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粉塵爆炸、防范知識及相關案例

日期：2025-02-06 05:46
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摘要：
粉塵爆炸、防范知識及相關案例

粉塵爆炸、防范知識及相關案例
一、粉塵爆炸基礎知識
（一）什么是粉塵爆炸？
粉塵在爆炸極限范圍內，遇到熱源（明火或溫度），火焰瞬間傳播于整個混合粉塵空間，化學反應速度極快，同時釋放大量的熱，形成很高的溫度和很大的壓力，系統(tǒng)的能量轉化為機械功以及光和熱的輻射，具有很強的破壞力。 
凡是呈細粉狀態(tài)的固體物質均稱為粉塵。能燃燒和爆炸的粉塵叫做可燃粉塵；浮在空氣中的粉塵叫懸浮粉塵；沉降在固體壁面上的粉塵叫沉積粉塵。 
現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)以下七類物質的粉塵具有爆炸性：金屬（如鎂粉、鋁粉）；煤炭；糧食（如小麥、淀粉）；飼料（如血粉、魚粉）；農副產品（如棉花、**）；林產品（如紙粉、木粉）；合成材料（如塑料、染料）。     
某些廠礦生產過程中產生的粉塵，特別是一些有機物加工中產生的粉塵，在某些特定條件下會發(fā)生爆炸燃燒事故。 
國內外的研究成果表明，這些條件一般有三種：
1. 可燃性粉塵以適當?shù)臐舛仍诳諝庵袘腋?，?*們常說的粉塵云；
2. 有充足的空氣和氧化劑；
3. 有火源或者強烈振動與摩擦。 
通常認為，易爆粉塵只要滿足條件1和條件2，就意味著具備了可能發(fā)生事故的苗頭。 
（二）粉塵爆炸過程 
粉塵的爆炸可視為由以下三步發(fā)展形成的：**步是懸浮的粉塵在熱源作用下迅速地干餾或氣化而產生出可燃氣體；**步是可燃氣體與空氣混合而燃燒；第三步是粉塵燃燒放出的熱量，以熱傳導和火焰輻射的方式傳給附近懸浮的或被吹揚起來的粉塵，這些粉塵受熱汽化后使燃燒循環(huán)地進行下去。隨著每個循環(huán)的逐次進行，其反應速度逐漸加快，通過劇烈的燃燒，*后形成爆炸。這種爆炸反應以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸壓力等將持續(xù)加快和升高，并呈跳躍式的發(fā)展。 
（三）粉塵爆炸特點
1. 多次爆炸是粉塵爆炸的*大特點；
2. 粉塵爆炸所需的*小點火能量較高，一般在幾十毫焦耳以上。 3. 與可燃性氣體爆炸相比，粉塵爆炸壓力上升較緩慢，較高壓力持續(xù)時間長，釋放的能量大，破壞力強。 
（四）粉塵爆炸的主要危害
1. 具有極強的破壞性。粉塵爆炸涉及的范圍很廣，煤炭、化工、醫(yī)藥加工、木材加工、糧食和飼料加工等部門都時有發(fā)生。如1952—1979年間，日本發(fā)生各類粉塵爆炸事故209起，傷亡共546人，其中以粉碎制粉工程和吸塵分離工程較突出，各為46起。聯(lián)邦德國1965—1980年發(fā)生各類粉塵爆炸事故768起，其中較嚴重的是木粉及木制品粉塵和糧食飼料爆炸事故，分別占32%和25%。近幾年來，我國每年發(fā)生粉塵爆炸的頻率為：局部爆炸150-300次系統(tǒng)爆炸1-3次，且呈增長趨勢。我國發(fā)生的這些粉塵爆炸尤其是系統(tǒng)爆炸，造成了嚴重損失，僅1987年哈爾濱亞麻廠的亞麻塵爆炸事故，死亡58人，輕重傷177人，直接經濟損失882萬元。 
2. 容易產生二次爆炸。**次爆炸氣浪把沉積在設備或地面上的粉塵吹揚起來，在爆炸后的短時間內爆炸中心區(qū)會形成負壓，周圍的新鮮空氣便由外向內填補進來，形成所謂的“返回風”，與揚起的粉塵混合，在**次爆炸的余火引燃下引起**次爆炸。二次爆炸時，粉塵濃度一般比一次爆炸時高得多，故二次爆炸威力比**次要大得多。例如，某硫磺粉廠，磨碎機內部發(fā)生爆炸，爆炸波沿氣體管道從磨碎機擴散到旋風分離器，在旋風分離器發(fā)生了二次爆炸，爆炸波通過爆炸后在旋風分離器上產生的裂口傳播到車間中，揚起了沉降在建筑物和工藝設備上的硫磺粉塵，又發(fā)生了爆炸。
 3. 能產生有毒氣體。一種是一氧化碳；另一種是爆炸物(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大量人畜中毒傷亡，必須充分重視。 
二、如何預防粉塵爆炸 
（一）要減少粉塵在空氣中的濃度。采用密閉性能良好的設備，盡量減少粉塵飛散逸出，同時要安裝有效的通風除塵設備，加強清掃工作。 
（二）要控制室內溫度。 
（三）改善設備，控制火源。有粉塵爆炸危險的場所，都要采用防爆電機、防爆電燈、防爆開關。 
（四）應事先控制爆炸的范圍。 
（五）要控制溫度和含氧程度。凡有粉塵沉積的容器，要有降溫措施，必要時還可以充入惰性氣體，以沖淡氧氣的含量。
 （六）工廠企業(yè)需要一套完善的防爆措施，以下8點措施值得企業(yè)學習。 
工廠企業(yè)防范粉塵爆炸的8項措施：
 1. 倉儲結構設計方面的防爆措施 在設計筒倉車間時，要考慮粉塵爆炸問題，盡量使筒倉道線遠離辦公區(qū)和生活區(qū)，距離不小于30m，在小于150m的工作間，工作人員不超過10人，可設二個**出口，疏散梯道寬不小于1.1m，走廊寬不小于1.4m，疏散門寬不小于0.9m，每個倉頂應設獨立的人孔和空氣置換裝置，不能相互連通，主要產塵車間應設泄爆裝置，人孔不小于800×800mm。
 2. 從生產工藝流程設備電氣的選型和布設采取的主要防爆措施 原則是工藝設計合理，選型正確，正常維修，遵守操作規(guī)程，控制和消除火源，防止磨擦發(fā)熱、撞擊打火，消除引火、引爆部位，簡化工藝流程，避免多次提升，采用防爆式斗提機，設備要有可靠的接地，設有自動報警、自動停車等保護裝置，設計制造儲運設備時應考慮可拆卸或便于維修。同時要考慮便于通風除塵和防爆系統(tǒng)正常工作。從生產設備上要選擇符合國家電氣法要求的電器，有防塵防爆性能的設備，降低提升機和其他輸送機的線速度，減少糧食破損，在原糧輸送機上安裝長久性磁鐵，**糧中的金屬物。
 3. 減少產、揚塵點，控制環(huán)境粉塵濃度 對于儲運生產過程中產塵或揚塵崗位，應減少產塵和揚塵點，控制粉塵擴散，降低周圍空間的粉塵濃度，使粉塵濃度不超過10mg/m，我們控制了粉塵濃度遠于爆炸極限之外，自然也就控制住粉塵爆炸的發(fā)生。
 4. 除塵和產塵設備的防爆措施 對于產塵或除塵系統(tǒng)內，應側重于消除引火點，提高風速，或分級削減粉塵濃度
在這里應強調的是，有些人常認為有了通風除塵系統(tǒng)，就可以消除粉塵爆炸的危害。這是錯誤的，因通風除塵僅能改變環(huán)境粉塵濃度，而把粉塵爆炸的危害性轉移到除塵系統(tǒng)內，所以，除塵系統(tǒng)內卻常是形成粉塵爆炸的危險源，如不在除塵系統(tǒng)內采了有效的防爆技術措施，僅靠通風除塵是難于防止粉塵爆炸。這是國內外粉塵爆炸事故現(xiàn)場證明的一點。因在除塵系統(tǒng)內粉塵濃度基本都在爆炸極限內，又是一個較封閉的空間，各種撞擊、磨擦、靜電、明火、陰燃等引火幾率高。
在這種條件和環(huán)境中，改變粉塵濃度是不客觀、也不經濟的，我們只能提高運行風速，負壓工作，采用防爆風機和防爆電機，消除引火點，在系統(tǒng)內采用阻燃和防靜電材料，設有良好的接地，設有泄爆和清掃口，并設有壓力、溫度等險情預報和監(jiān)控系統(tǒng)，當系統(tǒng)內出現(xiàn)險情時將自動停止主機工作，各防爆抑爆系統(tǒng)自動工作，生產設備啟動前10分鐘啟動除塵系統(tǒng)，生產設備停止工作10分鐘后再停止除塵系統(tǒng)工作。 
5. **積塵防止爆炸。 防止產塵車間其它部位發(fā)生粉塵爆炸主要應加強車間的清掃，消除設備和環(huán)境積塵。**方式*好采取負壓吸附式清掃法，這可避免粉塵“搬家”，或有死角清掃不到。不宜用噴淋等濕法清掃，因可燃粉塵在一定溫度下，易產生可燃氣體，揮發(fā)在空間。
 對積塵的危害不能低估，因它是爆炸*重要*危險的塵源，對于粉塵爆炸積塵狀態(tài)比懸浮更危險，其爆炸壓力上升速度*大，造成的破壞力也*大。
所以有效消除積塵是防止粉塵爆炸的主要措施之一。
 6. 泄爆、抑爆與隔爆措施 
對于粉塵爆炸：一方面是消除形成粉塵爆炸因素，防止粉塵爆炸的發(fā)生。另一方面就是控制爆炸范圍，減少爆炸所造成的損失。在那些因某種環(huán)境已形成爆炸條件或暫時無法消除爆炸因素的情況下，泄爆、抑爆和隔爆將會減輕或控制爆炸所造成的損失。 
在生產有易燃易爆危險物的生產車間的建筑物或生產設備上，都應設有足夠泄爆面積的泄爆口，有的可在泄爆口裝有盒式泄壓滅火器，當某一局部發(fā)生爆炸，泄爆膜片被擊穿，盒內滅火劑與火焰相混達到自動泄壓、滅火和保護設備的目的。 
抑爆即在爆炸初始階段，探測爆炸發(fā)生和阻止爆炸發(fā)展，控制爆炸在預定的范圍內。目前有一種抑爆控制器，它通過兩個紅外線探頭，同時接到粉塵爆炸的光訊號，可立即啟動聲、光報警器，在切斷電源、停車、關閉隔爆門、開啟滅火器等保護設備，其動作時間小于10μs，為防止二次爆炸贏得了時間，也可用爆炸壓力探測器和溫度探測器。 
隔爆是將爆炸通過一定裝置隔斷，防止爆炸的蔓延和傳播。
隔爆可采用化學和物理隔爆或其它隔爆裝置，在糧食加工、提升、運輸、生產中常用光電控制隔爆門關閉進出料口，隔斷爆炸氣浪、火焰、傳播，避免引起再次爆炸。 
7. 消防措施 糧食儲運生產環(huán)境要配備相應的消防設施。在撲滅火時，1）要避免將積塵揚起。2）不易用水滅火。水易和熱及燃燒的糧食發(fā)生反應，產生易爆混合物，同時水會使糧食膨脹，會引起筒倉爆裂，要有完備的火災報警裝置，機動車輛要配備火花熄滅器和滅火器材。 
8. 加強管理，明確制度，堅持執(zhí)行，認真檢查，提高職工素質 
對**生產防爆工作要建立健全責任制，應將此項工作列入計劃，進行布置、檢查、總結、評比。對事故要進行調查研究、進行技術分析、總結經驗教訓。 
要進行定期或不定期的**檢查，對工藝設備、各種電氣、通風除塵，檢查是否有老化、發(fā)熱、磨損、撞擊火花、強烈振動、接觸**、接地**、漏電、除塵效率下降等現(xiàn)象，檢查車間內孔洞是否有積塵、查現(xiàn)場人員防爆知識掌握和執(zhí)行情況。 
要進行防爆**教育，講解粉塵形成爆炸的機理、危害，糧食儲運設備易形成爆炸的因素，電氣易引爆因素，學習掌握各種預防粉塵爆炸的技術。 
加強維修作業(yè)的**操作管理，職工要懂易燃易爆現(xiàn)場作業(yè)有關規(guī)定，并有本工程操作證，方能上崗。動火作業(yè)前，必須**現(xiàn)場積塵，特別是設備內外，地面墻壁，同時停車并堵住口、洞和管道，作業(yè)完要認真清理。確認沒有殘留火星或過熱物后，方可離開。 
**積塵需用防爆型真空式吸塵設備。 
消防設施管理，對消防器材**合理選型、合理配置數(shù)量、合理擺布位置、正確保管與維護，正確操作使用。根據(jù)生產崗位制度明確職責，并堅持執(zhí)行，認真檢查，向職工講解防止粉塵爆炸的基本知識，提高其技術素質和**意識，提高對粉塵爆炸的認識。不要誤以為落后的生產工藝和管理方式也是一種防爆措施，如有些人認為將其產塵車間門窗拆除就可以防止粉塵爆炸了，或者用大量人工代替機械設備也可以防止粉塵爆炸。這些方法既不科學又不是消除爆炸的根本方法，而是妨礙生產力發(fā)展的落后消極做法。
 三、爆炸案例 
（一）國內外重特大案例
 1913－1973年間美國僅工農業(yè)領域，就發(fā)生過72次比較嚴重的粉塵爆炸事故。
1952—1979年間，日本發(fā)生各類粉塵爆炸事故209起，傷亡共546人，其中以粉碎制粉工程和吸塵分離工程較突出，各為46起。 1965—1980年，聯(lián)邦德國發(fā)生各類粉塵爆炸事故768起，其中較嚴重的是木粉及木制品粉塵和糧食飼料爆炸事故，分別占32%和25%。 1942年，我國本溪煤礦曾發(fā)生世界上*大的煤塵爆炸，死亡1549人，重傷246人。 
（二）近年粉塵爆炸案例 
1987年3月15日哈爾濱亞麻粉塵爆炸起火，造成職工死亡58人，其中重傷65人，輕傷112人，直接經濟損失881.9萬元。
2010年1月13日浙江省瑞安市塘下鎮(zhèn)花園村萬田路1號一拋光加工廠發(fā)生爆炸，共造成2人死亡、6人受傷。
2010年2月24日秦皇島市撫寧縣驪驊淀粉股份有限公司淀粉四車間發(fā)生粉塵爆炸，事故共造成19人死亡、49人受傷，其中8人傷勢較重，直接經濟損失1773.5萬元。
2011年4月1日浙江省縉云縣東渡鎮(zhèn)的浙江宏威車業(yè)有限公司一車間發(fā)生爆炸事故，造成3人死亡，3人受傷，其中2名傷者經醫(yī)院搶救無效死亡。
2014年4月16日江蘇省南通市如皋市東陳鎮(zhèn)雙馬化工有限公司硬脂酸粉塵爆炸，繼而引發(fā)火災，造成8人死亡，9人受傷。