粉塵爆炸類事故的預防對策研究

仝策明　楊龍

摘 要：在生產(chǎn)、生活中，粉塵爆炸事故是一類重要的事故類型。該文介紹了粉塵的分類及其危險性，粉塵爆炸原因、形成條件和粉塵爆炸事故的危害，并對2006—2015年我國發(fā)生粉塵爆炸類事故的總體情況進行了統(tǒng)計分析，基于以上分析，提出了粉塵爆炸事故預防對策，主要包括粉塵的防火防爆措施和粉體加工類場所設置的安全要求等內(nèi)容。

關鍵詞：粉塵爆炸 預防 措施 對策研究

中圖分類號：X507 文獻標識碼：A 文章編號：1674-098X（2016）06（b）-0014-02

粉塵爆炸的起源可以追溯到1785年，意大利的特潤（Turin）面粉倉庫發(fā)生了歷史上第一次有記載的粉塵爆炸事故。粉塵爆炸（如煤粉、糧食粉塵等）相比較氣相爆炸而言，其爆炸過程復雜，涉及面廣。粉塵爆炸事故具有突發(fā)性的典型特點，危險性高，撲救困難。許多生產(chǎn)經(jīng)營場所都具有發(fā)生粉塵爆炸的可能性。因此，粉塵爆炸事故的預防對策研究具有一定的現(xiàn)實意義。

1 粉塵分類

粉塵是指粒徑小于75 μm的懸浮在空中的固體微粒。粉塵具有一定的能量，體積小、表面積大，易與空氣形成可燃混合氣體，遇明火或高溫物體極易著火，瞬間完成燃燒過程，釋放大量熱能。根據(jù)其不同的物質組成可分為非金屬可燃粉塵和金屬粉塵兩類。

（1）非金屬粉塵的種類及其危險性。非金屬可燃粉塵包括小麥粉、糖、木屑、染料、膠木灰、奶粉、茶葉粉末、煙草粉末、煤塵、植物纖維粉塵等。這類粉塵與空氣中的氧結合，當遇到明火、高溫物體或自身摩擦時，產(chǎn)生熱量，發(fā)生燃燒反應，從而產(chǎn)生爆炸。由于此類粉塵自身燃燒熱小，火災事故發(fā)生后，易產(chǎn)生爆炸沖擊波和有毒氣體。（2）金屬粉塵的種類及其危險性。金屬粉塵包括鋁粉、鋅粉、鎂粉、鐵粉等，與非金屬可燃粉塵不同，即使在空氣中含氧量很少的環(huán)境中，金屬類粉塵也能著火。由于自身熱值高，即使很小的點火能，金屬粉塵也能發(fā)生燃燒從而產(chǎn)生爆炸?；馂氖鹿拾l(fā)生后，金屬粉塵爆炸可產(chǎn)生爆炸沖擊波、高溫和有毒氣體，比非金屬可燃粉塵造成的損失更大，破壞力更強。

2 粉塵爆炸原因及形成條件

2.1 粉塵爆炸原因

當環(huán)境中的可燃粉塵與空氣混合形成的混合物被引燃，燃燒產(chǎn)生的熱量以熱輻射的方式傳遞給周圍的粉塵，使其受熱燃燒，并連續(xù)不斷地循環(huán)，燃燒速度極快，從而使周圍物質的溫度越來越高，反應速度越來越快，局部壓力也隨之增高，使得可燃混合物的燃燒更加猛烈，最后形成強烈的爆炸。

2.2 粉塵爆炸的條件

粉塵與空氣中的氧氣充分混合，達到一定的混合濃度。粉塵爆炸物同氣體爆炸物一樣，也具有爆炸極限。但是粉塵爆炸的爆炸上限很高，基本不予考慮，主要是關注其根據(jù)其爆炸下限值。粉塵云必須與氧氣充分混合并達到爆炸極限是粉塵爆炸的前提條件。

點燃源。粉塵在空氣中積聚，即使達到爆炸極限，發(fā)生粉塵爆炸還需要另外一個條件，即點燃源（如火源、強烈摩擦、高溫等）。粉塵爆炸所需的最小點火能較高，一般在幾十焦耳。如果粉塵云濃度大，粉塵之間相互摩擦產(chǎn)生的能量也足以引燃粉塵云，產(chǎn)生粉塵爆炸。

3 粉塵爆炸事故的危害

工業(yè)生產(chǎn)、儲存?zhèn)}庫、生活環(huán)境等空氣中均有粉塵存在。生產(chǎn)類工廠的性質決定了其廠房內(nèi)存在大量的粉塵。比如面粉廠和金屬加工廠，這就大大提高了粉塵爆炸事故的發(fā)生幾率。粉塵爆炸時會產(chǎn)生爆炸沖擊波，產(chǎn)生沖擊波的同時也會產(chǎn)生高溫氣流，燃燒后會一氧化碳、二氧化硫等有毒有害氣體，往往造成巨大的財產(chǎn)損失和人員傷亡。

從圖1可以看出，2006—2015年我國共發(fā)生粉塵爆炸類事故74起，平均每年發(fā)生7～8起，共造成424人死亡，372人受傷，平均每起事故傷亡人數(shù)11人。其中，2014年傷亡人數(shù)最多，達到225人，占總傷亡人數(shù)的28.3%。造成如此重大傷亡的原因是，2014年發(fā)生了兩起特別重大事故和7起較大事故，其中包括昆山粉塵爆炸事故，造成97人死亡。

4 粉塵爆炸事故預防對策

4.1 粉塵的防火防爆措施

粉塵類場所的防火防爆等預防工作十分重要。在工業(yè)生產(chǎn)中，由于機器運轉、摩擦等產(chǎn)生的高溫或電火花會引起粉塵燃燒爆炸，進而造成極大的危害。采取防爆措施會有效地防止粉塵爆炸，工業(yè)生產(chǎn)中的防爆措施主要有以下幾點。

（1）禁絕點火源的產(chǎn)生。對于粉塵類場所爆炸火災的主要預防措施之一是禁止明火火源，粉塵類場所，產(chǎn)生點火源的方式較多，如明火、沖擊或摩擦、熔接或熔斷火花、靜電火花、自燃火花、金屬過熱和電氣火花等。因此，在有粉塵產(chǎn)生的場所，必須根據(jù)具體的操作環(huán)境進行有針對性地火源預防。（2）提高空氣相對濕度降低粉塵濃度。提高場所的濕度，可以有效降低空氣中粉塵的濃度?？諝庀鄬穸仍龃?，大量粉塵會因濕度的增大而沉落。濕度加大，可以有效消除部分因靜電形成的點火源。（3）控制粉塵擴散。對產(chǎn)塵點的設備進行密閉保護，防止粉塵外逸造成設備外大量粉塵積聚；粉塵從生產(chǎn)設備中外逸的原因之一是由于物料下落時誘導了大量空氣，在密閉罩內(nèi)形成正壓，為了減弱和消除這種影響，應該降低落料高差，適當減少溜槽傾斜角，隔絕氣流，減少誘導空氣量，降低下部正壓等。（4）通風除塵。采用通風除塵可使工作地點的粉塵濃度達到國家標準，此方法是工廠防塵工作的一項重要措施。通常使用機械排風和自然排風方法，將工廠內(nèi)的粉塵進行無污染處理后排入大氣。

4.2 粉體加工類場所設置的安全要求

對于粉體加工、儲存類場所的設置應符合下列安全要求。（1）根據(jù)工廠和儲存?zhèn)}庫的危險等級選址，以減輕粉塵爆炸事故產(chǎn)生的沖擊波對其他建筑物的影響。（2）單個儲存?zhèn)}庫的面積不宜過大，以免粉塵的大量積聚。（3）運輸車輛在進出廠區(qū)時應做阻火處理，防止車輛排氣口產(chǎn)生的火花引起粉塵爆炸。（4）設計粉塵類場所要設置相應的消防供水設施和消防滅火設施。

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