淺談粉塵爆炸的預(yù)防

侯新枝

（伊頓庫柏電子科技（上海）有限公司防爆事業(yè)部，上海 201201）

0 引言

粉塵爆炸是一起極其嚴(yán)重的爆炸事故，工廠粉塵防爆則是一項(xiàng)非常嚴(yán)肅和專業(yè)性強(qiáng)的技術(shù)。粉塵防爆在歐美發(fā)達(dá)國(guó)家已有上百年歷史，發(fā)展已經(jīng)進(jìn)入成熟階段，但我國(guó)上世紀(jì)80 年代才開始逐漸涉及該領(lǐng)域，目前還處于發(fā)展階段。國(guó)外有專門的第三方認(rèn)證檢查機(jī)構(gòu)、國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)、國(guó)際電工委員會(huì)IEC60079標(biāo)準(zhǔn)、歐洲Apex 的EN60079 標(biāo)準(zhǔn)。我國(guó)則主要是引進(jìn)和發(fā)展國(guó)外標(biāo)準(zhǔn)，目前使用的是GB3836《爆炸性氣體環(huán)境用電氣設(shè)備》標(biāo)準(zhǔn)，認(rèn)證第三方機(jī)構(gòu)也只有NEPSI、CQM、CNEX、國(guó)家防爆南陽防爆電器研究等為數(shù)不多的認(rèn)證機(jī)構(gòu)。目前，我國(guó)專門從事防爆產(chǎn)品生產(chǎn)制造的工廠較少。因其具有專業(yè)性強(qiáng)、生產(chǎn)制造工廠的門檻比較高、管理比較復(fù)雜等特點(diǎn)，比如每年國(guó)家防爆機(jī)構(gòu)的審核年檢，必須經(jīng)過國(guó)家質(zhì)檢總局發(fā)布的GB 防爆生產(chǎn)許可證，并且五年一次更新此證，所以生產(chǎn)制造防爆的企業(yè)在工廠基礎(chǔ)和軟件方面的投入比重較大。

1 粉塵防爆特點(diǎn)和危險(xiǎn)性的分析

粉塵爆炸的特點(diǎn)有兩方面：（1）具有極強(qiáng)的破壞性。（2）容易產(chǎn)生二次爆炸。粉塵在爆炸極限范圍內(nèi)，遇到熱源（明火或溫度），火焰瞬間傳播于整個(gè)混合粉塵空間，化學(xué)反應(yīng)速度極快，同時(shí)釋放大量的熱能，產(chǎn)生極高的溫度和強(qiáng)大的壓力，系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械功以及光和熱輻射，具有很強(qiáng)的破壞力。

案例背景：2014 年8 月2 號(hào)昆山中榮工廠汽車輪轂拋光車間爆炸，現(xiàn)場(chǎng)的工人聽到巨大的爆炸聲，驚呼：“原來鋁粉甚至面粉也會(huì)爆炸？”

在昆山發(fā)生的中榮汽車輪轂拋光車間的爆炸事故是典型的粉塵爆炸，其爆炸原因之一就是粉塵的來源是汽車輪轂，工人把鋁制鋼圈打磨光亮，產(chǎn)生煙塵，表面處理遇到明火便會(huì)爆炸。

粉塵爆炸的相關(guān)危害，還是以昆山中榮事故為例，車間中鎂粉、鋁粉、金屬粉塵、空氣、火源、振動(dòng)和熱量，都具有極強(qiáng)的破壞力，當(dāng)粉塵濃度達(dá)到極限，便產(chǎn)生爆炸。而工廠車間內(nèi)的粉塵、鎂粉還會(huì)造成深度燒傷、皮膚脫皮等不良后果。

昆山爆炸事件發(fā)生后，經(jīng)過調(diào)查組調(diào)查并總結(jié)引起事件發(fā)生的幾方面大原因［1］：第一，企業(yè)基礎(chǔ)設(shè)施不合格，違規(guī)建設(shè)雙層生產(chǎn)車間，且建筑物之間間距不夠。第二，工廠內(nèi)部未注意安全，生產(chǎn)工藝路線過緊過密。第三，未考慮粉塵爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。第四，車間內(nèi)所有電器設(shè)備沒有按防爆要求配置。第五，安全生產(chǎn)制度和措施沒有完善和落實(shí)，沒有按照規(guī)定每班定時(shí)清理管道積塵，從而造成粉塵聚集超標(biāo)；沒有對(duì)工人進(jìn)行安全培訓(xùn)，沒有按規(guī)定配備阻燃、防靜電的勞保用品。

以前，中國(guó)制造工廠和企業(yè)粉塵爆炸的概率較低，因而容易被忽視。那么，粉塵爆炸是如何發(fā)生的呢？其威力究竟有多大呢？我們?cè)撊绾晤A(yù)防呢？

2 粉塵爆炸的防護(hù)

筆者經(jīng)過研究和總結(jié)，著重從事故可能發(fā)生的區(qū)域、地點(diǎn)或裝置和粉塵爆炸后的應(yīng)急處理等幾個(gè)方面來介紹。

粉塵爆炸前期預(yù)防工作很重要，科學(xué)防治是關(guān)鍵，主要預(yù)防措施有以下幾條：消除粉塵源，嚴(yán)格控制點(diǎn)火，采取可靠有效的防護(hù)措施。

而發(fā)生爆炸具有三個(gè)不可或缺的要素（見圖1）：（1）點(diǎn)燃源(如電火花、熾熱表面)。（2）爆炸性物質(zhì)（粉塵、瓦斯等）。（3）空氣（氧氣）。

筆者結(jié)合防爆專業(yè)知識(shí)針對(duì)粉塵爆炸提出：只要做到提前預(yù)防和預(yù)警，粉塵爆炸并不可怕。

首先，按照國(guó)外預(yù)警的做法，通常在精密的電子車間，會(huì)配備濕式除塵設(shè)備，防止工廠內(nèi)部粉塵飛揚(yáng)和聚集，保證系統(tǒng)具有良好的密閉性。同時(shí)向充滿可燃性粉塵的密閉容器或管道中充入惰性氣體，如氮?dú)?、二氧化碳，以減少氧氣的含量，抑制粉塵爆炸。假如能做到上述2 點(diǎn)，粉塵爆炸便會(huì)離我們?cè)絹碓竭h(yuǎn)。

圖1 爆炸三要素

其次，目前在中國(guó)國(guó)內(nèi)，安監(jiān)總局早就發(fā)布了《GB15577 粉塵防爆安全規(guī)程》。按照規(guī)程，工廠無論是在設(shè)計(jì)還是在施工環(huán)節(jié)，都必須嚴(yán)格遵守粉塵防爆標(biāo)準(zhǔn)。企業(yè)需要將生產(chǎn)裝置本身、生產(chǎn)環(huán)境、消除靜電、防二次爆炸等四個(gè)方面的工作落到實(shí)處。如在施工環(huán)境中做編輯警示牌（見圖2），采用有效的通風(fēng)和除塵措施，嚴(yán)禁吸煙及明火作業(yè)，在設(shè)備外殼設(shè)泄壓活門或其他裝置，采用爆炸遏制系統(tǒng)等。同時(shí)對(duì)有粉塵爆炸危險(xiǎn)的廠房，必須嚴(yán)格按照防爆技術(shù)等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，單獨(dú)設(shè)置通風(fēng)、排塵系統(tǒng)。

圖2 防爆警示牌

3 工廠預(yù)防措施粉塵爆炸的具體實(shí)施

具體實(shí)施：從“人機(jī)料發(fā)環(huán)”的方面來實(shí)施。

3.1 人——員工

筆者所提及的企業(yè)具體要求是EHS 預(yù)防，全體員工需要考慮到：我被培訓(xùn)過嗎？工作中有工作標(biāo)準(zhǔn)工藝指導(dǎo)書和流程嗎？有穿戴安全的PPE 個(gè)人防護(hù)裝置嗎？這樣才能順利安全地完成工作。而且新員工工作的第一天就要樹立任何事故需要分析事故，給出報(bào)告和以后注意之處的觀念。（見圖3）

3.2 機(jī)——機(jī)器設(shè)備

圖3 Stop，Stand Back and Get Help停止行動(dòng)，站住退回安全距離，尋找?guī)椭?/p>

首先，由負(fù)責(zé)安全的專人負(fù)責(zé)通風(fēng)除塵、粉塵爆炸預(yù)防、粉塵爆炸控制等設(shè)備設(shè)施的使用與維護(hù)，未經(jīng)審批批準(zhǔn)，不能隨意更換和停止使用。其次，與粉塵直接接觸的設(shè)備或裝置（如光源、加熱源等），其表面允許溫度應(yīng)低于相應(yīng)粉塵的最低著火溫度。再次，要選用合適的防爆設(shè)備，在有可燃粉塵的場(chǎng)所，所有的設(shè)備和裝置的傳動(dòng)機(jī)構(gòu)應(yīng)符合相關(guān)規(guī)定，防止產(chǎn)生電弧和電火花。最后，在具有粉塵爆炸危險(xiǎn)的場(chǎng)所，都要嚴(yán)格按照GB50057 粉塵防爆安全規(guī)程中有關(guān)規(guī)定采取相應(yīng)的防雷措施。

3.3 料——指的是材料

在工藝流程的進(jìn)料處，應(yīng)安裝能去除混入料中雜物的磁鐵、氣動(dòng)分離器或篩子，防止雜物與設(shè)備碰撞。同時(shí)還應(yīng)采取有效措施防止鋁、鎂、鈦、鋯等金屬粉末或含有這些金屬粉末的材料與銹鋼摩擦產(chǎn)生火花。

3.4 法——指的是制度流程

首先，公司要根據(jù)上述標(biāo)準(zhǔn)并結(jié)合自身粉塵爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所的特點(diǎn)，來制定本企業(yè)粉塵防爆實(shí)施的細(xì)則和安全檢查表，按安全檢查表認(rèn)真進(jìn)行粉塵防爆檢查；其次，企業(yè)需要認(rèn)真做好安全生產(chǎn)和粉塵防爆的教育，對(duì)危險(xiǎn)崗位的職工需進(jìn)行專門的安全技術(shù)和業(yè)務(wù)培訓(xùn)，經(jīng)考試合格后才可上崗。

3.5 環(huán)——指的是環(huán)境

建（構(gòu)）筑物的結(jié)構(gòu)與布局，疏散通道要求符合國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，防止明火與熱表面引燃，同時(shí)在有粉塵爆炸的危險(xiǎn)場(chǎng)所進(jìn)行明火作業(yè)時(shí)，應(yīng)遵守相關(guān)規(guī)定。

當(dāng)存在靜電危險(xiǎn)時(shí)，所有金屬設(shè)備、裝置外殼、金屬管道、支架、構(gòu)件、部件等一般應(yīng)采用防靜電直接接地；操作人員應(yīng)采取防靜電措施；防止摩擦和物體碰撞產(chǎn)生火花，當(dāng)粉塵云能夠被碰撞產(chǎn)生的火花引燃時(shí)，應(yīng)采取措施防止碰撞發(fā)生，同時(shí)，檢修時(shí)應(yīng)使用防爆工具。

對(duì)于非敞開系統(tǒng)的粉塵爆炸，現(xiàn)代工廠通常采用泄放、抑制、隔離的技術(shù)，這里重點(diǎn)描述的是對(duì)敞開式加工過程中容易產(chǎn)生粉塵的工廠粉塵爆炸。

4 粉塵爆炸的工廠應(yīng)急措施

前面介紹了粉塵防爆的預(yù)防，下面筆者簡(jiǎn)單說明如何做好針對(duì)粉塵爆炸的應(yīng)急措施。

4.1 從內(nèi)部人員環(huán)節(jié)措施方面

（1）企業(yè)要建立安全管理措施。

（2）對(duì)管理人員進(jìn)行內(nèi)部招聘，要堅(jiān)持技能過硬、原則性強(qiáng)的擔(dān)當(dāng)重任，工作標(biāo)準(zhǔn)以制度形式落實(shí)上墻，這樣上標(biāo)準(zhǔn)崗，干標(biāo)準(zhǔn)活有規(guī)章可依，對(duì)三違者實(shí)行下浮工資制。

（3）車間出臺(tái)措施，堅(jiān)持人人有責(zé)，除隱患，零容忍。筆者公司的工廠連續(xù)3 年無一起安全事故，榮獲當(dāng)?shù)匕踩Q號(hào)企業(yè)榮譽(yù)。

4.2 過程控制環(huán)節(jié)措施方面

（1）當(dāng)發(fā)生粉塵爆炸事故后，如粉塵爆炸造成火災(zāi)，事故現(xiàn)場(chǎng)有關(guān)人員應(yīng)立即撥打火警電話；如粉塵爆炸造成人員傷亡，立即撥打醫(yī)療急救電話，聯(lián)系援救的消防部門，并且給予協(xié)助，就地展開救助控制火勢(shì)。粉塵爆炸的滅火方法應(yīng)根據(jù)粉塵的物理化學(xué)性質(zhì)，正確選用滅火劑；滅火時(shí)，應(yīng)防止粉塵揚(yáng)起形成粉塵云，若燃燒物與水接觸生成爆炸性氣體，則不應(yīng)用水滅火。

（2）著火源控制，消防人員穿著消防服進(jìn)行火災(zāi)撲救，如果火勢(shì)過大，則將著火點(diǎn)分割，分片進(jìn)行撲救；及時(shí)匯報(bào)，發(fā)出火警信號(hào)，使受威脅的人員撤離危險(xiǎn)區(qū)；組織力量搶險(xiǎn)救災(zāi)，果斷采取措施控制火勢(shì)，確定火源，組織人員滅火；成立搶險(xiǎn)指揮部，分管經(jīng)理負(fù)責(zé)指揮滅火。

（3）處理火災(zāi)時(shí)，選擇通風(fēng)方式的原則有：正常通風(fēng)、增或減風(fēng)、反風(fēng)、火煙短路、停止主扇等。

4.3 事后事故報(bào)告

（1）事故部門。

（2）事故發(fā)生的時(shí)間、地點(diǎn)和具體位置。

（3）事故可能發(fā)生的原因、性質(zhì)、危害嚴(yán)重程度。

（4）事故可能發(fā)生的條件及救援要求、已采取的措施，找出根本原因和管理系統(tǒng)問題。

5 粉塵防爆的總述

防爆是一項(xiàng)長(zhǎng)期的安全工作，安全無小事，所以如果要長(zhǎng)期做好粉塵防爆工作，筆者提議應(yīng)做好以下幾個(gè)方面的工作。

5.1 預(yù)防——工廠粉塵爆炸預(yù)防制度

工廠現(xiàn)場(chǎng)管理是預(yù)防粉塵爆炸的第一條防線，在日常生產(chǎn)過程中，要注意建筑物內(nèi)的所有表面是否有粉塵，除非粉塵非常難以點(diǎn)燃，在不可能完全消除所有的點(diǎn)燃源條件下，初次爆炸得選擇到建筑內(nèi)的防護(hù)設(shè)施，以免造成大規(guī)模的破壞。

另外一項(xiàng)重要的防護(hù)措施是嚴(yán)格遵守操作流程和維護(hù)制度。如果不這樣做，丟棄在系統(tǒng)中的一個(gè)扳手或一個(gè)螺栓便極有可能產(chǎn)生火花，造成災(zāi)難。

不管預(yù)防措施如何縝密，但是仍有發(fā)生粉塵爆炸的可能性，一切偶然性因素也都必須被考慮到。所以，我們應(yīng)該探討如何減輕爆炸，在爆炸減輕的方案得到通過時(shí)，還應(yīng)考慮綜合方案的技術(shù)，如上面說的人機(jī)料法環(huán)各個(gè)環(huán)節(jié)。

5.2 預(yù)警——工廠防爆的預(yù)警機(jī)制

首先，要達(dá)到減少事故發(fā)生目標(biāo)，首先要堅(jiān)持“安全第一、預(yù)防為主”的方針政策，搞好粉塵爆炸災(zāi)難的預(yù)警工作，是一項(xiàng)極其重要的工作手段和環(huán)節(jié)。

其二，建立起企業(yè)內(nèi)部的安全信息渠道，安排專人負(fù)責(zé)收集并登記設(shè)備員、安全員及員工提供的各種安全信息。

第三，健全完善安全隱患公布及排查制度。定期結(jié)合相關(guān)安全信息網(wǎng)站綜合分析，制定安全隱患排查表，明確整改的措施、負(fù)責(zé)人和完成的具體時(shí)間以保證制度能盡快得到落實(shí)和執(zhí)行。

第四，加強(qiáng)生產(chǎn)部門的安全預(yù)防和檢查工作，對(duì)公司存在的安全隱患要協(xié)助整改，不能立即整改的應(yīng)以書面材料報(bào)告給公司負(fù)責(zé)人和上級(jí)主管。

第五，公司內(nèi)部要建立起專職或兼職的救援隊(duì)伍，加強(qiáng)相關(guān)訓(xùn)練和戰(zhàn)備工作。

5.3 意識(shí)——要強(qiáng)化制度

強(qiáng)化制度主要有：加大網(wǎng)站宣傳，及時(shí)檢查，建立救援隊(duì)伍，嚴(yán)格健全的制度等。

6 結(jié)語

隨著工業(yè)制造產(chǎn)業(yè)的高速發(fā)展，粉體爆炸風(fēng)險(xiǎn)日益增加和普遍，給工業(yè)帶來了巨大的損失，甚至遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出了其他爆炸帶來的影響。文章中提到的預(yù)防和預(yù)警具體措施，以及在人機(jī)療法環(huán)節(jié)中的控制，可以對(duì)工廠的粉塵爆炸進(jìn)行有效指導(dǎo)。由于爆炸的不確定性，為了工業(yè)的安全生產(chǎn)、人身和設(shè)備的安全，相關(guān)部門和人員務(wù)必要提高安全防范意識(shí)，在設(shè)計(jì)、制造和使用具有危險(xiǎn)性的粉體設(shè)備生產(chǎn)制造環(huán)境中，采取合適的防護(hù)措施進(jìn)行防爆。同時(shí)，結(jié)合本文中具體的措施和方法，使工廠安全得到更全面的保障。對(duì)敞開工廠的粉塵保證，雖然現(xiàn)在國(guó)內(nèi)企業(yè)開始慢慢重視和實(shí)施相關(guān)粉塵防爆技術(shù)應(yīng)用，但仍然是一個(gè)漫長(zhǎng)的技術(shù)積累的過程。

［1］內(nèi)蒙網(wǎng).昆山爆炸事故已致75 人死亡 調(diào)查組總結(jié)5 大原因［EB/OL］.［2014-08-05］.http://www.imstu.org.cn/real/f_xabdg.html.