粉塵爆炸事故模式及其預防研究

唐佳豪

摘要：隨著工業企業的發展，對于運營安全的管理質量已經給與足夠的重視。如對粉塵爆炸事故發生的原因、粉塵爆炸規律、粉塵爆炸產生點火源類型以及粉塵爆炸事故預防措施的分析等等，在研究領域受到重視。由于粉塵爆炸發生的危險性較大，因此除了在發生粉塵爆炸事故之后應進行及時的總結歸納，還要進行粉塵自身可燃性、粉塵所處環境狀態，粉塵種類、粉塵事故模式等從機理的角度加以研究，有針對性地提出相應的預防措施。

Abstract： With the development of industrial enterprises， enough attention has been paid to the management quality of operational safety. For example， the causes of dust explosion accidents， the rules of dust explosions， the types of ignition sources generated by dust explosions and the prevention measures for dust explosion accidents have been valued in the research field. Because the danger of a dust explosion is large， it should be summarized in a timely manner except after a dust explosion accident， and the flammability of the dust itself， the environmental state of the dust， the type of dust and the mode of dust accidents should also be studied from the perspective of the mechanism， and corresponding preventive measures should be proposed.

關鍵詞：粉塵;粉塵爆炸;事故預防

Key words： dust;dust explosion;accident prevention

中圖分類號：X928.7 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? 文獻標識碼：A ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?文章編號：1006-4311（2020）08-0231-02

0 ?引言

粉體在工業生產中運用很多，對其安全生產原理也予以研究，對實際工作起到指導作用。隨著工業的發展，在工業上多采用粉體做原料，使用粉末進行冶金、有機合成的頻率十分頻繁。有一些成品屬于粉料，種類繁多，用量較多，使用不當就容易產生粉塵爆炸危害。因此在工業操作上，響應粉塵操作連續化程度較強的談，必須做好粉塵爆炸的預防措施。

1 ?粉塵爆炸的危害

為了防止粉塵爆炸發生，諸多企業在安全管理上加大力度、提升質量，然而實際操作中，如在粉塵加工、運輸和儲存過程中，安全管理欠缺，企業缺乏必要的防火防爆設施，導致粉塵爆炸危險增大。例如在某企業操作過程中，工人使用除塵器清理排氣管內附著的煤粉，采用鋁線綁的碎布反復清除的方式，造成了粉塵的懸浮。懸浮粉塵大量出現在清理過程中，由于管壁被碰撞，產生了隔板上的火花，最終導致粉塵爆炸，出現了較大的人身傷亡以及經濟損失[1]。類似的系列故障引起了國際社會和國內理論界研究的重視，一些專家學者針對粉塵爆炸事故進行了相應的研究，建立了粉塵爆炸實驗模型，對于粉塵爆炸的原因進行了分析，采用模擬的實驗的方法，真正的為粉塵、爆炸工程以及安全防護提供了理論基礎。

2 ?粉塵事故統計分析

通過粉塵事故發生的原因以及影響因素的分析，結合粉塵事故統計報告相關自老，采用模擬試驗的方法確定事故的防治策略。通過模型的獲取，對于此類事故發生的原因進行了論證，并有針對性的提出防治粉塵爆炸災害出現的措施。

①基本數據統計，我國粉塵爆炸事故受到工業生產的需求日益增長的影響呈現逐步增加的趨勢。在20世紀60、70年代出現了暫時的減緩現象，但是隨著經濟不斷發展，粉塵加工業發達，粉塵爆炸事故開始增多。粉塵爆炸事故涉及到的物質如無機物、有機化學物、合成物、纖維物等，呈現出使用量和使用次數增多的情況，造成了人員傷亡情況。

通過對事故發生原因的分析發現，造成人員嚴格控制粉體物料是非常關鍵的。另外按照危險程度來劃分，粉塵的爆炸危險程度從高到低分為加工粉體、有機化合物、無機物粉、煤粉等，粉塵點火是粉塵爆炸的導火索，因此對于火源形式進行了解，并防止粉塵爆炸具有重要意義。經統計分析，由于點火方式或者頻率導致粉塵爆炸一般從高到低為摩擦靜電火花、熔斷火花、不明火源、電氣設備、短路等[2]。

②物質、管理、人為因素均可導致粉塵爆炸事故發生，對于上述原因加以分析可方能有針對性地提出解決方法。人為原因包括違反操作規程和勞動焦慮導致占較大比例。物質原因如光線弱或工作地點及通訊情況，不良設施公復建等有缺陷，在防護信號上有缺陷等。管理失誤造成的而原因往往與組織培訓不足、管理教育不夠、勞動組織性差有關系，因此安全操作規程不嚴格的情況時有發生，現場缺乏檢查和指導。從上述不安全因素中，人為因素引起的事故較多，其次為物質因素，勞動紀律的設置和設備和防護用品的檢修和維護非常重要，而對人員的培訓和安全教育也是非常重要的。

3 ?粉塵爆炸模式

①經過實驗分析，粉體的粒度對爆炸性能影響的規律性并不強，但粉體的尺寸越小，其比表面就越大，燃燒就越快，壓強升高速度隨之呈線性增加。

對典型的粉塵爆炸事故進行分析，發現其影響因素主要包含外部環境、粉塵自身以及所處的狀態。由于粉塵自身的可燃性，例如煤粉、鋁粉、飼料粉、塑料制品等容易產生可燃性氣體，在達到一定程度上容易產生燃燒。明顯的爆炸危險性一般是當粉塵處在懸浮狀態時產生，粉塵可燃性的參數可以依據最低點火溫度、爆炸上下限和助燃劑含量，由于粉塵所處的環境，例如懸浮狀態，對于粉塵爆炸的難易程度也是有影響的，顆粒大小、顆粒分布、粒子帶電情況、傳熱情況都可以決定粉塵爆炸的情況[3]。

②粉塵所處的外圍環境是非常重要的，在濕度濃度、氣體濃度點、火源狀態下可燃性氣體的濃度大。就可能導致粉塵爆炸事故發生。粉塵爆炸的原因眾多，目前對粉塵爆炸根由的研究成果也較為詳盡。例如物料在設備內揚起時如果遇到火源發生爆炸，物料遇到火源發生爆炸粉塵，物料遇到外部局部爆炸時引發內部粉塵爆炸，并沿著管道傳播，在小空間爆炸引發了大范圍內的粉塵爆炸。雜料物料遇到火源發生爆炸，以及高溫設備加熱后導致物料發生爆炸。

4 ?粉塵爆炸預防措施

通過對各種粉塵爆炸發生模式的分析，要減少爆炸事故發生，就要從根源上制定各種制度和規章，提高員工素養和安全管理意識，加強安全管理制度實施，消除失誤，加強工作環境、生產設施和安全設施的安全標準化。

①減少粉塵暴露，采購質量過關的零部件、成熟工藝設施，例如在氧化劑、混合物等防護設施的使用中，能夠減少粉塵爆炸危險性，降低粉塵的大量暴露率。

②進行作業場所的清理非常重要。粉塵一旦結團就容易帶來爆炸危險，例如設備表面、角落、管道沉積和粘附的粉塵，在定期清掃之后不會發生煤的著火事件。如果不注意清掃，就容易發生著火事件[4]。

③控制和杜絕點火源，防止粉塵著火。工作區域應嚴格明令禁止明火，如，物料區、電焊、氣割、氣焊等區域不能使用明火照明，車間內盡量限制使用取暖設備特別是明火加熱設備、機動車輛嚴禁進入廠區，要求安裝照明設備和防火罩等。對于其他火源要進行控制，例如金屬材料、電火花、等。如果發現設備表面出現高溫或末梢塊，應立即予以去除。一些難以控制的點火源，包括使用電氣和電力設計，沒有按照嚴格的規章制度和標準進行生產，也容易導致電火花產生。因此也要對物料自燃反應參數進行控制，按照相應的安全規程。

④對于加熱物料中的氯酸鹽、硝酸鹽、過錳、酸鹽等無機鹽類進行定量分析，容易產生熱的物料，有木粉、金屬粉等，這些都可以產生熱的不良導體，在氧化作用下發生很難散發出去的熱量，導致燃燒。上述問題的防止就要對危險物料進行控制和管理，隔絕空氣、水蒸氣被粉碎的物料，經過嚴格篩選，盡量減少靠近危險源威力的細化工程，盡量采用濕化環境下進行的方式，盡量在密閉的環境下進行危險物料的加工和運輸，采用獨立除塵凈化設備，避免管道連接集中。

⑤設備設施的管理方面，如采用防靜電濾袋可以減少除塵器內部，經過殼體連入車間接地網。在安裝濾袋時通過鋼骨架和多孔板相連，防止高濃度粉塵發生互相摩擦，除塵布袋防靜電產品如導電的金屬絲或碳纖維，使用效果都很好。

另外還要采取結構性防爆措施，利用防護設施、信號等設置幫助及時發現參數的變化[5]。在建筑物位置的選擇上，如果出現了墻壁外部泄放火焰，在不危及到場地建筑物的情況下，采用敞開式或采用室外露天式進行建。結例如抗爆、泄爆、溢爆、隔爆等結構性防護措施應予以設置，將爆炸范圍限制在最小區域。

5 ?結語

從目前粉塵事故統計分析結果來看，上世紀80年代，我國粉塵事故頻率快速增長，從金屬到有機化學、藥品、合成物、無機物酶等，依次發生粉塵爆炸事故概率較大，粉塵事故常見的點火源次序作為摩擦火花，不明原因明火等，而人為因素導致的粉塵爆炸事故也不容忽視。針對上述影響因素，應進行粉塵自身的可燃性以及粉塵所處狀態和粉塵所處外部環境的重點防護。針對粉塵爆炸的決定性因素、重要影響因素、爆炸重要條件等明確防護措施，采取科學的方法，運用結構性防護措施，控制杜絕點火源，減少粉塵暴露，加強控制管理危險物料，就能很好的起到防護粉塵爆炸事故發生的作用。

參考文獻：

[1]劉德禮，劉婷婷，盧亞云，等.木材加工行業干式除塵器系統粉塵爆炸風險現狀及對策[J].中國人造板，2019，26（10）：14-18.

[2]李燕勇，高舒珊，譚靜怡，等.聚碳硅烷粉塵爆炸特性研究[J].當代化工，2019，48（7）：1510-1513.

[3]韋生敏.企業粉塵爆炸防治技術與對策[J].化工管理，2019，（1）：114-115.

[4]張睿沖，鄧紅衛，謝承煜.木薯淀粉粉塵云的爆炸特性[J].礦冶工程，2019，39（3）：16-19，24.

[5]楊鋼輝.關于粉塵爆炸危險場所防爆安全的探討[J].化工管理，2019，（17）：91-92.