粉塵爆炸事故模式及其預(yù)防研究

唐佳豪

摘要：隨著工業(yè)企業(yè)的發(fā)展，對(duì)于運(yùn)營(yíng)安全的管理質(zhì)量已經(jīng)給與足夠的重視。如對(duì)粉塵爆炸事故發(fā)生的原因、粉塵爆炸規(guī)律、粉塵爆炸產(chǎn)生點(diǎn)火源類型以及粉塵爆炸事故預(yù)防措施的分析等等，在研究領(lǐng)域受到重視。由于粉塵爆炸發(fā)生的危險(xiǎn)性較大，因此除了在發(fā)生粉塵爆炸事故之后應(yīng)進(jìn)行及時(shí)的總結(jié)歸納，還要進(jìn)行粉塵自身可燃性、粉塵所處環(huán)境狀態(tài)，粉塵種類、粉塵事故模式等從機(jī)理的角度加以研究，有針對(duì)性地提出相應(yīng)的預(yù)防措施。

Abstract： With the development of industrial enterprises， enough attention has been paid to the management quality of operational safety. For example， the causes of dust explosion accidents， the rules of dust explosions， the types of ignition sources generated by dust explosions and the prevention measures for dust explosion accidents have been valued in the research field. Because the danger of a dust explosion is large， it should be summarized in a timely manner except after a dust explosion accident， and the flammability of the dust itself， the environmental state of the dust， the type of dust and the mode of dust accidents should also be studied from the perspective of the mechanism， and corresponding preventive measures should be proposed.

關(guān)鍵詞：粉塵;粉塵爆炸;事故預(yù)防

Key words： dust;dust explosion;accident prevention

中圖分類號(hào)：X928.7 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號(hào)：1006-4311（2020）08-0231-02

0 ?引言

粉體在工業(yè)生產(chǎn)中運(yùn)用很多，對(duì)其安全生產(chǎn)原理也予以研究，對(duì)實(shí)際工作起到指導(dǎo)作用。隨著工業(yè)的發(fā)展，在工業(yè)上多采用粉體做原料，使用粉末進(jìn)行冶金、有機(jī)合成的頻率十分頻繁。有一些成品屬于粉料，種類繁多，用量較多，使用不當(dāng)就容易產(chǎn)生粉塵爆炸危害。因此在工業(yè)操作上，響應(yīng)粉塵操作連續(xù)化程度較強(qiáng)的談，必須做好粉塵爆炸的預(yù)防措施。

1 ?粉塵爆炸的危害

為了防止粉塵爆炸發(fā)生，諸多企業(yè)在安全管理上加大力度、提升質(zhì)量，然而實(shí)際操作中，如在粉塵加工、運(yùn)輸和儲(chǔ)存過(guò)程中，安全管理欠缺，企業(yè)缺乏必要的防火防爆設(shè)施，導(dǎo)致粉塵爆炸危險(xiǎn)增大。例如在某企業(yè)操作過(guò)程中，工人使用除塵器清理排氣管內(nèi)附著的煤粉，采用鋁線綁的碎布反復(fù)清除的方式，造成了粉塵的懸浮。懸浮粉塵大量出現(xiàn)在清理過(guò)程中，由于管壁被碰撞，產(chǎn)生了隔板上的火花，最終導(dǎo)致粉塵爆炸，出現(xiàn)了較大的人身傷亡以及經(jīng)濟(jì)損失[1]。類似的系列故障引起了國(guó)際社會(huì)和國(guó)內(nèi)理論界研究的重視，一些專家學(xué)者針對(duì)粉塵爆炸事故進(jìn)行了相應(yīng)的研究，建立了粉塵爆炸實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ停瑢?duì)于粉塵爆炸的原因進(jìn)行了分析，采用模擬的實(shí)驗(yàn)的方法，真正的為粉塵、爆炸工程以及安全防護(hù)提供了理論基礎(chǔ)。

2 ?粉塵事故統(tǒng)計(jì)分析

通過(guò)粉塵事故發(fā)生的原因以及影響因素的分析，結(jié)合粉塵事故統(tǒng)計(jì)報(bào)告相關(guān)自老，采用模擬試驗(yàn)的方法確定事故的防治策略。通過(guò)模型的獲取，對(duì)于此類事故發(fā)生的原因進(jìn)行了論證，并有針對(duì)性的提出防治粉塵爆炸災(zāi)害出現(xiàn)的措施。

①基本數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)粉塵爆炸事故受到工業(yè)生產(chǎn)的需求日益增長(zhǎng)的影響呈現(xiàn)逐步增加的趨勢(shì)。在20世紀(jì)60、70年代出現(xiàn)了暫時(shí)的減緩現(xiàn)象，但是隨著經(jīng)濟(jì)不斷發(fā)展，粉塵加工業(yè)發(fā)達(dá)，粉塵爆炸事故開始增多。粉塵爆炸事故涉及到的物質(zhì)如無(wú)機(jī)物、有機(jī)化學(xué)物、合成物、纖維物等，呈現(xiàn)出使用量和使用次數(shù)增多的情況，造成了人員傷亡情況。

通過(guò)對(duì)事故發(fā)生原因的分析發(fā)現(xiàn)，造成人員嚴(yán)格控制粉體物料是非常關(guān)鍵的。另外按照危險(xiǎn)程度來(lái)劃分，粉塵的爆炸危險(xiǎn)程度從高到低分為加工粉體、有機(jī)化合物、無(wú)機(jī)物粉、煤粉等，粉塵點(diǎn)火是粉塵爆炸的導(dǎo)火索，因此對(duì)于火源形式進(jìn)行了解，并防止粉塵爆炸具有重要意義。經(jīng)統(tǒng)計(jì)分析，由于點(diǎn)火方式或者頻率導(dǎo)致粉塵爆炸一般從高到低為摩擦靜電火花、熔斷火花、不明火源、電氣設(shè)備、短路等[2]。

②物質(zhì)、管理、人為因素均可導(dǎo)致粉塵爆炸事故發(fā)生，對(duì)于上述原因加以分析可方能有針對(duì)性地提出解決方法。人為原因包括違反操作規(guī)程和勞動(dòng)焦慮導(dǎo)致占較大比例。物質(zhì)原因如光線弱或工作地點(diǎn)及通訊情況，不良設(shè)施公復(fù)建等有缺陷，在防護(hù)信號(hào)上有缺陷等。管理失誤造成的而原因往往與組織培訓(xùn)不足、管理教育不夠、勞動(dòng)組織性差有關(guān)系，因此安全操作規(guī)程不嚴(yán)格的情況時(shí)有發(fā)生，現(xiàn)場(chǎng)缺乏檢查和指導(dǎo)。從上述不安全因素中，人為因素引起的事故較多，其次為物質(zhì)因素，勞動(dòng)紀(jì)律的設(shè)置和設(shè)備和防護(hù)用品的檢修和維護(hù)非常重要，而對(duì)人員的培訓(xùn)和安全教育也是非常重要的。

3 ?粉塵爆炸模式

①經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)分析，粉體的粒度對(duì)爆炸性能影響的規(guī)律性并不強(qiáng)，但粉體的尺寸越小，其比表面就越大，燃燒就越快，壓強(qiáng)升高速度隨之呈線性增加。

對(duì)典型的粉塵爆炸事故進(jìn)行分析，發(fā)現(xiàn)其影響因素主要包含外部環(huán)境、粉塵自身以及所處的狀態(tài)。由于粉塵自身的可燃性，例如煤粉、鋁粉、飼料粉、塑料制品等容易產(chǎn)生可燃性氣體，在達(dá)到一定程度上容易產(chǎn)生燃燒。明顯的爆炸危險(xiǎn)性一般是當(dāng)粉塵處在懸浮狀態(tài)時(shí)產(chǎn)生，粉塵可燃性的參數(shù)可以依據(jù)最低點(diǎn)火溫度、爆炸上下限和助燃劑含量，由于粉塵所處的環(huán)境，例如懸浮狀態(tài)，對(duì)于粉塵爆炸的難易程度也是有影響的，顆粒大小、顆粒分布、粒子帶電情況、傳熱情況都可以決定粉塵爆炸的情況[3]。

②粉塵所處的外圍環(huán)境是非常重要的，在濕度濃度、氣體濃度點(diǎn)、火源狀態(tài)下可燃性氣體的濃度大。就可能導(dǎo)致粉塵爆炸事故發(fā)生。粉塵爆炸的原因眾多，目前對(duì)粉塵爆炸根由的研究成果也較為詳盡。例如物料在設(shè)備內(nèi)揚(yáng)起時(shí)如果遇到火源發(fā)生爆炸，物料遇到火源發(fā)生爆炸粉塵，物料遇到外部局部爆炸時(shí)引發(fā)內(nèi)部粉塵爆炸，并沿著管道傳播，在小空間爆炸引發(fā)了大范圍內(nèi)的粉塵爆炸。雜料物料遇到火源發(fā)生爆炸，以及高溫設(shè)備加熱后導(dǎo)致物料發(fā)生爆炸。

4 ?粉塵爆炸預(yù)防措施

通過(guò)對(duì)各種粉塵爆炸發(fā)生模式的分析，要減少爆炸事故發(fā)生，就要從根源上制定各種制度和規(guī)章，提高員工素養(yǎng)和安全管理意識(shí)，加強(qiáng)安全管理制度實(shí)施，消除失誤，加強(qiáng)工作環(huán)境、生產(chǎn)設(shè)施和安全設(shè)施的安全標(biāo)準(zhǔn)化。

①減少粉塵暴露，采購(gòu)質(zhì)量過(guò)關(guān)的零部件、成熟工藝設(shè)施，例如在氧化劑、混合物等防護(hù)設(shè)施的使用中，能夠減少粉塵爆炸危險(xiǎn)性，降低粉塵的大量暴露率。

②進(jìn)行作業(yè)場(chǎng)所的清理非常重要。粉塵一旦結(jié)團(tuán)就容易帶來(lái)爆炸危險(xiǎn)，例如設(shè)備表面、角落、管道沉積和粘附的粉塵，在定期清掃之后不會(huì)發(fā)生煤的著火事件。如果不注意清掃，就容易發(fā)生著火事件[4]。

③控制和杜絕點(diǎn)火源，防止粉塵著火。工作區(qū)域應(yīng)嚴(yán)格明令禁止明火，如，物料區(qū)、電焊、氣割、氣焊等區(qū)域不能使用明火照明，車間內(nèi)盡量限制使用取暖設(shè)備特別是明火加熱設(shè)備、機(jī)動(dòng)車輛嚴(yán)禁進(jìn)入廠區(qū)，要求安裝照明設(shè)備和防火罩等。對(duì)于其他火源要進(jìn)行控制，例如金屬材料、電火花、等。如果發(fā)現(xiàn)設(shè)備表面出現(xiàn)高溫或末梢塊，應(yīng)立即予以去除。一些難以控制的點(diǎn)火源，包括使用電氣和電力設(shè)計(jì)，沒(méi)有按照嚴(yán)格的規(guī)章制度和標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行生產(chǎn)，也容易導(dǎo)致電火花產(chǎn)生。因此也要對(duì)物料自燃反應(yīng)參數(shù)進(jìn)行控制，按照相應(yīng)的安全規(guī)程。

④對(duì)于加熱物料中的氯酸鹽、硝酸鹽、過(guò)錳、酸鹽等無(wú)機(jī)鹽類進(jìn)行定量分析，容易產(chǎn)生熱的物料，有木粉、金屬粉等，這些都可以產(chǎn)生熱的不良導(dǎo)體，在氧化作用下發(fā)生很難散發(fā)出去的熱量，導(dǎo)致燃燒。上述問(wèn)題的防止就要對(duì)危險(xiǎn)物料進(jìn)行控制和管理，隔絕空氣、水蒸氣被粉碎的物料，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格篩選，盡量減少靠近危險(xiǎn)源威力的細(xì)化工程，盡量采用濕化環(huán)境下進(jìn)行的方式，盡量在密閉的環(huán)境下進(jìn)行危險(xiǎn)物料的加工和運(yùn)輸，采用獨(dú)立除塵凈化設(shè)備，避免管道連接集中。

⑤設(shè)備設(shè)施的管理方面，如采用防靜電濾袋可以減少除塵器內(nèi)部，經(jīng)過(guò)殼體連入車間接地網(wǎng)。在安裝濾袋時(shí)通過(guò)鋼骨架和多孔板相連，防止高濃度粉塵發(fā)生互相摩擦，除塵布袋防靜電產(chǎn)品如導(dǎo)電的金屬絲或碳纖維，使用效果都很好。

另外還要采取結(jié)構(gòu)性防爆措施，利用防護(hù)設(shè)施、信號(hào)等設(shè)置幫助及時(shí)發(fā)現(xiàn)參數(shù)的變化[5]。在建筑物位置的選擇上，如果出現(xiàn)了墻壁外部泄放火焰，在不危及到場(chǎng)地建筑物的情況下，采用敞開式或采用室外露天式進(jìn)行建。結(jié)例如抗爆、泄爆、溢爆、隔爆等結(jié)構(gòu)性防護(hù)措施應(yīng)予以設(shè)置，將爆炸范圍限制在最小區(qū)域。

5 ?結(jié)語(yǔ)

從目前粉塵事故統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果來(lái)看，上世紀(jì)80年代，我國(guó)粉塵事故頻率快速增長(zhǎng)，從金屬到有機(jī)化學(xué)、藥品、合成物、無(wú)機(jī)物酶等，依次發(fā)生粉塵爆炸事故概率較大，粉塵事故常見(jiàn)的點(diǎn)火源次序作為摩擦火花，不明原因明火等，而人為因素導(dǎo)致的粉塵爆炸事故也不容忽視。針對(duì)上述影響因素，應(yīng)進(jìn)行粉塵自身的可燃性以及粉塵所處狀態(tài)和粉塵所處外部環(huán)境的重點(diǎn)防護(hù)。針對(duì)粉塵爆炸的決定性因素、重要影響因素、爆炸重要條件等明確防護(hù)措施，采取科學(xué)的方法，運(yùn)用結(jié)構(gòu)性防護(hù)措施，控制杜絕點(diǎn)火源，減少粉塵暴露，加強(qiáng)控制管理危險(xiǎn)物料，就能很好的起到防護(hù)粉塵爆炸事故發(fā)生的作用。

參考文獻(xiàn)：

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[5]楊鋼輝.關(guān)于粉塵爆炸危險(xiǎn)場(chǎng)所防爆安全的探討[J].化工管理，2019，（17）：91-92.