浅谈粉尘爆炸特征及事故预防措施

2022-09-10

粉尘爆炸是可燃性固体微粒悬浮在空气中, 在达到一定的浓度情况下, 接触到明火或电火花等点火源时发生的爆炸。粉尘爆炸往往会造成极其严重的人员伤亡, 在给企业带来巨大的经济损失的同时, 还严重威胁工业生产安全。第一次的粉尘爆炸在意大利的一个面粉厂发生, 使人非常震惊但并未引起人们的重视。随后陆续出现了很多的粉尘爆炸事故。据美国劳工部统计, 美国尽在1958-1978年间就发生了250起粮食粉尘爆炸事故, 直接导致164人死亡[1]。

我国随着工业现代化的发展, 粉末技术也得到了广泛的应用, 很多的行业都采用粉体作为原料和中间产物, 粉末产品种类繁多并且用量也日益增多。由于相关的工业逐渐向着规模化和机械化发展, 同时, 企业负责人对粉体的危害性也没有深刻的认识, 因在生产过程中缺乏相关的安全管理知识, 导致我国粉尘爆炸事故屡有发生, 从1981年至今, 已有多起粉尘爆炸事故发生, 造成人员死亡, 厂房倒塌, 经济损失严重。特别是2010年2月24日15时58分, 秦皇岛骊骅淀股份有限公司淀粉四车间发生了淀粉粉尘爆炸事故。该事故导致21人死亡 (事发时死亡19人) 、47人受伤 (其中6人重伤) , 直接经济损1773万。

为了避免粉尘爆炸事故的发生, 确保工作人员和现场人员的生命安全, 本文对粉尘爆炸的条件、机理、特点等进一步的研究, 同时提出具体的预防措施, 这不仅粉尘爆炸的深入研究具有参考的价值, 并且对生产操作中如何预防粉尘爆炸也具有指导作用。

一、粉尘爆炸的基本特征

粉尘爆炸是可燃性固体粉尘在空气中达到爆炸浓度极限, 在点火源作用下, 瞬间完成的剧烈氧化反应, 在反应过程中放出大量热产生了气体形成急剧增高的压力波, 从而发生爆炸。通常认为, 粉尘爆炸应具备以下五个必要因素:

1. 可燃性粉尘和氧化剂

可燃性粉尘是粉尘爆炸形成的基础, 可燃性粉尘包括无机粉尘和有机粉尘两大类。据分析, 目前大约70%的工业生产生产的粉尘都具有易燃特性[2]。常见可燃性粉尘大致可以分为三类: (1) 、食品级木材等固体粉尘, 例如玉米粉、木粉等; (2) 、金属粉尘, 例如铝粉、镁粉、铁粉等; (3) 、化学物质的粉尘, 例如聚苯乙烯、醋酸纤维素和煤粉等。氧化剂主要是在燃烧过程中提供给氧化还原反应的助燃物质, 最常见的是氧气, 但在少数情况下氮气和二氧化碳也可成为氧化剂, 例如在二氧化碳的环境下铝粉尘会与二氧化碳进行反应, 故二氧化碳不可作为抑制剂。

2. 点火源

粉尘爆炸形成中不可或缺的因素是点火源, 除了明火以外, 在生产中常见的点火源有高温设备、摩擦火花及碰撞产生的火花等。。

3. 可燃粉尘和助燃气体处于相对封闭的空间中的浓度处在有效混合浓度比

从粉尘爆炸的反应过程看, 粉尘悬浮在助燃气体中, 两者有效混合浓度比是粉尘爆炸形成的另一重要条件。当粉尘悬浮在助燃物中浓度过高时, 助燃气体的数量过小, 粉尘的数量过大, 爆炸反应的剧烈程度小, 在反应中产生的能量很快被释放到空气中, 反之也一样。只有当两者有效混合浓度比例恰当时, 处于相对封闭的空间反应最为剧烈, 瞬间放出的能量最大, 形成爆炸。

4. 粉尘爆炸的特点

粉尘爆炸的燃烧时间较长, 产生的能量极大, 造成的破坏程度很大。粉尘爆炸时也会造成人体严重烧伤和可燃物局部炭化, 并且产生大量的一氧化碳极易引起现场工作人员中毒事故。同时爆炸产生的冲击波可将沉降的粉尘再次吹向空气中, 极易引发第二次粉尘爆炸, 造成更为严重的破坏[3]。

二、粉尘爆炸事故预防措施

1. 对生产工艺段除尘防爆能力进行科学评估

企业应该聘请相关部门的专业技术人员对生产工艺段的防尘防爆能力进行科学评估, 彻底检查电器设施与线路设计安装, 以及通风除尘工艺的设计是否科学合理, 生产设施和设备是否符合规定要求等, 做到提早对生产工艺段的危险因素进行排查, 并严格按照《粉尘防爆安全规程》执行, 从而真正达到生产工艺段具有良好的防尘防爆能力。

2. 加强员工培训和安全生产管理工作

粉尘爆炸事故一旦发生将会导致重大的伤亡, 因此各企业应狠抓企业安全生产责任制和各项措施的落实工作。特别是加强对员工岗前安全教育的培训工作, 使员工对粉尘工作中存在的危险有一定的认识, 并教会员工如何预防和处理突发的情况。同时不定期的组织员工学习近几年国内重大的粉尘爆炸事故案例, 加深员工对粉尘爆炸危险性的进一步认识, 培养员工养成良好的职业习惯, 让安全生产管理的意识能够渗透到员工工作中的每一个细节, 从而有效的防范粉尘爆炸事故的发生。