可燃粉尘爆炸危险性及预防.docx

一、可燃粉尘爆炸的危害性 提起爆炸，人们总是很自然地想到爆炸物或可燃气体与氧气 ( 或空气) 爆炸时震天动地的轰响。殊不知，悬浮在空气中的那些悠悠飘扬的粉尘也会引起威 力巨大的爆炸。 粉尘爆炸事故在国内外屡见不鲜。昭和 41 年，日本横滨饲料厂的玉米粉尘爆炸，引起累积性连锁燃烧，使整个工厂遭到蔓延性重大“天灾”。 1921 年美国芝加哥一台大型谷类提升机发生粉尘爆炸，其爆炸力将 40 座每座约装 30 万 吨粮食的仓室，从底座掀起，并移动了 152.4 毫米，结果 6 死 1 伤，经济损失达 400 万美元。 1942 年我国本溪煤矿曾发生世界上最大的煤尘爆炸，死亡 1549 人，重伤 246 人。1987 年 3 月 15 日凌晨，我国哈尔滨亚麻纺织厂联合厂梳麻、 前纺、预备 3 个车间，忽然发生强大的粉尘爆炸并引起大火，使 103 万平方米厂房、 189( 套) 设备遭到不同程度的毁坏，直接经济损失 881.9 万元。事故中死亡 58 人，重伤数人，轻伤 112 人。 粉尘为什么会发生爆炸呢 ?原来是由于悬浮在空气中的可燃粉尘燃烧而形成的高气压所造成的。粉尘是固体物质的微小颗粒。它的表面积与相同重量的块 状物质比较要大得多，故轻易着火。假如它悬浮在空气中，并达到一定的浓度， 便形成爆炸性混合物。一旦碰到火星，就可能引起迅速燃烧—爆炸。爆炸时， 气压和气压上升率越高，其爆炸率也就越大。而粉尘的燃烧率又是与粉尘粒子 的大小、易燃性和燃烧时所开释出的热量以及粉尘在空气中的浓度等因素有关。 根据科学试验测定，粉尘爆炸的条件有三个。一是烧料。干燥的微细粉尘、 浮游粉尘的浓度每立方米达到：煤粉 30~40 克、铝粉 40 克、铁粉 100 克、木粉12.6~25 克、小麦粉 9.7 克、糖 10.3 克。二是氧气。空气中的氧气含量达到 21%。三是热能，即 40 毫焦尔以上的火源。面粉或饲料等粉尘的起爆温度相当 于一张易燃纸的点燃温度。车间内机械装置的轴承或皮带摩擦过热，即可达到引爆的能量。此外，易产生静电的设备未能妥善接地或电气及其配线连接处产生火花，尤其是粉碎机的进料未经筛选，致使铁物混进，产生碰撞性火星，皆可引发粉尘爆炸。 最常见的粉尘爆炸有煤粉、面粉、木粉、糖粉、玉米粉、土豆粉、干奶粉、 铝粉、锌粉、镁粉、硫磺粉等。但只要我们加强防范措施，这类爆炸还是完全可以避免的。如采用有效的透风和除尘措施，严禁吸烟及明火作业。在设备外壳设泄压活门或其他装置，采用爆炸遏制系统等。对有粉尘爆炸危险的厂房， 必须严格按照防爆技术等级进行设计，并单独设置透风、排尘系统。要经常湿 式打扫车间地面和设备，防止粉尘飞扬和聚集。保证系统要有很好的密闭性， 必要时对密闭容器或管道中的可燃性粉尘充进氮气、二氧化碳等气体，以减少氧气的含量，抑制粉尘的爆炸。 二、可燃粉尘爆炸案例分析 1999 年 2 月，美国麻薩诸塞州的某铸造厂发生一起火灾爆炸案。美国职业安全卫生署 (OSHA)与州及当地政府对此次事故直行联合調查。联合调查报告指 出，火灾起因于未知点火源引燃壳模铸造机 (shell molding machine) ，再借由灌进铸造造机而形成大量沉积的酚醛树酯粉尘原料蔓延至透风系统的导管。小 型的初始爆燃 (deflagration) 先于导管內发生，并使粉尘在导管外开始沉降。 相继而至的粉尘气云成为了二次爆炸所需的燃料，而二次爆炸的威力足以掀起屋顶并造成墙壁损毁。联合调查报告中所列的事故原因，包括下列缺失项目： ①控制粉尘累积方面治理不善；②透风系统设计存在缺陷；③火炉的维护不善； ④设备缺乏有效的安全装置。 2003 年 1 月，破坏力极大的火灾爆炸毁坏一家位于北卡罗来纳州以生产合成橡胶制药物传递元件的制药厂，造成 6 名员工死亡， 38 名职员受伤，其中包括 2 名消防队员。美国化学安全与危害调查委员会 (U.S. Chemical Safety and Hazard Investigation Board, CSB) ，其为独立的联邦机构并负责调查化学品事故，公布终极报告，结论为可燃性聚乙烯粉尘的累积于天花板上而引起爆炸。CSB并没有确定是何种原因引燃初始火灾，或粉尘是如何在隐蔽的天花板空间 内散布而产生爆炸性气云。爆炸严重毁损此座工厂，造成四周工厂稍微损害。 CSB指失事故原因，包括下列缺失項目：①没有进行危险评估；②对危害熟悉不足；③工程治理不善。 2003 年 2 月，一家位于肯塔基州的隔音棉制造工厂发生另一件致命粉尘爆 炸事故。 CSB也对此事故进行调查，其报告指出，可能的点火原由于小火自一个未被留意的火炉蔓延开，而引燃了四周生产线清除作业所产生的粉尘气云， 随后，致死的粉尘爆炸接连发生遍及全厂区。 CSB辩识出几个