工業(yè)企業(yè)的粉塵防爆調(diào)查研究

張小良， 李 浩， 劉婷婷， 劉曉晨， 楊璐穎

(上海應(yīng)用技術(shù)大學(xué) 城市建設(shè)與安全工程學(xué)院， 上海 201418)

粉塵涉及領(lǐng)域廣，隨著企業(yè)的快速發(fā)展，我國近年來的粉塵事故也在逐漸增加。1987年3月15日，黑龍江省哈爾濱市發(fā)生特大亞麻粉塵爆炸事故，事故導(dǎo)致58人死亡，177人受傷[1]，粉塵爆炸事故開始引起人們的關(guān)注與重視。近年來粉塵事故也相繼發(fā)生，2014年8月2日，昆山發(fā)生鋁粉塵爆炸事故；2015年6月27日，臺灣游樂園由玉米粉引發(fā)的爆炸；2016年4月29日，深圳市精藝星五金廠發(fā)生鋁粉塵爆炸；2018年10月12日，遠(yuǎn)洋粉體科技股份有限公司發(fā)生金屬粉塵爆炸，事故導(dǎo)致4人死亡，6人受傷。這些事故的發(fā)生，造成嚴(yán)重的人員傷亡并給社會帶來了巨大的經(jīng)濟(jì)損失，同時，也敲響了粉塵爆炸的警鐘[2]，引起了社會的高度關(guān)注。

相對于氣體爆炸和液體爆炸，粉塵爆炸化學(xué)反應(yīng)速度極快，釋放能量更多，具有很強(qiáng)的破壞力，而且容易引發(fā)周圍物質(zhì)發(fā)生二次爆炸，因而造成的損失也更加嚴(yán)重。粉塵爆炸涉及了各個領(lǐng)域，多發(fā)生在冶金、軍工、紡織、纖維及糧食等方面，特別是金屬粉塵和木粉塵發(fā)生的事故較為多見[3]。

如何減少粉塵爆炸事故的發(fā)生，如何減少粉塵爆炸帶來的財產(chǎn)和人員傷亡，成為了社會各個相關(guān)從業(yè)人員和安全生產(chǎn)監(jiān)督管理單位共同關(guān)注的話題[4]。為了對某區(qū)涉粉塵企業(yè)有更加清楚的認(rèn)知，有效預(yù)防粉塵爆炸事故的發(fā)生，本文對某區(qū) 23 個鎮(zhèn)的190 家企業(yè)進(jìn)行了粉塵的相關(guān)調(diào)查。

1 企業(yè)粉塵情況分析

調(diào)查發(fā)現(xiàn)，在某區(qū)的 190 家企業(yè)中，涉及到粉塵的企業(yè)共有 183 家，占到企業(yè)總數(shù)的 96.3%，數(shù)據(jù)顯示涉及粉塵作業(yè)的企業(yè)是如此之多，因此對于涉塵作業(yè)的防爆設(shè)施排查更加必要和迫切。

表1 某區(qū)企業(yè)粉塵調(diào)查表Tab.1 Dust survey form for enterprises in a certain area 個

1.1 涉及粉塵的企業(yè)和粉塵的特點(diǎn)

在此次調(diào)查的企業(yè)中，包括儀器機(jī)械設(shè)備制造廠、家具廠、服裝廠、化學(xué)藥品公司等，而其中有粉塵作業(yè)的企業(yè)占96%，如圖1所示，粉塵作業(yè)幾乎涵蓋了所有的企業(yè)。涉及的粉塵也比較廣泛，如木粉塵、金屬粉塵、塑料粉塵、聚乙烯粉塵、棉粉塵和樹脂粉塵等。

圖1 企業(yè)中涉及粉塵和不涉及粉塵作業(yè)的比例Fig.1 Proportion of dust and dust free operations in enterprises

其中的木粉塵大多分布在家具廠、包裝公司、木器用品制造廠這些企業(yè)；電焊煙塵和砂輪磨塵等分布在機(jī)械設(shè)備制造廠、汽車部件制造廠、電器制造廠這些企業(yè)；聚乙烯粉塵和樹脂粉塵分布在標(biāo)牌制造公司、箱包制造業(yè)、拉鏈廠等企業(yè)中；鋁粉塵和鐵粉塵分布在機(jī)械廠和金屬制造廠；棉塵分布在服裝廠和紡織廠中[5]。因此要科學(xué)地甄別爆炸性粉塵和涉爆企業(yè)，做好相對的防爆措施。

1.2 可燃性粉塵企業(yè)的情況

在 183 家涉塵作業(yè)的企業(yè)中，涉及到可燃性粉塵的企業(yè)有 104 家，占到總數(shù)目的 56.8%，如圖2所示。這些可燃性粉塵如木粉塵、棉塵和聚乙烯粉塵等主要分布在家具廠、木制品廠、紡織廠和塑料制備等企業(yè)中。其中，有63 家企業(yè)未安裝電氣防爆設(shè)備，占涉可燃性粉塵企業(yè)總數(shù)的 72.4%，幾乎是2/3。

圖2 粉塵企業(yè)中可燃性粉塵和不可燃性粉塵所占比例Fig.2 Proportion of combustible dust and non combustible dust in dust enterprises

粉塵爆炸的化學(xué)反應(yīng)速度極快，系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械功、光和熱的輻射，釋放大量的熱，形成高溫和強(qiáng)壓環(huán)境，具有極強(qiáng)的破壞力。粉塵爆炸產(chǎn)生的爆炸波容易將周圍未反應(yīng)的粉塵揚(yáng)起而發(fā)生二次或多次爆炸[6]。此外，可燃性粉塵的爆炸幾率比不可燃性粉塵相對更高。

2 企業(yè)預(yù)防粉塵爆炸措施分析

2.1 企業(yè)安全管理機(jī)構(gòu)情況

企業(yè)安全管理部門負(fù)責(zé)對企業(yè)內(nèi)部進(jìn)行不安全行為和不安全狀態(tài)的排查，執(zhí)行法律法規(guī)，審核安全生產(chǎn)和消防規(guī)劃，使事故的發(fā)生率和發(fā)生后果降到最小。在此次調(diào)查的190家企業(yè)中，只有103家企業(yè)設(shè)置了安全管理部門，僅占 54.2%，如圖3所示。

圖3 粉塵企業(yè)中的安全管理機(jī)構(gòu)情況Fig.3 Safety management in dust enterprises

為減少粉塵爆炸事故發(fā)生頻率，未設(shè)專門安全管理部門的各企業(yè)應(yīng)該盡快結(jié)合各自的實(shí)際情況在企業(yè)內(nèi)部設(shè)置安全管理機(jī)構(gòu)或?qū)I(yè)人員，設(shè)定相關(guān)的應(yīng)急處理方案，在第一時間內(nèi)控制事故并使事故損失降到最小。要督促落實(shí)企業(yè)安全生產(chǎn)主體責(zé)任、部門監(jiān)管責(zé)任和屬地管理責(zé)任；積極執(zhí)行落實(shí)“由社會第三方組織負(fù)責(zé)安全生產(chǎn)行政審批的技術(shù)審查、政府部門負(fù)責(zé)合法性審查”的行政審批新模式。企業(yè)應(yīng)將安全生產(chǎn)第一責(zé)任人及其安全責(zé)任明確化，全面提高企業(yè)合法合規(guī)生產(chǎn)經(jīng)營水平。

2.2 企業(yè)粉塵防爆電氣設(shè)備情況

如圖4所示，在183 家涉爆粉塵企業(yè)中，安裝并使用粉塵防爆電氣的企業(yè)有 43 家，占總數(shù)的 22.6%，而近80%的企業(yè)都未安裝使用粉塵防爆電氣。防爆電氣的正確使用對預(yù)防粉塵爆炸具有重要的作用，只有嚴(yán)格按照規(guī)范安裝、使用防爆電氣，才能保證其發(fā)揮應(yīng)有的防爆作用。

圖4 粉塵企業(yè)中防爆電氣設(shè)備的情況Fig.4 Situation of explosion-proof electrical equipment in dust enterprises

粉塵防爆電氣在其正常工作的狀態(tài)下能阻止粉塵進(jìn)入其中，其要求是：防爆外殼既能夠承受來自內(nèi)部爆炸性氣體混合物的爆炸壓力，又能夠阻隔內(nèi)部爆炸向周圍外部環(huán)境的傳播，避免引發(fā)外部混合性爆炸物爆炸，達(dá)到爆炸隔離的防護(hù)效果，從而降低事故損失[7]。值得注意的是，通常氣體防爆電氣和粉塵防爆電氣是不可以混用的，很多企業(yè)對此認(rèn)識不足，將氣體防爆電氣用到了粉塵的場所。氣體防爆電氣與粉塵防爆電氣的設(shè)計原理和需防護(hù)危險物質(zhì)不同，因此將氣體防爆電氣運(yùn)用到粉塵場所起不到應(yīng)有的防爆效果[8]。

2.3 企業(yè)通風(fēng)除塵系統(tǒng)情況

長期在粉塵環(huán)境中作業(yè)的人員容易患上各種職業(yè)病，如最常見的塵肺病。所以合理的通風(fēng)除塵措施在涉塵企業(yè)控制塵源及預(yù)防粉塵類職業(yè)病危害中至關(guān)重要。

通風(fēng)除塵系統(tǒng)利用風(fēng)機(jī)作為動力，通過吸塵罩將產(chǎn)塵工藝工作中產(chǎn)生的粉塵及運(yùn)載粉塵的氣體吸入除塵系統(tǒng)，進(jìn)行凈化處理，達(dá)標(biāo)后的潔凈空氣經(jīng)風(fēng)管排入大氣[9]。可以有效地阻止粉塵進(jìn)入室內(nèi)，又可以防止其進(jìn)入室外污染空氣，對于粉塵防爆有著積極的作用。一般情況下除塵系統(tǒng)不應(yīng)該混用，尤其對于某些粉塵混合后會發(fā)生起火燃燒或者性質(zhì)有較大差別的情況[10]。如圖5所示，190 家企業(yè)中，共有 118 家企業(yè)設(shè)置了相應(yīng)的通風(fēng)除塵系統(tǒng)。

3 預(yù)防措施

根據(jù)以上的分析結(jié)果，結(jié)合實(shí)際生產(chǎn)情況，給出如下建議：

(1) 消除、嚴(yán)格控制點(diǎn)火源。①使用防爆的電氣設(shè)備。存在易燃粉塵場所的電氣設(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》、《爆炸性環(huán)境用防爆電氣設(shè)備》等標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范進(jìn)行設(shè)計、安裝，達(dá)到整體防爆要求。②需要粉碎的物質(zhì)必須經(jīng)過嚴(yán)格篩選、去石和吸鐵，以免雜質(zhì)進(jìn)入粉碎機(jī)內(nèi)產(chǎn)生火花[11]。③檢維修時使用防爆工具以防止產(chǎn)生摩擦火花或撞擊火花。④防止靜電蓄積，用于盛裝粉末的器具、輸送粉末的管道等，使用防靜電、撞擊不產(chǎn)生火花的材料，并采取靜電接地保護(hù)措施；除塵系統(tǒng)使用防靜電、阻燃材料，如布袋除塵器的濾料。⑤涉塵車間及除塵設(shè)施采取防雷措施。⑥防止生成熱表面，與粉塵直接接觸的設(shè)備或裝置，表面允許溫度必須控制在接觸粉塵的最低著火溫度以下，相應(yīng)的措施如使加熱器等保持低溫；防止機(jī)械，特別是傳動部分，由于摩擦、撞擊、故障等原因而產(chǎn)生火花或異常的高溫；控制光源與粉塵的距離。⑦防止出現(xiàn)明火，嚴(yán)格控制管理粉塵爆炸危險場所的明火作業(yè)，做到專人負(fù)責(zé)、專人監(jiān)督，嚴(yán)格按照動火作業(yè)管理流程執(zhí)行；粉塵爆炸危險區(qū)域應(yīng)禁止一切明火或攜帶可以產(chǎn)生明火的工具，如打火機(jī)等。

(2) 控制粉塵擴(kuò)散。不應(yīng)使用壓縮空氣吹掃可燃粉塵；清灰時應(yīng)防止粉塵逸散，以防止形成可能會達(dá)到爆炸下限的粉塵云。

(3) 增添防爆設(shè)施。按照相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范采取符合企業(yè)生產(chǎn)工藝的泄爆、隔爆或抑爆措施，安裝合格的防爆設(shè)備設(shè)施。

(4) 加強(qiáng)管理監(jiān)督并設(shè)置安全管理機(jī)構(gòu)。

(5) 規(guī)范操作規(guī)程。建立健全的粉塵清理及產(chǎn)塵工藝的安全生產(chǎn)管理制度、操作規(guī)程，并有效落實(shí)，嚴(yán)格監(jiān)察。

(6) 設(shè)置通風(fēng)除塵系統(tǒng)。宜按工藝的不同分片設(shè)置相對獨(dú)立的除塵系統(tǒng)，可燃性粉塵屬于易加劇爆炸危險的介質(zhì)，不易共用同一套除塵系統(tǒng)，不同防火分區(qū)的除塵系統(tǒng)也應(yīng)避免互聯(lián)互通；所有產(chǎn)塵點(diǎn)均應(yīng)裝設(shè)吸塵罩；風(fēng)管中不應(yīng)有粉塵沉降；除塵器的安裝、使用及維護(hù)應(yīng)符合GB/T 17919的相關(guān)規(guī)定[12]。

4 結(jié) 語

本文對某區(qū)190家企業(yè)進(jìn)行涉爆粉塵調(diào)查研究，通過分析其中183家涉爆粉塵企業(yè)的安全管理機(jī)構(gòu)、粉塵防爆電氣設(shè)備合規(guī)性以及通風(fēng)除塵系統(tǒng)情況，總結(jié)出大部分企業(yè)都存在的粉塵爆炸防護(hù)缺陷，并提出改進(jìn)建議。