粉塵爆炸事故的防控措施分析

潘杰

摘 要：近些年來，我國對于粉塵爆炸的相關事件報道不斷增加，使得這類事故的防控也不斷受到人們關注。本文首先分析了發生粉塵爆炸的條件，然后再介紹這類事故的預防和控制措施，以期為相關人員提供參考。

關鍵詞：粉塵爆炸；事故；措施

中圖分類號：X507 文獻標識碼：A

粉塵爆炸指的是空氣中懸浮者可燃的固體微粒，與明火或電火花接觸后引發爆炸。隨著粉塵爆炸的頻繁發生，其預防及控制措施不斷受到社會各界的高度重視，一旦發生爆炸則會對人們的生命安全與財產安全造成嚴重損害，同時也會對國家經濟造成巨大損失。有相關研究指出，無論是金屬粉塵，還是一些有機物、塑料以及煤粉、農產品等粉塵均有可能引發爆炸事故。

1.粉塵爆炸的條件分析

通常情況下，發生粉塵爆應當具備5個條件，即粉塵與空氣濃度混合比、具有可燃的粉塵、火源以及氧化劑，但是這幾個條件是相對于某些封閉空間而言。有資料提示，當前我國在開展工業生產的過程中，都會產生大量的易燃粉塵，其中面粉粉塵、鎂鋁的金屬粉塵以及糧食粉塵、飼料粉塵等等均極易發生粉塵爆炸。在粉塵燃燒與爆炸過程中，氧化劑為其提供氧氣，屬于助燃物，而空氣中的氧氣就是一種天然的助燃氣。也有極少條件下，空氣中的N2、CO2也會參與燃燒。

2.關于粉塵爆炸預防措施的分析

首先，制定預防粉塵爆炸措施的過程中，應當先對部分易出現粉塵爆炸的生產商家制定一套健全的危險評估機制，而此危險評估則需要根據粉塵種類及其性質進行，同時與實際生產條件結合分析，最后根據評估結果采取相應的預防措施。

生產商家開展的安全預防工作內容主要包括減少可燃粉塵的懸浮及其生產量、消除粉塵額點火源以及積極運用抑制燃燒的惰性氣體等。其中，減少可燃粉塵的懸浮需要嚴格落實到實際生產過程當中。除此之外，對易燃粉塵更應當避免其大量堆積，在生產過程當中要對容易堆積粉塵的地方清理干凈。同時避免生產設備出現故障或者發生觸電等引發事故，因素即便這些容易堆積粉塵的地方被及時清理干凈，粉塵濃度也遠遠低于爆炸的濃度，但是如果設備在關閉或者啟動的時候出現故障，極有可能產生電火花，這就增加了粉塵一次爆炸的可能性，也有可能引發其附近粉塵堆的二次爆炸。

3.關于粉塵爆炸控制措施的分析

3.1 耐壓法

耐壓法屬于被動控制爆炸的一種方法，在開展耐壓設備設計的過程當中需要對其最大的承壓力進行確定。這里采取的傳統方法，主要是按照設備最大粉塵爆炸壓力來進行確定，但是此方式將設備的連通管道忽略了，僅僅把設備當作獨立容器來看待。但是在實際的生產當中，設備主題需要和其他管道相連接，存在其他空間，這樣會出現爆壓。所以設置設備最大的耐壓值時首先需要考慮容器與管道之間是否相連接，如果設備僅為一個獨立的密封容器，就可以直接涉及其最大的耐壓值，用Pmax來表示；如果設備之間存在相互連接，則其Pmax就需要根據相關的公式進行詳細計算。另外，設備Pmax采取耐壓法計算時還能優化其結構，促進設備結構盡可能保持軸對稱，以防止設備出現外形棱角，如此在爆炸發生時即便設備容器未與其他管道相同，所承受的爆炸壓力也不會較大，這些棱角極有可能因炸碎后形成再次爆炸。

3.2 爆炸隔離

爆炸隔離的方法是通過應用隔爆系統防止粉塵一次爆炸之后蔓延至其他區域或者工作單元。一般情況下隔爆系統主要包括：（1）物理隔爆：常常被應用在工業生產的傳輸管道旋轉閥與阻爆器中，在煤礦巷道當中也會應用該裝置，以此防止瓦斯、煤塵爆炸之后傳播到其他水槽及巖粉棚區域。這些裝置均遵循了物理填充的隔爆原理，在粉塵出現爆炸之后對爆風或者爆炸造成的沖擊波形成一種隔離帶，避免阻爆炸進一步蔓延。（2）防爆隔離閥：該裝置主要在管道及管道連接部位進行安裝，通過光學爆炸或者安裝壓力探測器假期激活后，通過爆炸探測器安裝快速關閉閥門的操作。如果發生保障之后該隔離閥就會迅速自動關閉，同時抵抗高壓以防止爆炸波、火焰進行蔓延傳播。（3）自動隔爆：該系統是在傳輸巷道、管道中安裝爆炸探測機器，探測器的后方有一個可觸發的噴射式的滅火劑，一旦出現爆炸之后該探測器就會觸發其隔爆裝置而形成一個消焰的劑帶，將隨后傳播而來的火焰進行隔絕。

爆隔離的方法不同于抑爆系統，其隔爆的有效性容易受到火焰速度所影響，所以在安裝隔爆設備的時候需要估算火焰速度，同時，觸發和傳感器之間存在的距離較大，當火焰到達前完全關閉的管道處，就會形成隔爆帶，避免爆炸火焰傳播到其他區域，引起再次爆炸，這樣就能夠將爆炸點有效控制于特定區域內。

3.3 抑爆法

抑爆法指的是經過探測器對生產工作區域或者設備周圍的粉塵情況進行監測，一旦出現爆炸事故之后就會立刻將抑爆系統激活，并且迅速噴射出抑制劑來阻止爆炸再次發生或者蔓延，進而大幅度將爆炸危害消除，該抑爆原理如圖1所示。一般情況下這種抑爆系統需要具備4種基礎屬性，即：（1）應當在發生爆炸之后最短的時間內迅速激活抑爆系統；（2）在極短時間內，通常是10ms～30ms內完成完成激活，此時要注入足夠抑制劑。避免爆炸及其火焰繼續擴散；（3）確保設備可以立刻關閉；（4）爆炸緩解后要避免設備自行重新啟動。

3.4 泄爆法

泄爆法指的是一旦發生粉塵爆炸后能夠明顯降低其破壞性，該裝置的工作原理是發生爆炸后及時固定泄壓口并卸壓，與此同時，把高溫、高壓的粉塵與助燃氣體及時排放出去，將爆炸壓力限制于生產設備材料強能承受的范圍內，降低爆炸人員及設備的損傷。這種卸壓裝置又可以分作重復使用裝置。設計泄壓大小的時需將粉塵爆炸造成的嚴重程度作為決定性因素，如爆炸的初始壓力與溫度、粉塵濃度以及點火源等等，這些因素都會對粉塵爆炸所產生的壓力升高速率造成影響。除此以外，還應當對爆炸壓力的降低以及泄壓口單元幾何形狀、壓力、面積分布等等進行綜合考慮。如果生產設備未連接其他管道，可有通過增加泄壓口來對設備進行泄壓保護，以此避免大量未燃盡的粉塵通過泄壓孔而噴出，再次引起燃燒保障。

結語

綜上所述，隨著各類粉塵爆炸的頻繁發生，其防爆控制方法也不斷受到社會會關注，畢竟一旦發生爆炸事故，就會對周圍的設施、人員安全等造成嚴重損害。本文詳細介紹了幾種常用的預防與控制粉塵爆炸的方法，希望為相關工作人員提供參考。通過有效的方法，嚴格防控粉塵爆炸。

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