粉塵爆炸的認(rèn)知與防范

防化學(xué)院 田 偉

粉塵爆炸的認(rèn)知與防范

防化學(xué)院 田 偉

2015年6月27日晚8點40分左右，臺灣新北市八里的八仙水上樂園舉辦“彩色派對”活動，在派對活動最后5分鐘，舞臺上大量燃灼性的不明粉末擴散在空中，發(fā)生粉塵爆炸意外，大批游客因此灼傷。截至7月15日，還有388人留院治療，其中254人在加護病房，200人病危，事故已造成6人罹難，活動負責(zé)人已被警方帶走調(diào)查。這就是轟動一時的“6·27”新北游樂園粉塵爆炸事故，由此粉塵爆炸也進入到我們的視線，引起大家注意。

歷數(shù)粉塵爆炸事件

粉塵爆炸事件并不是最近才有的，實際上它早已存在于我們生活周圍，下面是一些主要事件：

1913～1973年間美國僅工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域，就發(fā)生過72次比較嚴(yán)重的粉塵爆炸事故；

上個世紀(jì)在英國和加拿大的化工和造紙等行業(yè)中，發(fā)生過多起粉塵爆炸事故，僅英國就有243次，死傷204人；

1966年，日本橫濱飼料廠的玉米粉塵爆炸，引起累積性連鎖燃燒，使整個工廠遭到蔓延性的重大“天災(zāi)”；

1977年12月22日，美國路易斯安那州，聳立在密西西比河沿岸的一個谷物儲存筒倉發(fā)生粉塵爆炸，造成36人死亡，9人受傷；

1987年3月15日，哈爾濱亞麻紡織廠發(fā)生亞麻粉塵爆炸，造成9 500平方米廠房被炸毀，268臺機器設(shè)備遭毀損，54人喪生，1821人受傷;

2007年11月21日上午在汕頭一糖果廠生產(chǎn)車間內(nèi)發(fā)生粉塵爆炸，導(dǎo)致29人受傷，其中9人重傷;

2010年2月24日，河北省秦皇島驪驊淀粉股份有限公司發(fā)生的玉米淀粉粉塵爆炸事故，造成20人死亡、48人受傷，直接經(jīng)濟損失1 773.5萬元;

2011年5月20日晚，富士康旗下的成都鴻富錦公司拋光車間由于鋁制粉塵在管道內(nèi)堆積，遇電器開關(guān)打火引起爆炸，至少造成2人死亡，16人受傷。

以上事例都警示我們粉塵爆炸是不可輕視的，其危害對社會財產(chǎn)及生命安全都造成了不可估量的損失。

什么是粉塵爆炸

首先，我們了解一下粉塵爆炸的定義。粉塵（Dust）是在自重作用下能沉降下來，但又可在空氣中懸浮一定時間的固體微粒；粉塵爆炸（Dust explosion）是懸浮于空氣中的可燃粉塵觸及明火或電火花等火源時發(fā)生的爆炸現(xiàn)象。粉塵發(fā)生爆炸必須具備一定的條件，歸納起來不外乎燃料、氧氣和溫度，具體與粉塵粒徑大小、粉塵化學(xué)成分、粉塵濃度、粉塵紊動程度、空氣濕度、點火溫度、充足的氧氣等因素有關(guān)。

其次，粉塵爆炸存在領(lǐng)域廣泛?？傮w而言，只要存在可燃性粉塵就可能發(fā)生粉塵爆炸事故。可燃性粉塵存在于很多行業(yè)和領(lǐng)域，包括煤礦、冶金、生產(chǎn)制造業(yè)，如紡織、木材加工、礦山開采、糧食加工、食品生產(chǎn)、高分子塑料工業(yè)、合成染料和涂料、新型洗滌劑、漂白粉、農(nóng)藥和藥品制造等粉塵危害都比較嚴(yán)重。

再次，粉塵爆炸有著顯著的危害特點。粉塵爆炸最大的特點是能夠產(chǎn)生二次或者多次連環(huán)爆炸；另外其壓力上升較緩慢，高壓持續(xù)時間長，釋放的能量大，破壞力強；爆炸過程中釋放出有毒氣體，一氧化碳和爆炸物(如塑料)自身分解毒性氣體；粉塵爆炸的最小點火能量較大，是氣體爆炸的100倍左右。

如何防范粉塵爆炸

粉塵爆炸事故一旦發(fā)生，撲救是極為困難的。所以，在各生產(chǎn)環(huán)節(jié)過程中涉及可燃粉塵的行業(yè)和領(lǐng)域里，一方面研發(fā)、推廣諸如生物納膜抑塵技術(shù)、云霧抑塵技術(shù)和濕式收塵技術(shù)等綜合抑塵技術(shù)很關(guān)鍵；另一方面尤為重要的是努力做好預(yù)防工作。具體而言主要預(yù)防措施如下：

第一，消除粉塵源。首當(dāng)其沖是采用良好的除塵設(shè)施來控制廠房內(nèi)的粉塵，可用的措施有封閉設(shè)備，通風(fēng)排塵、抽風(fēng)排塵或潤濕降塵等。除塵設(shè)備的風(fēng)機應(yīng)裝在清潔空氣一側(cè)，應(yīng)注意易燃粉塵不能用電除塵設(shè)備，金屬粉塵不能用濕式除塵設(shè)備。設(shè)備啟動時應(yīng)先開除塵設(shè)備，后開主機；停機時則正好相反，防止粉塵飛揚。粉塵車間各部位應(yīng)平滑，盡量避免設(shè)置其他無關(guān)設(shè)施（如窗幕、門簾等）。管線等盡量不要穿越粉塵車間，宜在墻內(nèi)敷設(shè)，防止粉塵積聚。另外，在條件允許下，在粉塵車間噴霧狀水，在被粉碎的物質(zhì)中增加水分也能促使粉塵沉降，防止形成粉塵云。在車間內(nèi)做好清潔工作，及時人工清掃，也是消除粉塵源的好方法。

第二，嚴(yán)格控制點火源。消除點火源是預(yù)防粉塵爆炸最實用、最有效的措施。在常見點火源中，電火花、靜電、摩擦火花、明火、高溫物體表面、焊接切割火花等是引起粉塵爆炸的主要原因。因此，應(yīng)對此高度重視。此類場所的電氣設(shè)備應(yīng)嚴(yán)格按照《爆炸和火災(zāi)危險環(huán)境電力裝置設(shè)計規(guī)范》進行設(shè)計、安裝，達到整體防爆要求，盡量不安裝或少安裝易產(chǎn)生靜電，撞擊會產(chǎn)生火花的材料制作，并采取靜電接地保護措施。被粉碎的物質(zhì)必須經(jīng)過嚴(yán)格篩選、去石和吸鐵修理，以免雜質(zhì)進入粉碎機內(nèi)產(chǎn)生火花。需要指出的是，近幾年因集塵設(shè)施粉塵清理不及時，長期運轉(zhuǎn)積熱引起的火災(zāi)事故屢有發(fā)生，這也應(yīng)引起人們的重視。

第三，采取可靠有效的防護措施。對于較小的粉碎裝置，可以增加其強度，并要考慮防止爆炸火焰通過連接處向外傳播；為減小爆炸的破壞性可設(shè)置泄壓裝置，如對車間采用輕質(zhì)屋頂、墻體或增開門窗等。但應(yīng)注意，泄壓裝置宜靠近易發(fā)生爆炸的部位，不要面向人員集中的場所和主要交通要道；為減少助燃氣體含量，在粉塵與助燃氣體混合氣中添加惰性氣體（如N2），減少氧含量，也是可行方法之一；也可以采用先進的粉塵爆炸抑制裝置，避免事故的發(fā)生。另外，加強工作人員的安全教育，加大管理力度，及時清掃、檢修設(shè)備也是必不可少的防護措施。

總之，隨著經(jīng)濟的發(fā)展，塑料、有機合成、粉末冶金及糧食加工等工業(yè)也不斷發(fā)展。粉塵的種類和用量急劇增加，加之操作工藝的自動化、連續(xù)性，粉塵爆炸的潛在危險性大大增加，預(yù)防粉塵爆炸有較高的現(xiàn)實意義。因此在生產(chǎn)過程中要嚴(yán)格執(zhí)行國家的技術(shù)規(guī)范和操作規(guī)程，落實各項安全規(guī)章制度，避免粉塵爆炸事故的發(fā)生。為有效防止粉塵爆炸事故的發(fā)生，生產(chǎn)可燃粉塵的工廠或車間的建設(shè)和管理及操作，要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 5577-1995《粉塵防爆安全規(guī)程》執(zhí)行。

撲救粉塵爆炸的注意事項

當(dāng)發(fā)生粉塵爆炸時，我們必須保持冷靜，能夠分辨出爆炸粉塵的種類，選取科學(xué)準(zhǔn)確的滅火劑：

一方面，撲救粉塵爆炸事故的有效滅火劑是水，尤以霧狀水為佳。它既可以熄滅燃燒，又可濕潤未燃粉塵，驅(qū)散和消除懸浮粉塵，降低空氣濃度，但忌用直流噴射的水和泡沫，也不宜用有沖擊力的干粉、二氧化碳、1211滅火劑，防止沉積粉塵因受沖擊而懸浮引起二次爆炸。

另一方面，對一些金屬粉塵（忌水物質(zhì)）如鋁、鎂粉等，遇水反應(yīng)，會使燃燒更劇烈，因此禁止用水撲救?？梢杂酶缮场⑹业龋ú豢蓻_擊）；堆積的粉塵如面粉、棉麻粉等，明火熄滅后內(nèi)部可能還陰燃，也應(yīng)引起足夠重視；對于面積大、距離長的車間粉塵火災(zāi)，要注意采取有效的分割措施，防止火勢沿沉積粉塵蔓延或引發(fā)連鎖爆炸。