從“8·2”粉塵爆炸事故看粉塵防爆安全

趙原

2014年8月2日，我國江蘇省昆山市中榮金屬制品有限公司發生了特別重大粉塵爆炸事故，給全國存在粉塵爆炸危險的企業敲響了警鐘。企業應當采取哪些粉塵防爆措施呢？為此，本刊記者采訪了首都經濟貿易大學安全與環境工程學院副教授、一級安全評價師郭建中，了解粉塵在生產中的爆炸危險和技術防范措施。

粉塵爆炸特性

爆炸性粉塵有很多，煤粉、面粉、麻粉、金屬粉塵等可燃粉塵都具有爆炸性。郭建中介紹說：“粉塵的理化特性中，有些與其塊狀物料的性質一致，比如石頭不可燃，破碎成細砂、塵土以后也不可燃；但粉塵也會具備一些其塊狀物料沒有的特性，比如麥子能夠燃燒，不會爆炸，但是磨成面粉以后就有爆炸的可能。另外，同一種物質的粉塵爆炸特性和粉塵粒徑的大小也有關系，粒徑越小，爆炸的危險性越大。”

發生粉塵爆炸需要有幾個必要條件：可燃性粉塵；分散在有限空間內；有點火源；粉塵濃度在爆炸下限和爆炸上限之間。在生產作業的粉塵防爆中，人們通常所關注的是爆炸下限。“比如鋁粉的爆炸下限在40 g/m3左右，這是一個什么概念呢？GBZ2.1-2007《工作場所有害因素職業接觸限值》中要求，作業場所中鋁粉的TWA（時間加權平均容許濃度）值為3 mg/m3。相比較來說，爆炸下限是職業衛生標準的1萬多倍，是非常高的。”

據此來說，作業場所中的粉塵濃度即使超過職業衛生標準的要求，也不可能達到爆炸下限，那么為什么昆山中榮金屬制品有限公司仍然發生了如此劇烈的鋁粉爆炸呢？郭建中以1987年哈爾濱亞麻廠發生的亞麻粉塵爆炸事故為例作出了解釋。

1987年3月15日，哈爾濱亞麻廠發生特大亞麻粉塵爆炸事故，死亡58人，受傷177人，炸毀了1.3萬m2的廠房。郭建中說：“哈爾濱亞麻廠的爆炸波及范圍比‘8·2昆山事故還要廣，這一結果是由3次階梯式的連續爆炸造成的。”亞麻廠的梳麻車間在作業時會產生麻纖維粉塵，“當時工廠內所有生產設備都配有通風除塵系統，一共有幾十套，但都是前蘇聯援建的非常老式的除塵系統。”這起事故的調查結果表明，此次亞麻粉塵爆炸事故首先發生在亞麻廠中央換氣室南部的2個除塵器內，首次爆炸的范圍只是2套除塵系統。但由于各個除塵系統之間都是通過遍布全廠的地溝作為主管道相連接。首次爆炸把地溝里常年積存的大量粉塵震起，使得地溝內的粉塵濃度瞬間達到爆炸下限，引起了二次爆炸。二次爆炸將地溝上方覆蓋的水泥蓋板炸開，形成的沖擊波把車間地面、設備、房梁等表面積累的粉塵揚到空氣中，又使得上萬平方米范圍內的車間粉塵濃度瞬間達到了爆炸下限，造成了三次爆炸，最終使整個廠房被夷為平地。

郭建中說，二次爆炸或多次連續爆炸，是粉塵爆炸具有的一大特性。粉塵爆炸中，大多數致命的、大規模的破壞，都是由二次和多次爆炸造成的。在昆山事故中，郭建中根據目前工人們反映的情況推測，中榮公司的工廠職業衛生狀況一直很差，輪轂加工車間里原本空氣中的鋁粉濃度就超標，加之不注意安全管理和日常的清掃維護，使得工作環境極為惡劣，地面和設備等表面上必然有大量粉塵堆積。因此當局部地區有一個點發生燃爆后，產生巨大的能量，使積塵受到沖擊波的影響，車間內的鋁粉濃度瞬間達到爆炸下限，引起更大規模的爆炸。

通風除塵系統的選擇

在“8·2”昆山爆炸事故中，中榮公司所使用的通風除塵系統引起了廣泛的關注。那么通風除塵系統選用不當，是否對這起事故的發生也起到了一定的影響呢？郭建中解釋說：“除塵器效率的高低僅僅和環保有關，凈化效率越高，排放物對大氣的污染越小，但作業場所的粉塵濃度主要是與設備上加裝的吸塵罩有直接的關系。”據郭建中介紹，通風除塵系統主要有4大關鍵部件。

吸塵罩

吸塵罩配合生產設備控制粉塵擴散，對生產中產生的粉塵能夠有效捕集，是通風除塵系統中減少作業場所中粉塵濃度的關鍵裝置。吸塵罩大致可分為兩種：一種是密閉罩或半密閉罩，其中密閉罩是把塵源包裹在一個小范圍的空間里，吸塵效果最好，但是會對生產操作有一定的影響，有的時候受工藝限制不能用；半密閉罩相對密閉罩包裹密封程度低一些，“比如家庭炒菜時用的有些吸油煙機三面有擋板，一面沒有，就是一種半密閉罩。”另一種是外部罩，也叫做傘形罩，是在塵源的一側加吸氣口，有的作業不能把整個塵源封起來，就使用外部罩。生產中使用最多的是半密閉罩和外部罩，罩子的吸氣氣流是由后面的通風機提供動力。“吸塵罩的設置中，位置的好壞、罩子的大小、通風量大小等等，都對于塵源的擴散程度具有關鍵作用，作業環境的空氣質量能不能達到職業衛生標準的要求，很大程度上就取決于吸塵罩的設計。”郭建中說。

除塵器

除塵器屬于環保設備，作用是將含塵氣體里的粉塵從氣體里分離出來，使氣體得到凈化，向外排放時保證周圍的環境不受污染。除塵器主要分為四個大類：過濾式，使用纖維濾料進行過濾，簡稱布袋式除塵器；靜電式，通過在管道空間內加電場，讓粉塵荷電向一個方向移動，其優點是耐高溫高濕，所以工業爐窯煉鐵煉鋼常使用這種除塵器；機械除塵，由于效率較低，現在已較少使用；濕法除塵，利用大部分粉塵的親水性除塵，簡單省錢，但效率低，不利于回收，并且造成污染物從氣體轉移到了液體中，現在也很少使用。郭建中介紹說：“現在我國粉塵控制除塵器，主要是布袋式和靜電式除塵器。其中布袋式除塵器由于其除塵效率較高，國內標準可達到99.5%以上，對于攔截細粉、特別是常溫的粉塵特別有效，而且便于回收利用，因而目前是國內外最受歡迎的一種除塵器。”

通風機

通風機是一種機械設備，主要用于提供能量。在電動機的帶動下將機械能轉化為空氣的動能和壓能，使氣體能夠按照人們的要求保證一定的氣體量和壓力源源不斷地流動，保證粉塵的控制。

通風管道

作用有兩個，一是輸送氣體，二是將上述三大部件連接成一套完整的系統。

血的教訓

“8·2”昆山粉塵爆炸事故的教訓是慘痛的，從這起事故中也可以看出，這類勞動密集型的金屬加工企業對粉塵的危險認識遠遠不夠，思想麻痹，對安全生產和職業衛生不重視。郭建中說：“有一些涉及粉塵作業環境的高危行業企業從很早以前就對粉塵爆炸采取了必要的防范措施，因此即使該行業危險性很高，卻很少發生大的事故。比如首鋼集團在生產過程中會使用煤粉，而且火源不可避免，因此他們的噴吹煤粉系統使用氮氣來代替空氣。氮氣屬于惰性氣體，可以有效地避免爆炸，但這樣生產成本也大大增加了。其實目前針對各種粉塵危險情況，技術上都可以找到很好的解決方案，但安全性能的提高意味著投入就要增加。有些企業老板明知道有危險，但在安全上就是不舍得投入。”

安全措施

爆炸性粉塵如此危險，有關企業應當做好哪些防范措施呢？郭建中從4個方面，介紹了存在該類危險性的企業在生產作業中應采取的防爆安全措施。

作業場所中的機電、設備都要選用防爆型，或加裝防爆的裝置，嚴禁明火。像鎂鋁這種熱敏性金屬粉塵，還要注意防止靜電的產生，比如布袋除塵器里的濾料，可選用加入金屬絲的防靜電類型。

爆炸性粉塵的通風系統，除了要保證作業場所中的粉塵濃度符合職業衛生的要求外，還要保證通風系統內的粉塵濃度始終在爆炸下限的50%以下。如果濃度高了，就要加大風量進行稀釋。確保即使有火源或靜電在通風系統內產生，也不會引發粉塵燃爆。

通風除塵系統裝置需加設隔爆或泄爆裝置，選擇在沒有人作業的、不危險的地方，比如沖向窗口的位置加設泄爆裝置。這樣一旦在系統內發生小規模的爆炸，就能夠及時地將氣壓泄出，減少發生大規模爆炸的可能。郭建中告訴記者：“例如，在水泥的生產過程中一般會有煤粉產生，非常容易發生燃爆。按照規范，在設計時都需要加設這些裝置。即使一些大型的、安全管理情況較好的水泥廠，煤粉發生燃爆的情況也比較普遍，但通常只會把設備里面的濾料燒壞，不會造成大規模的、破壞性的爆炸。假如沒有這些隔爆、泄爆裝置，火燒連營，引起設備爆炸甚至廠房爆炸的事故就會經常發生了。”

及時清掃死角積塵。郭建中強調說：“凡是有易燃易爆的粉塵形成的企業，在安全管理和職業衛生管理上都要格外小心，要非常注意日常的清掃、維護工作，不能留有粉塵堆積的死角。金屬加工企業發生像中榮公司這么大的粉塵爆炸事故是一個偶發現象，但是其背后隱藏的問題非常嚴重，體現出了企業一直對安全管理和職業衛生管理的漠視，使工人長期在高濃度的粉塵環境下工作，并且沒有對工作場所內的積塵及時清掃。如果把周圍環境都打掃得干干凈凈，不留積塵，沒有了二次爆炸的條件，局部的燃爆也不會造成這么大面積的爆炸。”

昆山事故發生僅2天后，國務院安委會辦公室就發出緊急通知，要求全國各地開展粉塵防爆專項整治。郭建中感慨：“希望經過這次事故，能夠給大家敲響警鐘。通過全國性的排查，同類事故不要再次發生。此外，向企業的管理者和工人普及一些粉塵防爆知識也是非常必要的。”

實習編輯 趙 原endprint