從“8·2”粉塵爆炸事故看粉塵防爆安全

趙原

2014年8月2日，我國(guó)江蘇省昆山市中榮金屬制品有限公司發(fā)生了特別重大粉塵爆炸事故，給全國(guó)存在粉塵爆炸危險(xiǎn)的企業(yè)敲響了警鐘。企業(yè)應(yīng)當(dāng)采取哪些粉塵防爆措施呢？為此，本刊記者采訪(fǎng)了首都經(jīng)濟(jì)貿(mào)易大學(xué)安全與環(huán)境工程學(xué)院副教授、一級(jí)安全評(píng)價(jià)師郭建中，了解粉塵在生產(chǎn)中的爆炸危險(xiǎn)和技術(shù)防范措施。

粉塵爆炸特性

爆炸性粉塵有很多，煤粉、面粉、麻粉、金屬粉塵等可燃粉塵都具有爆炸性。郭建中介紹說(shuō)：“粉塵的理化特性中，有些與其塊狀物料的性質(zhì)一致，比如石頭不可燃，破碎成細(xì)砂、塵土以后也不可燃；但粉塵也會(huì)具備一些其塊狀物料沒(méi)有的特性，比如麥子能夠燃燒，不會(huì)爆炸，但是磨成面粉以后就有爆炸的可能。另外，同一種物質(zhì)的粉塵爆炸特性和粉塵粒徑的大小也有關(guān)系，粒徑越小，爆炸的危險(xiǎn)性越大?！?/p>

發(fā)生粉塵爆炸需要有幾個(gè)必要條件：可燃性粉塵；分散在有限空間內(nèi)；有點(diǎn)火源；粉塵濃度在爆炸下限和爆炸上限之間。在生產(chǎn)作業(yè)的粉塵防爆中，人們通常所關(guān)注的是爆炸下限?！氨热玟X粉的爆炸下限在40 g/m3左右，這是一個(gè)什么概念呢？GBZ2.1-2007《工作場(chǎng)所有害因素職業(yè)接觸限值》中要求，作業(yè)場(chǎng)所中鋁粉的TWA（時(shí)間加權(quán)平均容許濃度）值為3 mg/m3。相比較來(lái)說(shuō)，爆炸下限是職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的1萬(wàn)多倍，是非常高的?！?/p>

據(jù)此來(lái)說(shuō)，作業(yè)場(chǎng)所中的粉塵濃度即使超過(guò)職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求，也不可能達(dá)到爆炸下限，那么為什么昆山中榮金屬制品有限公司仍然發(fā)生了如此劇烈的鋁粉爆炸呢？郭建中以1987年哈爾濱亞麻廠(chǎng)發(fā)生的亞麻粉塵爆炸事故為例作出了解釋。

1987年3月15日，哈爾濱亞麻廠(chǎng)發(fā)生特大亞麻粉塵爆炸事故，死亡58人，受傷177人，炸毀了1.3萬(wàn)m2的廠(chǎng)房。郭建中說(shuō)：“哈爾濱亞麻廠(chǎng)的爆炸波及范圍比‘8·2昆山事故還要廣，這一結(jié)果是由3次階梯式的連續(xù)爆炸造成的?！眮喡閺S(chǎng)的梳麻車(chē)間在作業(yè)時(shí)會(huì)產(chǎn)生麻纖維粉塵，“當(dāng)時(shí)工廠(chǎng)內(nèi)所有生產(chǎn)設(shè)備都配有通風(fēng)除塵系統(tǒng)，一共有幾十套，但都是前蘇聯(lián)援建的非常老式的除塵系統(tǒng)?！边@起事故的調(diào)查結(jié)果表明，此次亞麻粉塵爆炸事故首先發(fā)生在亞麻廠(chǎng)中央換氣室南部的2個(gè)除塵器內(nèi)，首次爆炸的范圍只是2套除塵系統(tǒng)。但由于各個(gè)除塵系統(tǒng)之間都是通過(guò)遍布全廠(chǎng)的地溝作為主管道相連接。首次爆炸把地溝里常年積存的大量粉塵震起，使得地溝內(nèi)的粉塵濃度瞬間達(dá)到爆炸下限，引起了二次爆炸。二次爆炸將地溝上方覆蓋的水泥蓋板炸開(kāi)，形成的沖擊波把車(chē)間地面、設(shè)備、房梁等表面積累的粉塵揚(yáng)到空氣中，又使得上萬(wàn)平方米范圍內(nèi)的車(chē)間粉塵濃度瞬間達(dá)到了爆炸下限，造成了三次爆炸，最終使整個(gè)廠(chǎng)房被夷為平地。

郭建中說(shuō)，二次爆炸或多次連續(xù)爆炸，是粉塵爆炸具有的一大特性。粉塵爆炸中，大多數(shù)致命的、大規(guī)模的破壞，都是由二次和多次爆炸造成的。在昆山事故中，郭建中根據(jù)目前工人們反映的情況推測(cè)，中榮公司的工廠(chǎng)職業(yè)衛(wèi)生狀況一直很差，輪轂加工車(chē)間里原本空氣中的鋁粉濃度就超標(biāo)，加之不注意安全管理和日常的清掃維護(hù)，使得工作環(huán)境極為惡劣，地面和設(shè)備等表面上必然有大量粉塵堆積。因此當(dāng)局部地區(qū)有一個(gè)點(diǎn)發(fā)生燃爆后，產(chǎn)生巨大的能量，使積塵受到?jīng)_擊波的影響，車(chē)間內(nèi)的鋁粉濃度瞬間達(dá)到爆炸下限，引起更大規(guī)模的爆炸。

通風(fēng)除塵系統(tǒng)的選擇

在“8·2”昆山爆炸事故中，中榮公司所使用的通風(fēng)除塵系統(tǒng)引起了廣泛的關(guān)注。那么通風(fēng)除塵系統(tǒng)選用不當(dāng)，是否對(duì)這起事故的發(fā)生也起到了一定的影響呢？郭建中解釋說(shuō)：“除塵器效率的高低僅僅和環(huán)保有關(guān)，凈化效率越高，排放物對(duì)大氣的污染越小，但作業(yè)場(chǎng)所的粉塵濃度主要是與設(shè)備上加裝的吸塵罩有直接的關(guān)系?！睋?jù)郭建中介紹，通風(fēng)除塵系統(tǒng)主要有4大關(guān)鍵部件。

吸塵罩

吸塵罩配合生產(chǎn)設(shè)備控制粉塵擴(kuò)散，對(duì)生產(chǎn)中產(chǎn)生的粉塵能夠有效捕集，是通風(fēng)除塵系統(tǒng)中減少作業(yè)場(chǎng)所中粉塵濃度的關(guān)鍵裝置。吸塵罩大致可分為兩種：一種是密閉罩或半密閉罩，其中密閉罩是把塵源包裹在一個(gè)小范圍的空間里，吸塵效果最好，但是會(huì)對(duì)生產(chǎn)操作有一定的影響，有的時(shí)候受工藝限制不能用；半密閉罩相對(duì)密閉罩包裹密封程度低一些，“比如家庭炒菜時(shí)用的有些吸油煙機(jī)三面有擋板，一面沒(méi)有，就是一種半密閉罩。”另一種是外部罩，也叫做傘形罩，是在塵源的一側(cè)加吸氣口，有的作業(yè)不能把整個(gè)塵源封起來(lái)，就使用外部罩。生產(chǎn)中使用最多的是半密閉罩和外部罩，罩子的吸氣氣流是由后面的通風(fēng)機(jī)提供動(dòng)力。“吸塵罩的設(shè)置中，位置的好壞、罩子的大小、通風(fēng)量大小等等，都對(duì)于塵源的擴(kuò)散程度具有關(guān)鍵作用，作業(yè)環(huán)境的空氣質(zhì)量能不能達(dá)到職業(yè)衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的要求，很大程度上就取決于吸塵罩的設(shè)計(jì)?！惫ㄖ姓f(shuō)。

除塵器

除塵器屬于環(huán)保設(shè)備，作用是將含塵氣體里的粉塵從氣體里分離出來(lái)，使氣體得到凈化，向外排放時(shí)保證周?chē)沫h(huán)境不受污染。除塵器主要分為四個(gè)大類(lèi)：過(guò)濾式，使用纖維濾料進(jìn)行過(guò)濾，簡(jiǎn)稱(chēng)布袋式除塵器；靜電式，通過(guò)在管道空間內(nèi)加電場(chǎng)，讓粉塵荷電向一個(gè)方向移動(dòng)，其優(yōu)點(diǎn)是耐高溫高濕，所以工業(yè)爐窯煉鐵煉鋼常使用這種除塵器；機(jī)械除塵，由于效率較低，現(xiàn)在已較少使用；濕法除塵，利用大部分粉塵的親水性除塵，簡(jiǎn)單省錢(qián)，但效率低，不利于回收，并且造成污染物從氣體轉(zhuǎn)移到了液體中，現(xiàn)在也很少使用。郭建中介紹說(shuō)：“現(xiàn)在我國(guó)粉塵控制除塵器，主要是布袋式和靜電式除塵器。其中布袋式除塵器由于其除塵效率較高，國(guó)內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)可達(dá)到99.5%以上，對(duì)于攔截細(xì)粉、特別是常溫的粉塵特別有效，而且便于回收利用，因而目前是國(guó)內(nèi)外最受歡迎的一種除塵器?！?/p>

通風(fēng)機(jī)

通風(fēng)機(jī)是一種機(jī)械設(shè)備，主要用于提供能量。在電動(dòng)機(jī)的帶動(dòng)下將機(jī)械能轉(zhuǎn)化為空氣的動(dòng)能和壓能，使氣體能夠按照人們的要求保證一定的氣體量和壓力源源不斷地流動(dòng)，保證粉塵的控制。

通風(fēng)管道

作用有兩個(gè)，一是輸送氣體，二是將上述三大部件連接成一套完整的系統(tǒng)。

血的教訓(xùn)

“8·2”昆山粉塵爆炸事故的教訓(xùn)是慘痛的，從這起事故中也可以看出，這類(lèi)勞動(dòng)密集型的金屬加工企業(yè)對(duì)粉塵的危險(xiǎn)認(rèn)識(shí)遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠，思想麻痹，對(duì)安全生產(chǎn)和職業(yè)衛(wèi)生不重視。郭建中說(shuō)：“有一些涉及粉塵作業(yè)環(huán)境的高危行業(yè)企業(yè)從很早以前就對(duì)粉塵爆炸采取了必要的防范措施，因此即使該行業(yè)危險(xiǎn)性很高，卻很少發(fā)生大的事故。比如首鋼集團(tuán)在生產(chǎn)過(guò)程中會(huì)使用煤粉，而且火源不可避免，因此他們的噴吹煤粉系統(tǒng)使用氮?dú)鈦?lái)代替空氣。氮?dú)鈱儆诙栊詺怏w，可以有效地避免爆炸，但這樣生產(chǎn)成本也大大增加了。其實(shí)目前針對(duì)各種粉塵危險(xiǎn)情況，技術(shù)上都可以找到很好的解決方案，但安全性能的提高意味著投入就要增加。有些企業(yè)老板明知道有危險(xiǎn)，但在安全上就是不舍得投入?！?/p>

安全措施

爆炸性粉塵如此危險(xiǎn)，有關(guān)企業(yè)應(yīng)當(dāng)做好哪些防范措施呢？郭建中從4個(gè)方面，介紹了存在該類(lèi)危險(xiǎn)性的企業(yè)在生產(chǎn)作業(yè)中應(yīng)采取的防爆安全措施。

作業(yè)場(chǎng)所中的機(jī)電、設(shè)備都要選用防爆型，或加裝防爆的裝置，嚴(yán)禁明火。像鎂鋁這種熱敏性金屬粉塵，還要注意防止靜電的產(chǎn)生，比如布袋除塵器里的濾料，可選用加入金屬絲的防靜電類(lèi)型。

爆炸性粉塵的通風(fēng)系統(tǒng)，除了要保證作業(yè)場(chǎng)所中的粉塵濃度符合職業(yè)衛(wèi)生的要求外，還要保證通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)的粉塵濃度始終在爆炸下限的50%以下。如果濃度高了，就要加大風(fēng)量進(jìn)行稀釋。確保即使有火源或靜電在通風(fēng)系統(tǒng)內(nèi)產(chǎn)生，也不會(huì)引發(fā)粉塵燃爆。

通風(fēng)除塵系統(tǒng)裝置需加設(shè)隔爆或泄爆裝置，選擇在沒(méi)有人作業(yè)的、不危險(xiǎn)的地方，比如沖向窗口的位置加設(shè)泄爆裝置。這樣一旦在系統(tǒng)內(nèi)發(fā)生小規(guī)模的爆炸，就能夠及時(shí)地將氣壓泄出，減少發(fā)生大規(guī)模爆炸的可能。郭建中告訴記者：“例如，在水泥的生產(chǎn)過(guò)程中一般會(huì)有煤粉產(chǎn)生，非常容易發(fā)生燃爆。按照規(guī)范，在設(shè)計(jì)時(shí)都需要加設(shè)這些裝置。即使一些大型的、安全管理情況較好的水泥廠(chǎng)，煤粉發(fā)生燃爆的情況也比較普遍，但通常只會(huì)把設(shè)備里面的濾料燒壞，不會(huì)造成大規(guī)模的、破壞性的爆炸。假如沒(méi)有這些隔爆、泄爆裝置，火燒連營(yíng)，引起設(shè)備爆炸甚至廠(chǎng)房爆炸的事故就會(huì)經(jīng)常發(fā)生了。”

及時(shí)清掃死角積塵。郭建中強(qiáng)調(diào)說(shuō)：“凡是有易燃易爆的粉塵形成的企業(yè)，在安全管理和職業(yè)衛(wèi)生管理上都要格外小心，要非常注意日常的清掃、維護(hù)工作，不能留有粉塵堆積的死角。金屬加工企業(yè)發(fā)生像中榮公司這么大的粉塵爆炸事故是一個(gè)偶發(fā)現(xiàn)象，但是其背后隱藏的問(wèn)題非常嚴(yán)重，體現(xiàn)出了企業(yè)一直對(duì)安全管理和職業(yè)衛(wèi)生管理的漠視，使工人長(zhǎng)期在高濃度的粉塵環(huán)境下工作，并且沒(méi)有對(duì)工作場(chǎng)所內(nèi)的積塵及時(shí)清掃。如果把周?chē)h(huán)境都打掃得干干凈凈，不留積塵，沒(méi)有了二次爆炸的條件，局部的燃爆也不會(huì)造成這么大面積的爆炸?！?/p>

昆山事故發(fā)生僅2天后，國(guó)務(wù)院安委會(huì)辦公室就發(fā)出緊急通知，要求全國(guó)各地開(kāi)展粉塵防爆專(zhuān)項(xiàng)整治。郭建中感慨：“希望經(jīng)過(guò)這次事故，能夠給大家敲響警鐘。通過(guò)全國(guó)性的排查，同類(lèi)事故不要再次發(fā)生。此外，向企業(yè)的管理者和工人普及一些粉塵防爆知識(shí)也是非常必要的?！?/p>

實(shí)習(xí)編輯 趙 原endprint