木材加工企業粉塵涉爆現狀及整治措施探析

王天翼

摘 要：隨著經濟的發展，木材加工企業規模發展日益精湛。但是我國木材加工領域粉塵涉爆企業爆炸事故頻發。如何進一步提升木材加工企業安全管理水平，改善安全管理現狀，應當成為木材加工企業關注的側重點。

關鍵詞：木材加工企業;粉塵爆炸;防爆措施

引言

我國木材加工企業基數較大，其中大部分企業都涉及粉塵爆炸風險，這些企業在使用除塵系統的同時采取了一些措施來預防粉塵爆炸事故的發生，但這些措施是否合適、有效，不僅僅影響企業自身的安全狀態，更會給其他企業形成示范性引導效應。木材加工企業在生產過程中會產生大量的木材粉塵，由于木材粉塵具有可燃性，在一定條件下與空氣中的氧氣發生氧化反應而燃燒和爆炸，因此木材加工過程中有發生粉塵爆炸事故的風險，甚至造成嚴重的人員傷亡和財產損失。

1木材加工企業粉塵爆炸的條件和特點

1.1爆炸的條件

粉塵爆炸是粉塵粒子表面與氧均勻混合后發生的反應。國內外的研究成果表明，發生粉塵爆炸必須具備以下幾個條件：其一，要有一定的粉塵濃度，粉塵濃度必須達到爆炸極限范圍。其二，要有一定的氧含量（含能粉塵除外）。其三，要有足夠能量的點火源。其四，粉塵粒子必須處于懸浮狀態。其五，粉塵云要處在相對封閉的空間。通常認為，只要滿足條件一和條件二，就意味著具備了粉塵爆炸的苗頭。

1.2粉塵爆炸的特點

1（1）粉塵爆炸的起爆能量較高，約數十毫焦至數百毫焦，幾乎是氣體的幾十倍。（2）粉塵的爆炸速度或升壓速度比爆炸氣體小，但由于粉塵中的碳、氫含量高，其燃燒時間長及產生的能量大，所以造成的破壞及燒毀的程度嚴重得多。（3）粉塵燃燒過程比氣體燃燒過程復雜，感應期長，感應時間（接觸火源到完成化學反應的時間）可達幾十秒，為氣體的幾十倍。（4）多次爆炸是粉塵爆炸的最大特點。初始爆炸所揚起的沉積粉塵，其濃度往往比第一次爆炸時的粉塵濃度還要大，再加上粉塵爆炸中心空氣受熱膨脹，密度變稀，經過一個極短時間后形成負壓區，新鮮空氣向爆炸中心逆流，與新揚起的粉塵重新組成爆炸性粉塵而發生二次爆炸。二次爆炸壓力比第一次爆炸壓力大，破壞性更嚴重。（5）粉塵爆炸能呈現出跳躍式和爆炸連續性的特點。粉塵爆炸形成后，隨著爆炸的連續，反應速度和爆炸壓力也就持續加快和升高，并呈現跳躍式發展，產生爆震。（6）粉塵爆炸由于時間短，容易引起不完全燃燒，燃燒產物中含有大量一氧化碳和爆炸物（如塑料）自身分解的毒性氣體HCL、HCN等，容易使人員中毒，因此粉塵爆炸毒性比較大。

2木材加工企業粉塵爆炸風險現狀

2.1粉塵爆炸整體防護水平較低

木材加工企業粉塵爆炸整體防護水平較低，在建筑設計、設備布局、工藝設計上存在嚴重隱患。例如一些企業的生產廠房建成較早，未經過消防驗收，未設置防雷設施，粉塵爆炸危險場所與居民區、員工宿舍、會議室等人員密集場所安全距離不足，甚至有的企業直接在木材加工車間內設置沉降室等，粉塵爆炸風險較高。

2.2除塵設備設施不規范

調研發現，大多數的木材加工企業采用比較簡單的除塵設備設施，如雙桶布袋吸塵機等。除塵效果很差，遠遠不能滿足車間粉塵清掃需求。雖然有的企業設置了除塵系統，但除塵系統設計不規范，比如除塵器下部采用沉降室收塵，未采用任何控制爆炸的措施6，除塵管道采用PVC管道，吸風罩，設計不合理導致崗位粉塵沉積嚴重，除塵系統采用正壓吹送粉塵，且未采取可靠的防止點燃源的措施等。

3木材加工行業粉塵防爆對策

3.1控制可燃性木粉濃度

只有當可燃性粉塵與空氣混合達到爆炸極限濃度才會有爆炸危險，濃度集中的區域主要為粉塵輸送管道、吸塵管道、除塵器內部、料倉及廠房設備的內部沉積處?？刂茀^域的粉塵濃度可有效降低爆炸發生風險。針對管路系統包括吸塵管道及氣力輸送管道，要保證管道系統具有良好的密閉性及一定的強度。管路系統的管道設計風速不應低于20m/s，同時每隔6m應設置觀察窗及清掃口，確保粉塵沒有在管道內沉積;在氣流達到平衡的氣力輸送系統，如輸送能力無冗余時，不應再接入支管、改變氣流管道及調整氣流閥門。針對除塵系統，目前木材加工行業內除塵系統普遍采用旋風分離器及布袋除塵器進行收塵，也有采用靜電除塵器來收塵，但是并未推廣開。必須防止在除塵器內部有可燃性木粉的累積，所有除塵器都必須設置旋轉閥或是雙翻板閥來避免在除塵器內部積塵。對于布袋除塵器，其內部接縫處須做圓角處理，同時灰斗錐度須大于70°，防止因夾角太小導致粉塵架橋積灰。針對暴露在室外的表面沉積粉塵，應有措施減少粉塵濃度。在工藝產塵點應設置吸塵罩，并確保其具有合適吸塵距離及風量。對于其他粉塵沉積的區域應及時清掃，第一時間清理至爆炸范圍外。

3.2消除點火源

木粉塵爆炸要有足夠的點火能量，粉塵爆炸所需的最小點火能量在5-50mJ量級范圍，為氣體的近百倍?？刂泣c火源，可有效避免粉塵爆炸事故發生。木材加工企業生產及加工過程中產生的點火源主要有外界熱源、機械火花、電氣火花及靜電等。外界熱源通常是電氣焊火花、煙頭及明火等，必須加強安全管理，嚴禁煙火，保證粉塵爆炸區域與明火地點的安全距離，同時設置保護措施。針對機械設備摩擦產生的火花，必須在破碎機、砂光機、鋪裝機等生產設備及除塵系統入口管道前加裝阻止異物進入的裝置，包括金屬網、電磁除鐵器或電磁輥筒等。砂光機等生產設備要設置火花探測裝置，火花探測裝置不僅要與報警裝置聯動，而且還應與水噴霧、細水霧等滅火措施聯動。針對電氣火花，木材加工企業必須采用符合規范的電氣防爆設備，選型可以參照GB12476.1《可燃性粉塵環境用電氣設備第1部分：通用要求》。盡量減少現場插座及照明燈具數量，電氣布線敷設在鋼管中。針對靜電，應依據GB12158《防止靜電事故通用導則》來控制電荷積聚。粉塵清掃時嚴禁使用鐵制工具;除塵管道應使用金屬管道，嚴禁使用絕緣管材（如PVC管）;除塵風管與設備之間的軟連接應采用導靜電軟管，并限制其長度小于3m，布袋除塵器的濾袋應采用防靜電阻燃材質;除塵系統的管道之間、管道與設備之間的法蘭連接應進行防靜電跨接，設備外殼、支架構件等應進行靜電接地。

3.3企業管理制度優化

除了通過技術措施來避免粉塵爆炸，企業還必須加強自身的管理水平。木材加工企業應按照AQ/T9006—2010《企業安全生產標準化基本規范》的要求，建立健全各級安全生產責任制和安全規章制度及崗位安全操作規程。木材加工企業負責人、安全管理人員必須參加粉塵涉爆相關培訓，相關崗位員工三級教育應有粉塵涉爆內容。定期進行防火檢查并建立合理的清掃制度。

結語

總之，企業應關注預防可燃性粉塵爆炸，防止產生有效點燃源，主動消除爆炸性環境，從根本上去預防爆炸的產生。木材加工行業防爆除塵改造是一個復雜的系統工程，需要做粉塵特性測試、現場安全評價、爆炸危險區域設計、電氣與非電氣防爆、爆炸防護等相關工作，必須嚴格按照規范設計執行。

參考文獻：

[1]北京市安全生產監督管理局.北京市涉爆粉塵企業事故隱患治理技術指導書[Z].2016

[2]國家安全生產監督管理總局.AQ4228-2012木材加工系統粉塵防爆安全規范[S].北京：煤炭工業出版社，2013

[3]國家安全生產監督管理總局.AQ4273-2016粉塵爆炸危險場所用除塵系統安全技術規范[S].北京：煤炭工業出版社，2017

[4]住房和城鄉建設部.GB50058-2014爆炸危險環境電力裝置設計規范[S].北京：中國計劃出版社，2014