可燃性粉塵爆炸事故分析
粉塵是指在空氣中依靠自身重量可沉淀下來，但也可持續(xù)懸浮在空氣中一段時間（包括ISO4225中定義的粉塵和顆粒的固體微小顆粒。 粉塵有多種多樣的性質(zhì)，按不同的物性可分 為：吸濕性粉塵、不吸濕性粉塵；不粘塵、微粘塵、中粘塵、高粘塵；可燃塵、不燃塵；高比電阻塵、一般比電阻塵、導(dǎo)電性塵；可溶性粉塵、不溶性粉塵。 與空氣混合后可能燃燒或悶燃的是可燃性粉塵，可燃性粉塵又分為導(dǎo)電性粉塵和非導(dǎo)電性粉塵。以下所講的均為可燃性粉塵。
一、可燃性粉塵的行業(yè)分布
在礦山開采、粉末冶金、糧食加工、食品生產(chǎn)、高分子塑料工業(yè)、合成染料和涂料，新型洗滌劑、漂白粉、農(nóng)藥和藥品制造業(yè)以及植物纖維紡織工藝等普遍存在著粉塵爆炸的危險(xiǎn)。
隨著生產(chǎn)技術(shù)向均質(zhì)化、流態(tài)化發(fā)展，出現(xiàn)可燃性粉塵的行業(yè)越來越多。如：金屬：鎂粉、鋁粉、鋅粉；碳素：活性炭、電炭、煤；糧食：面粉、淀粉、玉米面； 飼料：魚粉； 農(nóng)產(chǎn)品：棉花、亞麻、煙草、糖；林產(chǎn)品：木粉、紙粉；合成材料：塑料、染料；火藥、炸藥：黑火藥、TNT。
二、可燃性粉塵爆炸概念和原理
?。ㄒ唬┓蹓m爆炸。懸浮在空氣中的可燃性粉塵（又稱之為爆炸性粉塵），當(dāng)達(dá)到爆炸下限以上，遇點(diǎn)火源瞬間發(fā)生燃燒，產(chǎn)生高溫致使有限空間內(nèi)燃燒后產(chǎn)生的混合氣體迅速膨脹、壓力增大，產(chǎn)生聲響的過程。
?。ǘ┓蹓m爆炸的化學(xué)反應(yīng)原理。細(xì)小的、懸浮在空氣中的可燃性粉塵，是反應(yīng)（迅速燃燒）的還原劑、而空氣中的氧氣是反應(yīng)中的氧化劑，爆炸過程釋放大量熱量，產(chǎn)生熱波、產(chǎn)生破壞力。粉塵爆炸實(shí)際上是一種特殊的氧化還原化學(xué)反應(yīng)。
爆炸發(fā)生后，有機(jī)化合物生成了穩(wěn)定的二氧化碳和水；金屬粉塵爆炸后則生成了高化合價的氧化物，如鋁粉（Al）爆炸后，生成三氧化二鋁并釋放出大量的熱量
三、粉塵爆炸的條件
粉塵的火災(zāi)爆炸事故多發(fā)生在煤礦、面粉廠、糖廠、紡織廠、硫磺廠、飼料、塑料、金屬加工廠及糧庫等廠礦企業(yè)。這與粉塵爆炸所需條件有關(guān)。粉塵爆炸本身是一類特殊的燃燒現(xiàn)象，它也需要可燃物、助燃物和點(diǎn)火源三個條件。
（一）粉塵本身是可燃粉塵?？扇挤蹓m分有機(jī)粉塵和無機(jī)粉塵兩類。有機(jī)粉塵如面粉、木粉、化學(xué)纖維粉塵等，基本是可燃的。而無機(jī)粉塵包括金屬粉塵和一部分礦物性粉塵（如煤、硫等），也都是可燃粉塵。黃沙和塵土的粉塵也很微小，但由于它們本身不能夠燃燒，因此不具危險(xiǎn)性。
?。ǘ┓蹓m必須懸浮在助燃?xì)怏w（如空氣中），并混合達(dá)到粉塵的濃度爆炸極限。粉塵在助燃?xì)怏w中懸浮是由于粉碎、研磨、輸送、通風(fēng)等機(jī)械作用造成的。大粒徑的粉塵一般沉降為只有燃燒能力的沉積粉塵，只有小粒徑的粉塵才能在助燃?xì)怏w中懸浮。同時，爆炸粉塵的危險(xiǎn)性也用濃度爆炸極限下限來表示，一般是20-60g／m3，低于這個濃度，難以形成持續(xù)燃燒，更談不上爆炸。
?。ㄈ┯凶阋砸鸱蹓m爆炸的點(diǎn)火源。粉塵具有較小的自燃點(diǎn)和最小點(diǎn)火能量，只要外界的能量超過最小點(diǎn)火能量（多數(shù)在10mJ-100mJ）或溫度超過其自燃點(diǎn)（多數(shù)在400℃-500℃），就會爆炸。
當(dāng)上述三個條件同時滿足時，就可能發(fā)生粉塵火災(zāi)爆炸事故
四、可燃性粉塵爆炸的危害性
?。?）粉塵爆炸有產(chǎn)生二次爆炸的可能性。由于粉塵的初始爆炸氣浪會將沉積粉塵揚(yáng)起，在新 的空間達(dá)到爆炸濃度而產(chǎn)生二次爆炸。這種連續(xù)爆炸會造成極大的破壞。
?。?）粉塵爆炸會產(chǎn)生有毒氣體。產(chǎn)生的有毒氣體是一氧化碳和爆炸物（如塑料）自身分解的毒性氣體。毒氣的產(chǎn)生往往造成爆炸過后的眾多人畜中毒傷亡，必須充分重視。
五、預(yù)防可燃性粉塵爆炸的安全對策措施
（一）技術(shù)預(yù)防措施
?。?）廠房位置和朝向的選擇
?、?產(chǎn)塵車間在工廠總平面圖上的位置，對于 集中采暖地區(qū)應(yīng)位于其它建筑物的非采暖季節(jié)主 導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)，在非集中采暖地區(qū)，應(yīng)位于全年 主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)側(cè)。
②廠房主要進(jìn)風(fēng)面應(yīng)與夏季風(fēng)向頻率最多的 兩個象限的中心線垂直或接近垂直。
?、?對 I、Ⅱ、Ⅲ形平面的廠房，開口部分應(yīng)朝向夏季主導(dǎo)風(fēng)向，并在 0 ～ 45º之間。
?、?在考慮風(fēng)向的同時，應(yīng)盡量使廠房的縱墻 朝南北向或接近南北向，以減少西曬，在太陽輻射 熱較強(qiáng)及低緯度地區(qū)尤須特別注意。
?。?）工藝方法和工藝布置合理化
?、俨捎眯鹿に?、新設(shè)備、新材料做到機(jī)械化、 自動化、消滅塵源或減少粉塵飛揚(yáng)。
?、诠に嚥贾帽仨毢侠恚诠に嚵鞒毯凸に囋O(shè) 備布局時，應(yīng)使主要操作點(diǎn)位于車間內(nèi)通風(fēng)良好 和空氣較為清潔的地方。
?。?）粉塵擴(kuò)散的控制
?、倜荛]控制。對產(chǎn)塵點(diǎn)的設(shè)備進(jìn)行密閉，防止粉塵外逸的措施。
?、谙龎?。粉塵從生產(chǎn)設(shè)備中外逸的原因之一是由于物料下落時誘導(dǎo)了大量空氣，在密閉 罩內(nèi)形成正壓，為了減弱和消除這種影響，應(yīng)該降 低落料高差，適當(dāng)減少溜槽傾斜角，隔絕氣流，減 少誘導(dǎo)空氣量，降低下部正壓等。
?。?）靜電消塵與濕法消塵
?、凫o電消塵。靜電消塵裝置是建立在電除塵 和塵源控制方法的基礎(chǔ)上。它主要包括高壓供電 設(shè)備和電收塵裝置（ 包括密閉罩和排風(fēng)管）兩部 分。直接利用生產(chǎn)設(shè)備的密閉罩和排風(fēng)管作為陽 極，在其空間中裝設(shè)電暈線，并接上高壓電源，構(gòu) 成簡易的電除塵器。
?、?濕法消塵。在工藝允許的條件下，可以采 用濕法消塵的措施來達(dá)到防塵的目的。
（5）通風(fēng)除塵。采用通風(fēng)除塵系統(tǒng)來使工作 地點(diǎn)的粉塵濃度達(dá)到國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)是工廠防塵工 作的又一重要措施。這常采用局部排風(fēng)的除塵系 統(tǒng)，對其排氣進(jìn)行凈化處理后排入大氣。有時也 輔以機(jī)械的全面排風(fēng)（ 如屋頂通風(fēng)器或軸流通風(fēng) 機(jī)）或自然排風(fēng)（如利用通風(fēng)天窗排氣）。
?。?）采取可靠有效的防護(hù)措施。對于較小的粉碎裝置，可以增加其強(qiáng)度，并要考慮防止爆炸火焰通過連接處向外傳播；為減小爆炸的破壞性可設(shè)置泄壓裝置，如對車間采用輕質(zhì)屋頂、墻體或增開門窗等。但應(yīng)注意，泄壓裝置宜靠近易發(fā)生爆炸的部位，不要面向人員集中的場所和主要交通要道；為減少助燃?xì)怏w含量，在粉塵與助燃?xì)怏w混合氣中添加惰性氣體（如N2），減少氧含量，也是可行方法之一。（但對有些場所不可能實(shí)現(xiàn)，且造價亦高，目前實(shí)用價值較?。?。也可以采用先進(jìn)的粉塵爆炸抑制裝置，避免事故的發(fā)生。另外加強(qiáng)工作人員的安全教育，加大管理力度，及時清掃、檢修設(shè)備也是必不可少的防護(hù)措施。
?。ǘ┙M織措施
組織管理措施在大多數(shù)情況下是有效的，甚至在特定場合能替代技術(shù)預(yù)防措施，包括：
?。?）對員工的訓(xùn)練；
?。?）制定詳細(xì)的操作說明及工作程序；
（3）對危險(xiǎn)場所的工作實(shí)施充分的監(jiān)督和管理。
此外各有關(guān)職能部門必須加大對粉塵爆炸高危場所的排查力度，將其納入我市的隱患排查體系，對有可燃性粉塵存在的場所的實(shí)施充分、有效的監(jiān)管措施。
總之，隨著經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，塑料、有機(jī)合成、粉末冶金及糧食加工等工業(yè)也不斷發(fā)展。粉塵的種類和用量急驟增加，加之操作工藝的自動化、連續(xù)性，粉塵爆炸的潛在危險(xiǎn)性大大增加，預(yù)防粉塵爆炸有較高的現(xiàn)實(shí)意義。因此在生產(chǎn)過程中要嚴(yán)格執(zhí)行國家的技術(shù)規(guī)范和操作規(guī)程，落實(shí)各項(xiàng)安全規(guī)章制度，避免粉塵爆炸事故的發(fā)生。
為有效防止粉塵爆炸事故的發(fā)生，凡是有可燃性粉塵存的工廠或車間的建設(shè)和管理及操作，要嚴(yán)格按照國家標(biāo)準(zhǔn)GB 15577-2007《粉塵防爆安全規(guī)程》執(zhí)行。
