木制家具企業(yè)粉塵燃爆風(fēng)險預(yù)防

文/江湖一佳 潘超

本文結(jié)合木制家具行業(yè)的生產(chǎn)工藝特點(diǎn)，剖析該類型企業(yè)存在的粉塵燃爆風(fēng)險，加強(qiáng)粉塵燃爆防護(hù)研究工作，對保障木制家具制造業(yè)的安全穩(wěn)定發(fā)展具有重要的意義。

圖1 木制家具開料工藝粉塵產(chǎn)生圖

英國化學(xué)工程學(xué)會出版的期刊《Process Safety and Environmental Protection》（《過程安全和環(huán)境保護(hù)》）中的一篇文章《Dust explosion:A threat to the process industries》（《粉塵爆炸：過程工業(yè)的威脅》），對1785-2012年間全世界超過2 000起粉塵爆炸事故進(jìn)行不完全統(tǒng)計(jì)，得出木材加工場所粉塵燃爆事故所占比例為17%，僅次于食品加工行業(yè)（40%）。木制家具企業(yè)本身的工藝特點(diǎn)決定了其具有較高的粉塵燃爆危險性。木質(zhì)粉塵種類多、加工工藝復(fù)雜、企業(yè)規(guī)模參差不齊、家具廠物料亂堆亂放、存在不可預(yù)見點(diǎn)火源和管理措施不當(dāng)?shù)龋际谴偈鼓局萍揖咝袠I(yè)易引發(fā)粉塵燃爆的風(fēng)險因素。由于管理缺陷、安全意識薄弱、粉塵爆炸科學(xué)知識缺乏等原因，粉塵燃爆事故頻發(fā)。本文結(jié)合現(xiàn)場調(diào)研情況，針對各類風(fēng)險因素提出了粉塵燃爆防控技術(shù)和管理措施。

圖2 木制家具打磨工藝粉塵產(chǎn)生圖

風(fēng)險因素

粉塵燃爆是指一定濃度的可燃粉塵和空氣混合物（粉塵云）分散在相對密閉的空間中，被適當(dāng)?shù)狞c(diǎn)火能量點(diǎn)燃后，發(fā)生爆炸而造成嚴(yán)重破壞的現(xiàn)象。通常認(rèn)為，工業(yè)爆炸均應(yīng)該具備3大必要條件：可燃性物質(zhì)，氧化劑和點(diǎn)燃源。但工業(yè)粉塵爆炸的發(fā)生還需要幾個充分條件，例如粉塵與空氣混合均勻形成粉塵云，且處于相對密閉的空間，所以行業(yè)中有時也會稱粉塵爆炸“5要素”。與其他類型的粉塵爆炸相比，木材本身屬于可燃物質(zhì)，加工過程中的木材原料、中間產(chǎn)品、成品及附屬木料、碎屑等都屬于可燃物。這不僅將粉塵爆炸的風(fēng)險擴(kuò)大化，而且對于粉塵爆炸后果產(chǎn)生無法估量的損失。

對實(shí)地粉塵涉爆行業(yè)的走訪調(diào)研后，分析得出木制家具企業(yè)粉塵燃爆的風(fēng)險因素：

從粉塵自身因素來看，木質(zhì)粉塵種類多、爆炸性威力大。木質(zhì)粉塵的成分主要是由碳、氫、氧、氮等元素組成，但是元素組成比例不同的木質(zhì)粉塵具有不同的著火、爆炸特性參數(shù)。根據(jù)原國家安全監(jiān)管總局頒布的《工貿(mào)行業(yè)重點(diǎn)可燃性粉塵目錄（2015版）》（監(jiān)總廳管四〔2015〕84號），木粉最小點(diǎn)火能較低，最大爆炸壓力與6 μm鎂粉（1 MPa）相當(dāng)，爆炸指數(shù)接近St2（20 MPa·m/s）級別，熱表面溫度控制在235 ℃以下，爆炸危險性級別為高。

圖3 木制家具半成品擺放雜亂

圖4 木制家具企業(yè)現(xiàn)場粉料堆積嚴(yán)重

從企業(yè)風(fēng)險來看，木制家具易發(fā)生粉塵爆炸，是由企業(yè)規(guī)模參差不齊，加工工序復(fù)雜，物料堆積嚴(yán)重，點(diǎn)火源種類多，管理措施不當(dāng)?shù)仍蛩隆氖履局萍揖呒庸さ钠髽I(yè)多為私人企業(yè)，一般規(guī)模小、數(shù)量多、分散廣。由于廠房面積的限制，因此木制家具廠在建廠布局時往往隨意性較大，生產(chǎn)車間、庫房區(qū)和休息區(qū)混為一體。多數(shù)木制家具企業(yè)的廠房和倉庫由磚瓦、木板等簡易材料構(gòu)成，防火等級低。另外，企業(yè)生產(chǎn)規(guī)模的差異，管理和生產(chǎn)技術(shù)水平的不均衡，造成在加工過程中對粉塵控制情況存在很大的差距。有些企業(yè)追求短期可見的利潤，盡量減少非生產(chǎn)性的投資，不少企業(yè)也存在著“以罰代治”的想法。因此，一些企業(yè)在建廠時并未采取任何控制粉塵的措施，生產(chǎn)性粉塵處于無組織排放，切屑碎料散落在車間內(nèi)，空氣中彌漫著粉塵。

在家具制造過程中，木質(zhì)粉塵的產(chǎn)生遍布工藝流程，能懸浮的粉塵因不同的工藝操作條件、不同的碎屑含水率等有較大的差異。如在機(jī)加工工藝中，會對零件進(jìn)行平刨、壓刨、截頭等加工，使之平整光潔。此工序主要產(chǎn)生片狀刨花和銑削粉塵，屬于中型木質(zhì)粉塵，粒徑較大，粉塵如果飛入或者彈入人的眼睛，會造成傷害，影響正常操作。此外，在表面精裝工序中會產(chǎn)生木質(zhì)粉塵、油漆粉塵和含膠粉塵等，粉塵產(chǎn)生最為嚴(yán)重，處理過程多以人工操作為主，而人工操作并未配備專業(yè)的吸塵設(shè)備，導(dǎo)致粉塵的積聚和懸浮較多，這就為粉塵爆炸的發(fā)生提供基本條件。

相比于其他粉塵涉爆行業(yè)，木制家具廠存在有大量木料堆放的現(xiàn)象，加工車間及倉庫的木料、半成品等多處于堆放狀態(tài)，車間通道上也常會堆積一些原料、廢料等。存儲物料時存在物料距屋頂、距燈具、距墻體以及堆與堆之間距離不足的現(xiàn)象。這樣會造成木制家具廠疏于清理的陋習(xí)，即使是清理，往往也忽略掉那些死角不易發(fā)現(xiàn)處。

木制家具在加工過程中產(chǎn)生的點(diǎn)火源主要有機(jī)械表面、電氣火花、動火作業(yè)產(chǎn)生的明火等。木制加工工藝中常使用的機(jī)械設(shè)備一般轉(zhuǎn)速較高，加工時經(jīng)常有原料中的砂石、鐵釘與機(jī)械設(shè)備撞擊產(chǎn)生火花，引燃堆積的木屑。此外，制品在涂漆過程中，需使用油漆和各種溶劑、干性油的混合物，這些物品大多屬于可燃和易燃液體。噴漆時，通過噴槍會產(chǎn)生積聚靜電，放電時會引起溶劑蒸氣燃燒，引燃其他可燃物。同時，木制加工廠存在電線敷設(shè)不當(dāng)、電機(jī)因粉塵堆積而燒壞、電路老化等現(xiàn)象，都會導(dǎo)致電氣設(shè)備起火。

在對木質(zhì)粉塵涉爆行業(yè)進(jìn)行調(diào)研時，企業(yè)負(fù)責(zé)人和員工最多考慮到對職業(yè)健康危害的防護(hù)，對粉塵防爆的相關(guān)培訓(xùn)和認(rèn)識較少。而在管理制度方面，大部分企業(yè)都未配套有完整和規(guī)范化的作業(yè)崗位安全操作規(guī)程、現(xiàn)場清理制度和動火制度等。

防控技術(shù)與管理措施

木制家具業(yè)粉塵燃爆的重點(diǎn)防控部位主要是吸塵管道、粉塵運(yùn)輸系統(tǒng)、除塵器、物料倉、大型電氣和機(jī)械設(shè)備、車間墻體與屋架和機(jī)床表面粉塵沉積處。根據(jù)粉塵燃爆的5大要素，后3個條件在生產(chǎn)中比較難以消除，但是可以控制。預(yù)防粉塵燃爆的關(guān)鍵即消除“點(diǎn)火源”“可燃性粉塵”“氧化劑”中一個或多個要素。

粉塵燃爆防控技術(shù)分為兩類：一類是預(yù)防性技術(shù)，即通過控制和消除燃爆事故發(fā)生的條件，以減少或避免燃爆事故的發(fā)生；另一類是控制性技術(shù)，即通過控制燃爆破壞力的形成，以減輕粉塵燃爆事故的后果，即損失的嚴(yán)重程度。

預(yù)防性技術(shù)與管理措施

消除點(diǎn)火源。粉塵燃爆必須要有足夠的點(diǎn)火能量，因此通過對點(diǎn)火源的預(yù)防，可以有效地防止粉塵燃爆事故的發(fā)生。木制家具行業(yè)生產(chǎn)工藝過程中產(chǎn)生的主要點(diǎn)火源類型有機(jī)械火花、電氣火花和靜電等。在防止機(jī)械類摩擦等產(chǎn)生的火花，所有木材加工設(shè)備，包括但不限于砂光機(jī)、氣力輸送設(shè)備、除塵設(shè)備等的入口端，均應(yīng)設(shè)置防止異物進(jìn)入的裝置。預(yù)防電氣火花的產(chǎn)生主要是針對粉塵爆炸危險場所選用合適的防爆電氣設(shè)備。電氣設(shè)備的選型和安裝按照GB 12476.1-2013《可燃性粉塵環(huán)境用電氣設(shè)備 第1部分：通用要求》的規(guī)定。同時在粉塵爆炸危險場所應(yīng)盡量減少插座和局部照明燈具的數(shù)量，電氣布線應(yīng)敷設(shè)在鋼管中。控制靜電的產(chǎn)生和電荷積聚的有效途徑是依據(jù)GB 15577-2007《粉塵防爆安全規(guī)程》和GB 12158-2006《防止靜電事故通用導(dǎo)則》對所有金屬設(shè)備、裝備外殼、金屬管道、支架、構(gòu)件、部件等采取防靜電接地。所有金屬管道連接處應(yīng)進(jìn)行跨接。在木制家具企業(yè)中最常見的除塵器為雙桶布袋式型，袋式除塵器應(yīng)選用防靜電導(dǎo)電性濾料、防爆電磁閥。為防止人體皮膚與衣服之間、衣服與衣服之間摩擦產(chǎn)生的靜電，企業(yè)應(yīng)為可燃粉塵作業(yè)人員配備防塵口罩、防靜電手套、防靜電鞋、防靜電服或棉布工作服、防塵服、阻燃防護(hù)服等個體防護(hù)裝備。

控制可燃性粉塵。只有當(dāng)可燃性粉塵與空氣混合達(dá)到爆炸極限濃度，才會有爆炸危險。在實(shí)際生產(chǎn)中，可盡量消除可燃性粉塵或合理控制空氣中的粉塵濃度。采取的措施有：第一，保障木制家具業(yè)粉塵氣力輸送及除塵系統(tǒng)、管道系統(tǒng)具有良好的密閉性，盡可能防止粉塵從設(shè)備中泄漏。同時確保除塵系統(tǒng)的管道設(shè)備風(fēng)速應(yīng)不低于20 m/s，以免造成管道堵塞現(xiàn)象。第二，消除粉塵或縮小粉塵擴(kuò)散范圍，降低可燃粉塵濃度。如所有產(chǎn)塵點(diǎn)均應(yīng)設(shè)置吸塵罩，并保證有足夠的吸塵風(fēng)量。按照生產(chǎn)工藝分片區(qū)設(shè)置相對獨(dú)立的除塵系統(tǒng)，通過除塵器的木質(zhì)粉塵可排入到水池中，增加木質(zhì)粉塵的濕潤度，防止堆積產(chǎn)生燜燃。第三，及時清理沉積粉塵。作業(yè)場所沉積的粉塵是引發(fā)連鎖爆炸的主要因素。對于木制家具場所，任何時候粉塵沉積厚度均不應(yīng)超過3.2 mm。各種管道和現(xiàn)場的積塵和粘掛的纖維，除塵系統(tǒng)中的風(fēng)機(jī)、電機(jī)、護(hù)罩和傳動機(jī)構(gòu)、電氣設(shè)備表面和內(nèi)部都是粉塵清掃的關(guān)鍵之處。粉塵清掃的方式應(yīng)采用無火花、防靜電和防揚(yáng)塵的工具。

限制氧含量。限制氧含量的方法是依據(jù)惰性氣體保護(hù)原理。但是惰性防爆不利于工作人員的身體健康，一般使用在密閉條件好、內(nèi)部無人作業(yè)的筒倉等設(shè)備中。目前木制家具企業(yè)未用到此預(yù)防技術(shù)。

控制性技術(shù)與管理措施

預(yù)防性技術(shù)用來完全消除粉塵爆炸的發(fā)生肯定是不可能的。因此必須對存在可燃性粉塵燃爆風(fēng)險的任何場所采用粉塵燃爆控制性技術(shù)，從而減少燃爆事故帶來的嚴(yán)重?fù)p失。在木制家具企業(yè)常見的控制性技術(shù)為在除塵器和主管道設(shè)備設(shè)置泄爆口，建筑結(jié)構(gòu)中的泄壓設(shè)計(jì)以及生產(chǎn)設(shè)備、設(shè)施中的泄壓裝置應(yīng)符合GB/T 15605-2008《粉塵爆炸泄壓指南》的要求。氣力輸送系統(tǒng)、除塵器和物料倉應(yīng)安裝火花探測和自動報警裝置。為避免某處粉塵燃爆而促使其他系統(tǒng)的再生爆炸，在管道連通之間配套有隔爆閥，阻止火焰的傳播。

組織管理措施往往被人忽略或忘記，但是大多數(shù)情況是有效的，甚至在特定場合能代替技術(shù)措施。包括：

加強(qiáng)作業(yè)崗位的安全教育培訓(xùn)。企業(yè)主要負(fù)責(zé)人應(yīng)依法依規(guī)參加安全生產(chǎn)監(jiān)管部門組織的防范發(fā)生粉塵爆炸事故的專項(xiàng)培訓(xùn)，具備粉塵防爆的安全生產(chǎn)知識和管理能力。企業(yè)員工應(yīng)普及粉塵防爆知識和安全法規(guī)，對危險崗位的職工進(jìn)行專門的粉塵防爆安全技術(shù)和作業(yè)培訓(xùn)。

開展隱患排查治理，制定科學(xué)合理、有效的粉塵燃爆整改措施和技術(shù)方案。結(jié)合木質(zhì)粉塵爆炸危險場所的特點(diǎn)，重點(diǎn)圍繞涉及粉塵懸浮或飛揚(yáng)的場所、裝置或局部空間，尤其是除塵吸塵管道系統(tǒng)、打磨工藝、噴漆工藝等工作區(qū)域，辨識出粉塵爆炸危險源，進(jìn)行風(fēng)險等級評估，提出相應(yīng)的整改措施。

完善安全管理制度。建立健全通風(fēng)除塵系統(tǒng)使用維護(hù)、粉塵清理作業(yè)、打磨拋光作業(yè)、檢維修作業(yè)、動火作業(yè)等安全操作規(guī)程。制定及完善安全生產(chǎn)應(yīng)急預(yù)案中針對粉塵涉爆事故的現(xiàn)場處置方案，并進(jìn)行針對性的培訓(xùn)及演練。

基金項(xiàng)目：廣東省質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督局科技項(xiàng)目（2016CT13）,國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目（2017YFC0804705-5）