粉塵爆炸類事故的預(yù)防對(duì)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(xiǎn)性，粉塵爆炸原因、形成條件和粉塵爆炸事故的危害，并對(duì)2006—2015年我國(guó)發(fā)生粉塵爆炸類事故的總體情況進(jìn)行了統(tǒng)計(jì)分析，基于以上分析，提出了粉塵爆炸事故預(yù)防對(duì)策，主要包括粉塵的防火防爆措施和粉體加工類場(chǎng)所設(shè)置的安全要求等內(nèi)容。

關(guān)鍵詞：粉塵爆炸 預(yù)防 措施 對(duì)策研究

中圖分類號(hào)：X507 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：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(rùn)（Turin）面粉倉(cāng)庫(kù)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(fù)雜，涉及面廣。粉塵爆炸事故具有突發(fā)性的典型特點(diǎn)，危險(xiǎn)性高，撲救困難。許多生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)場(chǎng)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(yù)防對(duì)策研究具有一定的現(xiàn)實(shí)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(zhì)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(xiǎn)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(jié)合，當(dāng)遇到明火、高溫物體或自身摩擦?xí)r，產(chǎn)生熱量，發(fā)生燃燒反應(yīng)，從而產(chǎn)生爆炸。由于此類粉塵自身燃燒熱小，火災(zāi)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(xiǎn)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(diǎn)火能，金屬粉塵也能發(fā)生燃燒從而產(chǎn)生爆炸。火災(zāi)事故發(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(qiáng)。

2 粉塵爆炸原因及形成條件

2.1 粉塵爆炸原因

當(dāng)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(zhì)的溫度越來越高，反應(yīng)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(qiáng)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(dá)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(guān)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(dá)到爆炸極限是粉塵爆炸的前提條件。

點(diǎn)燃源。粉塵在空氣中積聚，即使達(dá)到爆炸極限，發(fā)生粉塵爆炸還需要另外一個(gè)條件，即點(diǎn)燃源（如火源、強(qiáng)烈摩擦、高溫等）。粉塵爆炸所需的最小點(diǎn)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(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)、生活環(huán)境等空氣中均有粉塵存在。生產(chǎn)類工廠的性質(zhì)決定了其廠房?jī)?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(shí)會(huì)產(chǎn)生爆炸沖擊波，產(chǎn)生沖擊波的同時(shí)也會(huì)產(chǎn)生高溫氣流，燃燒后會(huì)一氧化碳、二氧化硫等有毒有害氣體，往往造成巨大的財(cái)產(chǎn)損失和人員傷亡。

從圖1可以看出，2006—2015年我國(guó)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(dá)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(yù)防對(duì)策

4.1 粉塵的防火防爆措施

粉塵類場(chǎng)所的防火防爆等預(yù)防工作十分重要。在工業(yè)生產(chǎn)中，由于機(jī)器運(yùn)轉(zhuǎn)、摩擦等產(chǎn)生的高溫或電火花會(huì)引起粉塵燃燒爆炸，進(jìn)而造成極大的危害。采取防爆措施會(huì)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(diǎn)。

（1）禁絕點(diǎn)火源的產(chǎn)生。對(duì)于粉塵類場(chǎng)所爆炸火災(zāi)的主要預(yù)防措施之一是禁止明火火源，粉塵類場(chǎng)所，產(chǎn)生點(diǎn)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(chǎng)所，必須根據(jù)具體的操作環(huán)境進(jìn)行有針對(duì)性地火源預(yù)防。（2）提高空氣相對(duì)濕度降低粉塵濃度。提高場(chǎng)所的濕度，可以有效降低空氣中粉塵的濃度。空氣相對(duì)濕度增大，大量粉塵會(huì)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(diǎn)火源。（3）控制粉塵擴(kuò)散。對(duì)產(chǎn)塵點(diǎn)的設(shè)備進(jìn)行密閉保護(hù)，防止粉塵外逸造成設(shè)備外大量粉塵積聚；粉塵從生產(chǎn)設(shè)備中外逸的原因之一是由于物料下落時(shí)誘導(dǎo)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(yīng)該降低落料高差，適當(dāng)減少溜槽傾斜角，隔絕氣流，減少誘導(dǎo)空氣量，降低下部正壓等。（4）通風(fēng)除塵。采用通風(fēng)除塵可使工作地點(diǎn)的粉塵濃度達(dá)到國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)，此方法是工廠防塵工作的一項(xiàng)重要措施。通常使用機(jī)械排風(fēng)和自然排風(fēng)方法，將工廠內(nèi)的粉塵進(jìn)行無污染處理后排入大氣。

4.2 粉體加工類場(chǎng)所設(shè)置的安全要求

對(duì)于粉體加工、儲(chǔ)存類場(chǎng)所的設(shè)置應(yīng)符合下列安全要求。（1）根據(jù)工廠和儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)的危險(xiǎn)等級(jí)選址，以減輕粉塵爆炸事故產(chǎn)生的沖擊波對(duì)其他建筑物的影響。（2）單個(gè)儲(chǔ)存?zhèn)}庫(kù)的面積不宜過大，以免粉塵的大量積聚。（3）運(yùn)輸車輛在進(jìn)出廠區(qū)時(shí)應(yīng)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(shè)計(jì)粉塵類場(chǎng)所要設(shè)置相應(yīng)的消防供水設(shè)施和消防滅火設(shè)施。

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