典型粉塵涉爆行業爆炸風險分析及安全管控

文·圖/王新華

自2014年江蘇省蘇州昆山市中榮金屬制品有限公司“8·2”特別重大爆炸事故以來，各地區按照國家安全監管總局統一部署要求，持續深化粉塵防爆專項整治，對存在各類隱患的粉塵涉爆企業，限期整改2萬1 415家、停產整頓2 475家、取締關閉4 429家，但粉塵爆炸事故仍時有發生。這一局面引起國家和社會的廣泛關注。

涉及粉塵防爆的典型行業

與氣體爆炸相比，粉塵爆炸具有以下幾個特點：第一，粉塵爆炸壓力上升速率比氣體爆炸小，但燃燒時間長，產生的能量大，破壞程度大；第二，爆炸感應期較長，要經過顆粒表面分解或蒸發階段；第三，粉塵易吸附在工作人員身上，爆炸時易造成人員大面積燒傷；第四，粉塵不完全燃燒產生大量的CO，或粉塵（如塑料）自身分解有毒氣體，會伴隨人員中毒死亡的事故；第五，有產生二次爆炸的可能性。因此，粉塵爆炸造成的后果一般較為嚴重。

僅2016年，全國就新排查粉塵涉爆企業4 704家。截至2016年底，全國共有粉塵涉爆企業4萬2 052家。那么，到底哪些企業會涉及粉塵爆炸危險呢？

不難理解，幾乎所有可與空氣發生氧化反應的粉塵（可燃性粉塵）都可能發生粉塵爆炸，主要可燃性粉塵如示意圖所示。因此，凡是生產過程中會產生可燃性粉塵的企業，都存在粉塵爆炸的風險。按照2015年8月25日國家安全監管總局辦公廳印發的《工貿行業重點可燃性粉塵目錄（2015版）》，工貿行業生產中存在的可燃性粉塵主要有七類：第一類，金屬制品加工：鎂粉、鋁粉、鋁鐵合金粉、鈣鋁合金粉、銅硅合金粉、硅粉、鋅粉、鈦粉、鎂合金粉、硅鐵合金粉；第二類，農副產品加工：玉米淀粉、大米淀粉、小麥淀粉、果糖粉、果膠酶粉、土豆淀粉、小麥粉、大豆粉、大米粉、奶粉、乳糖粉、飼料、魚骨粉、血粉、煙葉粉塵；第三類，木制品/紙制品加工：木粉、紙漿粉；第四類，紡織品加工：聚酯纖維、甲基纖維、亞麻、棉花；第五類，橡膠和塑料制品加工：樹脂粉、橡膠粉；第六類，冶金/有色/建材行業煤粉制備：褐煤粉塵、褐煤/無煙煤（80：20）粉塵；第七類，其他：硫磺、過氧化物、染料、靜電粉末涂料、調色劑、萘、弱防腐劑、硬脂酸鉛、硬脂酸鈣、乳化劑等。

典型行業粉塵防爆安全風險分析

糧食、飼料加工行業

糧食加工的工藝特點是設備布置很緊湊，密度大，且從設備制造商開始就沒有考慮粉塵防爆的問題，涉及爆炸的設備有斗式提升機、除塵器等。糧食加工是流水線式流程作業，所以設備的設置主要是滿足流程的需要，要想把這些危險性大的設備擺放分開也是不現實的。糧食加工企業往往作業面積大，在同一層樓上擺放很多設備，設備內部按流程相互連通，一個地方如果發生爆炸，在沒有做好分段隔離的情況下，聯鎖爆炸的風險較大。

結合GB 17440-2008《糧食加工、儲運系統粉塵防爆安全規程》的要求，對糧食加工行業的防爆安全進行風險分析。

第一，易發生粉塵爆炸的設備宜布置在室外；在室內布置時，宜布置在建筑物內較高的位置，并靠近外墻。

第二，斗式提升機應在機殼垂直段、機頭的適當位置設置泄爆口，且在機頭處應盡可能增大泄爆面積。

主要可燃性粉塵示意圖

目前在用的斗式提升機普遍采用鍍鋅鐵皮做成的方形管，強度低，加上泄爆板后，能不能起到作用很難判斷。且斗式提升機一般設置在室內，也不具備設置泄爆導管的條件，泄爆只能泄放至室內，與AQ 4273-2016《粉塵爆炸危險場所用除塵系統安全技術規范》中的不能泄放至室內相矛盾。有的斗式提升機加裝無焰泄爆裝置，然而無焰泄爆裝置只是解決了火焰的問題，沖擊波對積塵的二次揚塵并沒有解決，二次爆炸的危險依然存在。

第三，對皮帶加裝過載和防跑偏裝置，或者增加皮帶機的溫度監控。

增加溫度監控從客觀上能夠起到故障監測的作用，但對托輥式皮帶輸送機來說，托輥太多，如果對每一個托輥都進行溫度監控的話，那現場的控制線就會非常多，反而給檢修帶來很大負擔。

第四，除塵設備除塵器宜采取泄爆方式，并有足夠的泄爆面積；泄爆膜應保持密封，并能承受風機在各種條件下產生的最大吸壓力。

然而即使泄爆沒有問題，泄爆后的火焰和沖擊波的二次揚塵也會產生更大的危害，無焰泄爆裝置雖能解決火焰的熄滅問題，但成本高，也解決不了沖擊波二次揚塵的危險。

第五，糧食加工的旋風除塵器和輸送管道，因磨損嚴重問題，有些企業采用了用鋼化玻璃粘接成旋風除塵器和方形管道，這種情況可能會產生更大的危險，但標準上暫時沒有提及。

第六，無焰泄爆裝置動作后，應計算其對環境的壓力和溫度的影響有多大，并判斷其動作后果的可接受度。在一個區域如果安裝有多個無焰泄爆裝置，假如幾個設備同時泄爆，對局部區域的影響有多大，都應該判別，但是當前標準尚沒有做相應的指導性規定。

噴涂行業

目前在靜電噴塑行業一般有以下幾種生產方式：一種是流水線式的，有獨立的噴粉房，有一級旋風，二級濾筒除塵器；另外一種是采用開放式的除塵器，俗稱面包爐，在噴粉房內有幾個濾筒，由風機抽風，濾筒過濾后的粉塵直接落地，積塵較為嚴重，作業環境較為惡劣，地面塑粉要用掃帚清掃，噴粉房粉塵堆積量很大，一旦爆炸或發生火災，危害較大。

現有的噴塑線，包括進口設備均沒有考慮爆炸防護問題。有防爆改造條件的是流水線式的，一般有自動和手動兩種。因為噴涂不同工件可能要換不同顏色的塑粉，為了換粉的方便，采用一級旋風，把85%以上的大顆粒能回用的收集起來。剩下的細塑粉收集到二級濾筒除塵器，濾筒除塵器內的為廢料，不再回用。考慮這種工況，旋風除塵器就近放在噴粉房旁邊，管道也很短，旋風除塵器入口加裝隔爆閥沒有意義，再者加裝隔爆閥后在閥門位置容易積塵，會導致換粉時污染新的塑粉。所以，隔爆閥應加在旋風和濾筒之間，既滿足了工藝需要，也兼顧了安全。旋風除塵器無任何電氣元件，也沒有非金屬材料，產生靜電后通過接地導走，爆炸風險較小，建議旋風除塵器按管道處理，不需泄爆。再者對大旋風來說，其頂部是陀螺，沒有位置設置泄爆口，設備功能的限制也影響相應爆炸防護產品的使用。濾筒除塵器加裝泄爆板后應放在室外。濾筒除塵器放在室內的話，要用無焰泄爆裝置，同樣存在沖擊波對積塵的揚塵現象。再者濾筒除塵器的臟室和凈室之間只是隔了一層濾料，濾筒燒壞后除塵器經過管道和風機直接和室內空氣導通，火焰會通過風機直接泄放到室內。爆炸有一個過程，濾筒濾料能否在泄爆后才燒穿有待商榷，但確實有先燒穿的風險，這樣通過風機出口火焰就直接進入室內空氣中，這些風險都較難控制。

依據GB 15607-2008《涂裝作業安全規程 粉末靜電噴涂工藝安全》、GB 14773-2007《涂裝作業安全規程 靜電噴槍及其輔助裝置安全技術條件》和GB 15607-2008《涂裝作業安全規程 粉末靜電噴涂工藝安全》的相關要求：

第一，粉末靜電噴涂作業與噴漆作業不宜設置在同一作業區內。若設置在同一作業區內，其爆炸危險區域和火災危險區域應按噴漆區劃分。

噴漆和噴塑共存在一個區域作業，沒有按氣粉分離的要求隔離是普遍存在的現象，一般情況下不同工藝區域應分開布置，這一條實際上和AQ 4273-2006第4.6條有沖突，建議按GB 15607-2008第4.4.1條的規定選用氣體防爆設備。

第二，在自動噴粉室內，應安裝可靠的報警裝置和自動滅火系統。在發生火災時，能自動切斷供氣系統和電源。

第三，靜電噴槍要有認證，在作業區內，噴槍無論是運行還是不運行，其放電時產生的點火能量均應為安全點火能量，靜電噴漆槍應小于0.24 mJ，靜電噴粉槍應小于2 mJ。靜電噴槍點火試驗用氣體來做。試驗氣體未被點燃，則認為通過試驗。

木材加工行業

木材加工行業由于國內低端建設廠房較多，工藝涉及產塵點較多、產塵量大，且多數未考慮粉塵防爆安全設計，整改難度大，當前屬于涉及粉塵爆炸的最高風險行業。其中最典型的問題是木粉塵除塵系統改造后木粉倉是否符合要求的問題，為了降低風險，結合行業現狀，可采取以下措施：第一，木粉倉的強度應不低于預期的爆炸壓力。第二，木粉倉應按規范要求設置泄爆設施。第三，木粉倉上方應加裝噴淋系統。第四，除塵器發生火災、爆炸時，鎖氣卸灰裝置應及時關閉。第五，嚴格禁止外來點火源。第六，木粉倉盡可能設置在除塵器的側面。

我國粉塵防爆安全管理的現狀

粉塵防爆知識匱乏

我國多年來對粉塵防爆安全問題的忽略，導致了企業粉塵防爆安全知識的缺乏。企業因“無知者無畏”而導致的粉塵爆炸事故屢見不鮮，參與粉塵防爆安全隱患排查的中介機構及專家水平也是參差不齊。廣東省安全生產委員會辦公室關于粉塵涉爆企業專項整治第一階段工作情況的通報中就指出：“在整治過程中，一些企業所聘請的專家和中介機構的專業水平不高、技術服務不到位。”因此，加強粉塵防爆知識的宣傳教育十分必要。

粉塵防爆標準缺失

與歐美發達國家相比較，我國尚未形成適合本國國情、體系較為完善的具有技術先進性和實踐可操作性的粉塵防爆標準體系。

粉塵防爆設備產業薄弱

目前市場主流的粉塵防爆設備多為進口設備，主要應用于一些外資企業，由配套供應商引入中國境內，部分效益較好的國有企業也有應用，大量的中小企業因無力購買而無法落實整改。由于巨大的市場需求，國內大量企業投入粉塵防爆生產工藝設備和泄爆、隔爆與抑爆產品等爆炸保護產品的生產制造，但是由于國內缺乏粉塵防爆設備的相關標準和檢驗檢測認證制度，缺乏強制企業使用粉塵防爆設備的法律法規，造成產品質量無法保證、技術無法得到推廣應用的局面。

歷史遺留問題嚴重

當前我國粉塵防爆安全管理的最大問題是沒有參與各大行業的設計環節，導致許多工藝設備先天不足，要么自身存在粉塵爆炸的危險，要么是結構布局缺陷導致無法采取爆炸預防和保護類安全補償措施。因此，今后粉塵防爆安全監管工作是一項系統工程，需要各大行業的設計研究院參與進來，真正做到標本兼治。

總之，粉塵防爆專項整治是一項長期任務，國務院安委會2017年安全生產工作要點專門提出了要求，必須標本兼治、鞏固成果、持續發力，主要做好以下幾項工作：進一步細化工作措施，著力在夯實基礎工作上下功夫。進一步強化執法檢查，著力在整改重點問題和隱患上下功夫。進一步加強調度督導，著力在狠抓責任落實上下功夫。進一步加強宣教培訓，著力在提高整治能力水平上下功夫。進一步強化技術攻關，著力在提升本質安全上下功夫。進一步加強常態化監管，著力在建立長效機制上下功夫。