各種塑料粉末、有機(jī)合成藥品的中間體、小麥粉、糖、木屑、染料、膠木灰、奶粉、茶葉粉末、煙草粉末、煤塵、植物纖維塵等。這些物料的粉塵易發(fā)生爆炸燃燒的原因是都有較強(qiáng)的還原劑H、C、N、S等元素存在，當(dāng)它們與過(guò)氧化物和易爆粉塵共存時(shí)，便發(fā)生分解，由氧化反應(yīng)產(chǎn)生大量的氣體，或者氣體量雖小，但釋放出大量的燃燒熱。

粉塵爆炸極具破壞性。除“初始爆炸”外，還會(huì)發(fā)生“二次爆炸”及多次爆炸，往往是火災(zāi)和爆炸同時(shí)發(fā)生。象煤塵、塑料等粉塵燃燒爆炸時(shí)還會(huì)產(chǎn)生一氧化碳、氯化氫等有毒有害氣體，往往造成爆炸過(guò)后的大量人畜中毒傷亡，必須充分重視。

預(yù)防粉塵爆炸的技術(shù)措施

粉塵爆炸是可以預(yù)防的。在采取預(yù)防措施之前，必須了解哪些生產(chǎn)工藝和設(shè)備容易發(fā)生粉爆事故。

容易發(fā)生粉塵爆炸事故的生產(chǎn)工藝有：物料研磨、破碎過(guò)程，氣固分離過(guò)程、除塵過(guò)程、干燥過(guò)程、氣力輸送過(guò)程、粉料清(吹)掃過(guò)程等，這些過(guò)程使粉塵處于懸浮狀態(tài)，只要有合適的點(diǎn)火源則極易發(fā)生燃燒爆炸。集塵器、除塵器、氣力輸送機(jī)、磨粉機(jī)、干燥機(jī)、筒倉(cāng)、連鎖提升機(jī)等生產(chǎn)設(shè)備也特別容易發(fā)生爆炸。

預(yù)防粉塵爆炸的關(guān)鍵，就是消除“燃料”“火源”“氧化劑”這“燃燒三要素”中一個(gè)或多個(gè)要素。

消除火源的措施有可靠接地、選用粉塵防爆電器、消除明火、防止局部過(guò)熱、不用鐵質(zhì)工具敲擊等。據(jù)統(tǒng)計(jì)，引起袋式除塵器內(nèi)粉塵爆炸的火花主要是粉塵與濾袋摩擦、撞擊產(chǎn)生的靜電火花。如果在濾袋中織人金屬導(dǎo)線(xiàn)并可靠接地，就能使靜電及時(shí)釋放，避免積聚到放電的水平。如果可燃性粉塵覆蓋在失效的工業(yè)軸承或電動(dòng)機(jī)表面上，容易點(diǎn)燃粉塵，引發(fā)火災(zāi)、爆炸事故。

鐵質(zhì)工具敲擊產(chǎn)生火花，點(diǎn)燃粉塵云引起爆炸的案例很多。2010年2月24日秦皇島驪驊淀粉廠爆炸事故，是一起典型的用鐵質(zhì)工具清理、維修產(chǎn)生機(jī)械撞擊火花點(diǎn)燃粉塵云發(fā)生初始爆炸，緊接著發(fā)生二次爆炸和多次爆炸事故的案例，事故造成導(dǎo)致20人死亡、49人受傷(其中8人重傷)。

消除燃料的措施主要是保持工作面、設(shè)備表面清潔，采用正確的清掃方法，目的是防止粉塵云產(chǎn)生?？扇夹苑蹓m車(chē)間宜采用負(fù)壓清掃、濕式清掃{活潑金屬粉塵除外)，而不應(yīng)采用壓縮空氣清掃。

消除氧化劑主要方法是用惰性氣體如N₂、CO₂等替代氧氣，使內(nèi)部空氣惰化，可在密閉條件好、內(nèi)部無(wú)人作業(yè)的筒倉(cāng)等設(shè)備中使用。像旋風(fēng)分離器、干燥器、粉塵收集器等設(shè)備則不適合采用惰化的方法。

預(yù)防措施不可能百分之百奏效。為了減少爆炸造成的損失，應(yīng)采用泄爆、抑爆、隔爆等措施，進(jìn)一步控制爆炸事故及其后果。抑爆是在爆炸初始階段，通過(guò)物理化學(xué)作用撲滅火焰，抑制爆炸的發(fā)展；泄爆旨在爆炸壓力尚未達(dá)到圍包體的極限強(qiáng)度之前，通過(guò)泄壓膜泄除爆炸壓力，使圍包體不致被破壞；隔爆是在爆炸發(fā)生后，通過(guò)物理化學(xué)作用撲滅火焰，阻止爆炸傳播。通過(guò)采取合適的泄爆、抑爆、隔爆技術(shù)，能夠最大限度的降低爆炸損失。

防止粉塵爆炸事故的監(jiān)管對(duì)策

強(qiáng)化監(jiān)管。要調(diào)查可燃性粉塵加工、使用企業(yè)狀況，分析既往粉塵爆炸事故特點(diǎn)、規(guī)律，提出重點(diǎn)監(jiān)管的粉塵、加工工藝的措施。對(duì)飼料、鋁鎂粉、棉麻、淀粉、木材、煙草、煤粉、制糖、港口等企業(yè)，參照高危行業(yè)進(jìn)行監(jiān)管。

開(kāi)展專(zhuān)項(xiàng)檢查。應(yīng)根據(jù)不同行業(yè)粉塵防爆重點(diǎn)，制訂安全檢查表，開(kāi)展檢查方法培訓(xùn)；要求企業(yè)自查，提交自查報(bào)告；各地對(duì)本轄區(qū)企業(yè)開(kāi)展專(zhuān)項(xiàng)檢查，查找隱患、督促整改；組織對(duì)重點(diǎn)地區(qū)、重點(diǎn)企業(yè)檢查。檢查的重點(diǎn)為現(xiàn)場(chǎng)、設(shè)備、工藝缺陷、粉塵防爆設(shè)施“三同時(shí)”情況、隱患整改情況等；開(kāi)展專(zhuān)項(xiàng)整治。通過(guò)專(zhuān)項(xiàng)整治糾正“違法”“違規(guī)”，通過(guò)工程技術(shù)措施治理設(shè)備、工藝安全隱患，對(duì)標(biāo)整改。在易發(fā)生粉爆事故的行業(yè)中，樹(shù)立粉塵防爆示范標(biāo)桿企業(yè)，建立標(biāo)準(zhǔn)化考評(píng)方法，促使同類(lèi)企業(yè)對(duì)標(biāo)整改。

宣傳、普及粉塵防爆技術(shù)知識(shí)，提高生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)單位、從業(yè)人員和全社會(huì)的認(rèn)知水平。開(kāi)展防爆技術(shù)、理論研究，推廣實(shí)用可靠技術(shù)。加強(qiáng)國(guó)際交流合作，學(xué)習(xí)借鑒國(guó)際先進(jìn)的管理方法，等同、等效采用國(guó)際粉塵防爆技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)；加強(qiáng)培訓(xùn)，對(duì)各級(jí)安全監(jiān)察人員、可燃性粉塵相關(guān)企業(yè)負(fù)責(zé)人、專(zhuān)職安全管理人員、設(shè)計(jì)單位、安全評(píng)價(jià)、咨詢(xún)?nèi)藛T、現(xiàn)場(chǎng)作業(yè)人員進(jìn)行粉塵爆炸預(yù)防知識(shí)、防爆技術(shù)措施、方法、事故應(yīng)急救援知識(shí)培訓(xùn)，介紹典型事故案例等。

編輯韓穎