可燃性粉塵爆炸事故分析

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　　粉塵是指在空氣中依靠自身重量可沉淀下來，但也可持續懸浮在空氣中一段時間（包括ISO4225中定義的粉塵和顆粒的固體微小顆粒。 粉塵有多種多樣的性質，按不同的物性可分 為：吸濕性粉塵、不吸濕性粉塵；不粘塵、微粘塵、中粘塵、高粘塵；可燃塵、不燃塵；高比電阻塵、一般比電阻塵、導電性塵；可溶性粉塵、不溶性粉塵。與空氣混合后可能燃燒或悶燃的是可燃性粉塵，可燃性粉塵又分為導電性粉塵和非導電性粉塵。以下所講的均為可燃性粉塵。

　　一、可燃性粉塵的行業分布

　　在礦山開采、粉末冶金、糧食加工、食品生產、高分子塑料工業、合成染料和涂料，新型洗滌劑、漂白粉、農藥和藥品制造業以及植物纖維紡織工藝等普遍存在著粉塵爆炸的危險。

　　隨著生產技術向均質化、流態化發展，出現可燃性粉塵的行業越來越多。如：金屬：鎂粉、鋁粉、鋅粉；碳素：活性炭、電炭、煤；糧食：面粉、淀粉、玉米面；飼料：魚粉； 農產品：棉花、亞麻、煙草、糖；林產品：木粉、紙粉；合成材料：塑料、染料；**、炸藥：黑**、TNT。

　　二、可燃性粉塵爆炸概念和原理

　　（一）粉塵爆炸。懸浮在空氣中的可燃性粉塵（又稱之為爆炸性粉塵），當達到爆炸下限以上，遇點火源瞬間發生燃燒，產生高溫致使有限空間內燃燒后產生的混合氣體迅速膨脹、壓力增大，產生聲響的過程。

　　（二）粉塵爆炸的化學反應原理。細小的、懸浮在空氣中的可燃性粉塵，是反應（迅速燃燒）的還原劑、而空氣中的氧氣是反應中的氧化劑，爆炸過程釋放大量熱量，產生熱波、產生破壞力。粉塵爆炸實際上是一種特殊的氧化還原化學反應。

　　爆炸發生后，有機化合物生成了穩定的二氧化碳和水；金屬粉塵爆炸后則生成了高化合價的氧化物，如鋁粉（Al）爆炸后，生成三氧化二鋁并釋放出大量的熱量

　　三、粉塵爆炸的條件

　　粉塵的火災爆炸事故多發生在煤礦、面粉廠、糖廠、紡織廠、硫磺廠、飼料、塑料、金屬加工廠及糧庫等廠礦企業。這與粉塵爆炸所需條件有關。粉塵爆炸本身是一類特殊的燃燒現象，它也需要可燃物、助燃物和點火源三個條件。

　　（一）粉塵本身是可燃粉塵。可燃粉塵分有機粉塵和無機粉塵兩類。有機粉塵如面粉、木粉、化學纖維粉塵等，基本是可燃的。而無機粉塵包括金屬粉塵和一部分礦物性粉塵（如煤、硫等），也都是可燃粉塵。黃沙和塵土的粉塵也很微小，但由于它們本身不能夠燃燒，因此不具危險性。

　　（二）粉塵必須懸浮在助燃氣體（如空氣中），并混合達到粉塵的濃度爆炸極限。粉塵在助燃氣體中懸浮是由于粉碎、研磨、輸送、通風等機械作用造成的。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氣體中懸浮。同時，爆炸粉塵的危險性也用濃度爆炸極限下限來表示，一般是20-60g／m3，低于這個濃度，難以形成持續燃燒，更談不上爆炸。

　　（三）有足以引起粉塵爆炸的點火源。粉塵具有較小的自燃點和*小點火能量，只要外界的能量超過*小點火能量（多數在10mJ-100mJ）或溫度超過其自燃點（多數在400℃-500℃），就會爆炸。

　　當上述三個條件同時滿足時，就可能發生粉塵火災爆炸事故

　　四、可燃性粉塵爆炸的危害性

　　（1）粉塵爆炸有產生二次爆炸的可能性。由于粉塵的初始爆炸氣浪會將沉積粉塵揚起，在新的空間達到爆炸濃度而產生二次爆炸。這種連續爆炸會造成極大的破壞。

　　（2）粉塵爆炸會產生有毒氣體。產生的有毒氣體是一氧化碳和爆炸物（如塑料）自身分解的毒性氣體。毒氣的產生往往造成爆炸過后的眾多人畜中毒傷亡，必須充分重視。

　　五、預防可燃性粉塵爆炸的安全對策措施

　　（一）技術預防措施

　　（1）廠房位置和朝向的選擇

　　① 產塵車間在工廠總平面圖上的位置，對于 集中采暖地區應位于其它建筑物的非采暖季節主導風向的下風側，在非集中采暖地區，應位于全年 主導風向的下風側。

　　②廠房主要進風面應與夏季風向頻率*多的 兩個象限的中心線垂直或接近垂直。

　　③ 對 I、Ⅱ、Ⅲ形平面的廠房，開口部分應朝向夏季主導風向，并在 0 ～ 45o之間。

　　④ 在考慮風向的同時，應盡量使廠房的縱墻 朝南北向或接近南北向，以減少西曬，在太陽輻射熱較強及低緯度地區尤須特別注意。

　　（2）工藝方法和工藝布置合理化

　　①采用新工藝、新設備、新材料做到機械化、 自動化、消滅塵源或減少粉塵飛揚。

　　②工藝布置必須合理，在工藝流程和工藝設 備布局時，應使主要操作點位于車間內通風良好和空氣較為清潔的地方。

　　（3）粉塵擴散的控制

　　①密閉控制。對產塵點的設備進行密閉，防止粉塵外逸的措施。

　　②消除正壓。粉塵從生產設備中外逸的原因之一是由于物料下落時誘導了大量空氣，在密閉罩內形成正壓，為了減弱和消除這種影響，應該降 低落料高差，適當減少溜槽傾斜角，隔絕氣流，減 少誘導空氣量，降低下部正壓等。

　　（4）靜電消塵與濕法消塵

　　①靜電消塵。靜電消塵裝置是建立在電除塵 和塵源控制方法的基礎上。它主要包括高壓供電設備和電收塵裝置（ 包括密閉罩和排風管）兩部 分。直接利用生產設備的密閉罩和排風管作為陽 極，在其空間中裝設電暈線，并接上高壓電源，構 成簡易的電除塵器。

　　② 濕法消塵。在工藝允許的條件下，可以采 用濕法消塵的措施來達到防塵的目的。

　　（5）通風除塵。采用通風除塵系統來使工作地點的粉塵濃度達到國家衛生標準是工廠防塵工 作的又一重要措施。這常采用局部排風的除塵系 統，對其排氣進行凈化處理后排入大氣。有時也 輔以機械的全面排風（ 如屋頂通風器或軸流通風機）或自然排風（如利用通風天窗排氣）。

　　（6）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置泄壓裝置，如對車間采用輕質屋頂、墻體或增開門窗等。但應注意，泄壓裝置宜靠近易發生爆炸的部位，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。（但對有些場所不可能實現，且造價亦高，目前實用價值較小）。也可以采用**的粉塵爆炸抑制裝置，避免事故的發生。另外加強工作人員的安全教育，加大管理力度，及時清掃、檢修設備也是必不可少的防護措施。

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　　（二）組織措施

　　組織管理措施在大多數情況下是有效的，甚至在特定場合能替代技術預防措施，包括：

　　（1）對員工的訓練；

　　（2）制定詳細的操作說明及工作程序；

　　（3）對危險場所的工作實施充分的監督和管理。

　　此外各有關職能部門必須加大對粉塵爆炸高危場所的排查力度，將其納入隱患排查體系，對有可燃性粉塵存在的場所的實施充分、有效的監管措施。

　　總之，隨著經濟的發展，塑料、有機合成、粉末冶金及糧食加工等工業也不斷發展。粉塵的種類和用量急驟增加，加之操作工藝的自動化、連續性，粉塵爆炸的潛在危險性大大增加，預防粉塵爆炸有較高的現實意義。因此在生產過程中要嚴格執行國家的技術規范和操作規程，落實各項安全規章制度，避免粉塵爆炸事故的發生。

　　為有效防止粉塵爆炸事故的發生，凡是有可燃性粉塵存的工廠或車間的建設和管理及操作，要嚴格按照國家標準GB 15577-2007《粉塵防爆安全規程》執行。

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