如何預(yù)防粉塵爆炸事故

    什么樣的粉塵容易引發(fā)爆炸事故，粉塵爆炸事故又應(yīng)如何預(yù)防呢？

　　多種粉塵均可發(fā)生爆炸

　　粉塵爆炸是由于懸在空氣中的可燃粉塵燃燒而形成的高氣壓所造成的。粉塵是固體物質(zhì)的微小顆粒，它的表面積與相同重量的塊狀物質(zhì)相比要大得多，故容易著火。如果它懸浮在空氣中，并達(dá)到一定的濃度，便形成爆炸性混合物。一旦遇到火星，就可能引起迅速燃燒甚至爆炸。

　　粉塵的火災(zāi)爆炸事故多發(fā)生在煤礦、面粉廠、糖廠、紡織廠、硫磺廠、飼料、塑料、金屬加工廠及糧庫(kù)等廠礦企業(yè)。這與粉塵爆炸所需條件有關(guān)。粉塵爆炸本身是一類特殊的燃燒現(xiàn)象，它也需要可燃物、助燃物和點(diǎn)火源三個(gè)條件。首先，粉塵本身是可燃粉塵?？扇挤蹓m分有機(jī)粉塵和無(wú)機(jī)粉塵兩類。有機(jī)粉塵如面粉、木粉、化學(xué)纖維粉塵等，無(wú)機(jī)粉塵包括金屬粉塵和一部分礦物性粉塵（如煤、硫等）。最常見(jiàn)的可燃粉塵有煤粉塵、玉米粉塵、土豆粉塵、鋁粉塵、鋅粉塵、鎂粉塵、硫磺粉塵等。其次，粉塵必須懸浮在助燃?xì)怏w（如空氣中），并混合達(dá)到粉塵的濃度爆炸極限。粉塵在助燃?xì)怏w中懸浮是由于粉碎、研磨、輸送、通風(fēng)等機(jī)械作用造成的。大粒徑的粉塵一般沉降為只有燃燒能力的沉積粉塵，只有小粒徑的粉塵才能在助燃?xì)怏w中懸浮。同時(shí)，爆炸粉塵的危險(xiǎn)性由濃度爆炸極限下限來(lái)表示，一般為20-60克/立方米，低于這個(gè)濃度，難以形成持續(xù)燃燒，更談不上爆炸。第三，有足以引起粉塵爆炸的點(diǎn)火源。粉塵具有較小的自燃點(diǎn)和最小點(diǎn)火能量，只要外界的能量超過(guò)最小點(diǎn)火能量（多在10毫焦-100毫焦）或溫度超過(guò)其自燃點(diǎn)（多在400℃-500℃）就會(huì)爆炸。此外，易產(chǎn)生靜電的設(shè)備未能妥善接地或電氣及其配線連接處產(chǎn)生火花，尤其是粉碎機(jī)的進(jìn)料未經(jīng)篩選，致使鐵物混入，產(chǎn)生碰撞性火星，皆可引發(fā)粉塵爆炸。

　　需指出的是，粉塵爆炸還極有可能發(fā)生破壞性更大的二次爆炸。當(dāng)粉塵懸浮于含有足以維持燃燒的氧氣環(huán)境中，并有合適的點(diǎn)火源時(shí)，可能發(fā)生初次爆炸，并引起周圍環(huán)境的擾動(dòng)，使那些沉積在地面、設(shè)備上的粉塵彌散而形成粉塵云，遇火源形成災(zāi)難性的第二次爆炸。此外，第一次爆炸后，在粉塵的爆炸點(diǎn)，由于空氣受熱膨脹，密度變小，迅速形成爆炸點(diǎn)逆流（俗稱“返回風(fēng)”），遇粉塵云和熱能源，也會(huì)發(fā)生第二次爆炸。

　　科學(xué)防治是關(guān)鍵

　　粉塵爆炸由于性質(zhì)較為特殊，因此救援方法也與普通火災(zāi)爆炸有所不同。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(rùn)未燃粉塵，驅(qū)散和消除懸浮粉塵，降低濃度。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。

　　對(duì)一些金屬粉塵（忌水物質(zhì)）如鋁、鎂粉等，遇水反應(yīng)，會(huì)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(duì)于面積大、距離長(zhǎng)的車間的粉塵火災(zāi)，要注意采取有效的分割措施，防止火勢(shì)沿沉積粉塵蔓延或引發(fā)連鎖爆炸。

　　由于粉塵爆炸事故撲救極為困難，因此做好預(yù)防工作尤為重要。主要預(yù)防措施有以下幾條：

　　第一是消除粉塵源。采用良好的除塵設(shè)施來(lái)控制廠房?jī)?nèi)的粉塵是首要的，可用的措施有封閉設(shè)備，通風(fēng)排塵、抽風(fēng)排塵或潤(rùn)濕降塵等。除塵設(shè)備的風(fēng)機(jī)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(dòng)時(shí)應(yīng)先開(kāi)除塵設(shè)備，后開(kāi)主機(jī)；停機(jī)時(shí)則正好相反，防止粉塵飛揚(yáng)。粉塵車間各部位應(yīng)平滑，盡量避免設(shè)置一些無(wú)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。此外，在車間內(nèi)做好清潔工作，及時(shí)人工清掃，也是消除粉塵源的好方法。

　　第二是嚴(yán)格控制點(diǎn)火源。消除點(diǎn)火源是預(yù)防粉塵爆炸的最實(shí)用、最有效的措施。在常見(jiàn)點(diǎn)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(duì)此高度重視。場(chǎng)所的電氣設(shè)備應(yīng)嚴(yán)格按照《爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》進(jìn)行設(shè)計(jì)、安裝，達(dá)到整體防爆要求，盡量不安裝或少安裝易產(chǎn)生靜電，易產(chǎn)生火花的機(jī)械設(shè)備，并采取靜電接地保護(hù)措施。被粉碎的物質(zhì)必須經(jīng)過(guò)嚴(yán)格篩選、去石和吸鐵處理，以免雜質(zhì)進(jìn)入粉碎機(jī)內(nèi)產(chǎn)生火花。

　　第三是采取可靠有效的防護(hù)措施。對(duì)于較小的粉碎裝置，可以增加其強(qiáng)度，并要考慮防止爆炸火焰通過(guò)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(duì)車間采用輕質(zhì)屋頂、墻體或增開(kāi)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(chǎng)所和主要交通要道；為減少助燃?xì)怏w含量，在粉塵與助燃?xì)怏w混合氣中添加惰性氣體（如氮?dú)猓?，減少氧含量，也是可行方法之一。

附：四起粉塵爆炸事故分析

       [案情介紹]  案例一  1982年12月，我國(guó)南方某港口的糧食儲(chǔ)存筒倉(cāng)，由于電焊作業(yè)飛濺的火花點(diǎn)燃了管道內(nèi)懸浮的小麥粉塵，引起猛烈爆炸。接著21個(gè)筒倉(cāng)內(nèi)的小麥粉塵相繼爆炸，炸傷7人。整套國(guó)外引進(jìn)的設(shè)備完全損毀，多幢樓房被震塌，一些建筑構(gòu)件被拋出80余米遠(yuǎn)，損失慘重。

　　案例二  1977年12月22日，美國(guó)路易斯安那州，聳立在密西西比河沿岸的一個(gè)谷物儲(chǔ)存筒倉(cāng)發(fā)生粉塵爆炸，從提升塔中騰起的火球高達(dá)30米，爆炸產(chǎn)生的振動(dòng)波傳至16公里以外。73座筒倉(cāng)中有48座遭嚴(yán)重破壞。這起事故造成36人死亡，9人受傷。兩天之后，已經(jīng)撲滅的火災(zāi)又重新燃燒起來(lái)。據(jù)分析，是傳送裝置在搶險(xiǎn)過(guò)程中因磨擦生熱．再度引起現(xiàn)場(chǎng)谷物粉塵著火爆炸。

　　案例三  1987年3月15日，哈爾濱亞麻紡織廠發(fā)生猛烈爆炸，爆炸首先發(fā)生在地下約12米深的除塵室，安裝在里面的十余噸重的機(jī)器被巨大的氣浪沖上地面；與其相關(guān)地面建筑如電動(dòng)換氣室、變電所等全部摧毀。爆炸順著幾百米的地下通道擴(kuò)展，凡是所能觸及的一切瞬間都遭到殘酷的破壞；連成一片的36000平方米廠房，被炸毀9500平方米，268臺(tái)機(jī)器設(shè)備遭毀損，54人喪生，1821人受傷。事后查明原因，是亞麻粉塵爆炸。

　　案例四  1986年5月22日，延邊亞麻廠制棉車間發(fā)生粉塵爆炸，736千方米廠房被毀，50臺(tái)機(jī)器受損，4人喪生，15人受傷。

　　國(guó)外，因粉塵爆炸引起的事故也相當(dāng)多。1977年12月，發(fā)生在美國(guó)的一次粉塵爆炸造成65人死亡，80余人受傷。

　　[事故原因分析]  許多屬于普通貨物的產(chǎn)品在生產(chǎn)、運(yùn)輸過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生粉塵。農(nóng)業(yè)產(chǎn)品中主要有面粉、玉米粉、土豆粉、黃豆粉、糖粉、木粉、以及煙草、茶葉的粉塵；動(dòng)物產(chǎn)品也會(huì)有粉塵，如魚(yú)粉、奶粉、骨粉等；金屬(包括礦產(chǎn)品)也會(huì)有粉塵產(chǎn)生，如鎂粉、鋁粉、硫磺粉等等。粉塵懸浮在空氣中，與空氣中的氧充分混合，當(dāng)達(dá)到一定濃度時(shí)，只要一遇到火星，就會(huì)發(fā)生燃燒，這種燃燒能以極快的速度擴(kuò)大，通過(guò)熱傳導(dǎo)和火焰輻射的方式將熱量迅速傳給周圍懸浮的粉塵，使它們也受熱燃燒。由于粉塵所處的空間溫度越來(lái)越高，局部壓力增大，最終就形成強(qiáng)烈的爆炸。

　　兩家亞麻廠的燃燒、爆炸事故都起始于除塵設(shè)備。亞麻在加工過(guò)程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵，因此需要采取除塵措施，即通過(guò)鼓風(fēng)機(jī)和風(fēng)筒將粉塵吸引到除塵室處理。在風(fēng)力的作用下，除塵室內(nèi)的亞麻粉塵呈懸浮狀態(tài)。麻塵是可燃粉塵，當(dāng)它在空間的濃度達(dá)到16．7克／立方米時(shí)，即達(dá)到爆炸的下限，也就是形成了爆炸性混合物。鼓風(fēng)機(jī)的葉片上不可避免地會(huì)纏繞上麻絨，當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)打開(kāi)時(shí)，因摩擦而產(chǎn)生的火花已足夠?qū)⒎蹓m點(diǎn)燃，事故就是這樣發(fā)生的。

　　會(huì)產(chǎn)生粉塵的貨物在運(yùn)輸、裝卸作業(yè)過(guò)程中，一定條件下也可能造成粉塵濃度超過(guò)燃爆下限的現(xiàn)象，如船艙、儲(chǔ)存糧食的筒倉(cāng)等，這些場(chǎng)所的空氣不流通，粉塵無(wú)法飄散，而是聚集在有限的空間內(nèi)，并且濃度不斷升高。但是引起粉塵爆炸必須具備兩個(gè)條件：一是粉塵與空氣中的氧充分混合達(dá)到一定濃度，沒(méi)有一定濃度，粉塵顆粒之間距離較大，火焰難以傳遞；二是要有火源。如果沒(méi)有點(diǎn)火源，即使?jié)舛却蟠蟪^(guò)爆炸下限，只要還在爆炸極限范圍內(nèi)，也不會(huì)引發(fā)燃爆。掌握了粉塵爆炸的這些特性，要預(yù)防也就不是不可能的。

　　首先要控制粉塵漂浮，控制粉塵漂浮的方法很多，最常見(jiàn)的就是提高空氣中的濕度，粉塵吸水后成了較大的顆粒下沉．就可以達(dá)到降低空氣中粉塵濃度的目的。但要特別注意的是，金屬粉塵遇水則反而會(huì)加速燃爆，因此切忌用水噴淋。

　　其次，對(duì)通風(fēng)設(shè)備要經(jīng)常進(jìn)行清理，因?yàn)檫@些設(shè)備上很容易沾染著這些物品的顆粒，造成軸心偏轉(zhuǎn)。除塵室的配備是為了除塵，但恰恰是除塵室及其設(shè)備中危險(xiǎn)性最大，因此除塵室的清理是相當(dāng)重要的。

　　第三，一定要杜絕火源，除防止明火外，還要防止電器火花、工具撞擊火花，各種情況下出現(xiàn)的摩擦起火，甚至靜電起火。

　　[案例評(píng)議]  普通貨物在一定條件下會(huì)產(chǎn)生危險(xiǎn)性，粉塵爆炸是又一有力證明。從某種意義上講，此類性質(zhì)的危險(xiǎn)更具有破壞力，因?yàn)槿藗儗?duì)此沒(méi)有防范。大宗散裝貨物卸貨之前，一般都應(yīng)當(dāng)先用鼓風(fēng)機(jī)強(qiáng)力通風(fēng)，而且在作業(yè)過(guò)程中不間斷通風(fēng)。自動(dòng)化的裝卸散貨的設(shè)施應(yīng)當(dāng)都具備除塵裝置，所以，關(guān)鍵還在于操作的人員，不要認(rèn)為這只需按按電鈕就可以了。你必須懂得相關(guān)的原理，了解其中的利害關(guān)系，掌握應(yīng)急除災(zāi)的關(guān)健，只有這樣才能杜絕粉塵爆炸及其他事故。