粉尘爆炸的认知与防范

防化学院 田 伟

粉尘爆炸的认知与防范

防化学院 田 伟

2015年6月27日晚8点40分左右，台湾新北市八里的八仙水上乐园举办“彩色派对”活动，在派对活动最后5分钟，舞台上大量燃灼性的不明粉末扩散在空中，发生粉尘爆炸意外，大批游客因此灼伤。截至7月15日，还有388人留院治疗，其中254人在加护病房，200人病危，事故已造成6人罹难，活动负责人已被警方带走调查。这就是轰动一时的“6·27”新北游乐园粉尘爆炸事故，由此粉尘爆炸也进入到我们的视线，引起大家注意。

历数粉尘爆炸事件

粉尘爆炸事件并不是最近才有的，实际上它早已存在于我们生活周围，下面是一些主要事件：

1913～1973年间美国仅工农业领域，就发生过72次比较严重的粉尘爆炸事故；

上个世纪在英国和加拿大的化工和造纸等行业中，发生过多起粉尘爆炸事故，仅英国就有243次，死伤204人；

1966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的重大“天灾”；

1977年12月22日，美国路易斯安那州，耸立在密西西比河沿岸的一个谷物储存筒仓发生粉尘爆炸，造成36人死亡，9人受伤；

1987年3月15日，哈尔滨亚麻纺织厂发生亚麻粉尘爆炸，造成9 500平方米厂房被炸毁，268台机器设备遭毁损，54人丧生，1821人受伤;

2007年11月21日上午在汕头一糖果厂生产车间内发生粉尘爆炸，导致29人受伤，其中9人重伤;

2010年2月24日，河北省秦皇岛骊骅淀粉股份有限公司发生的玉米淀粉粉尘爆炸事故，造成20人死亡、48人受伤，直接经济损失1 773.5万元;

2011年5月20日晚，富士康旗下的成都鸿富锦公司抛光车间由于铝制粉尘在管道内堆积，遇电器开关打火引起爆炸，至少造成2人死亡，16人受伤。

以上事例都警示我们粉尘爆炸是不可轻视的，其危害对社会财产及生命安全都造成了不可估量的损失。

什么是粉尘爆炸

首先，我们了解一下粉尘爆炸的定义。粉尘（Dust）是在自重作用下能沉降下来，但又可在空气中悬浮一定时间的固体微粒；粉尘爆炸（Dust explosion）是悬浮于空气中的可燃粉尘触及明火或电火花等火源时发生的爆炸现象。粉尘发生爆炸必须具备一定的条件，归纳起来不外乎燃料、氧气和温度，具体与粉尘粒径大小、粉尘化学成分、粉尘浓度、粉尘紊动程度、空气湿度、点火温度、充足的氧气等因素有关。

其次，粉尘爆炸存在领域广泛。总体而言，只要存在可燃性粉尘就可能发生粉尘爆炸事故。可燃性粉尘存在于很多行业和领域，包括煤矿、冶金、生产制造业，如纺织、木材加工、矿山开采、粮食加工、食品生产、高分子塑料工业、合成染料和涂料、新型洗涤剂、漂白粉、农药和药品制造等粉尘危害都比较严重。

再次，粉尘爆炸有着显著的危害特点。粉尘爆炸最大的特点是能够产生二次或者多次连环爆炸；另外其压力上升较缓慢，高压持续时间长，释放的能量大，破坏力强；爆炸过程中释放出有毒气体，一氧化碳和爆炸物(如塑料)自身分解毒性气体；粉尘爆炸的最小点火能量较大，是气体爆炸的100倍左右。

如何防范粉尘爆炸

粉尘爆炸事故一旦发生，扑救是极为困难的。所以，在各生产环节过程中涉及可燃粉尘的行业和领域里，一方面研发、推广诸如生物纳膜抑尘技术、云雾抑尘技术和湿式收尘技术等综合抑尘技术很关键；另一方面尤为重要的是努力做好预防工作。具体而言主要预防措施如下：

第一，消除粉尘源。首当其冲是采用良好的除尘设施来控制厂房内的粉尘，可用的措施有封闭设备，通风排尘、抽风排尘或润湿降尘等。除尘设备的风机应装在清洁空气一侧，应注意易燃粉尘不能用电除尘设备，金属粉尘不能用湿式除尘设备。设备启动时应先开除尘设备，后开主机；停机时则正好相反，防止粉尘飞扬。粉尘车间各部位应平滑，尽量避免设置其他无关设施（如窗幕、门帘等）。管线等尽量不要穿越粉尘车间，宜在墙内敷设，防止粉尘积聚。另外，在条件允许下，在粉尘车间喷雾状水，在被粉碎的物质中增加水分也能促使粉尘沉降，防止形成粉尘云。在车间内做好清洁工作，及时人工清扫，也是消除粉尘源的好方法。

第二，严格控制点火源。消除点火源是预防粉尘爆炸最实用、最有效的措施。在常见点火源中，电火花、静电、摩擦火花、明火、高温物体表面、焊接切割火花等是引起粉尘爆炸的主要原因。因此，应对此高度重视。此类场所的电气设备应严格按照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》进行设计、安装，达到整体防爆要求，尽量不安装或少安装易产生静电，撞击会产生火花的材料制作，并采取静电接地保护措施。被粉碎的物质必须经过严格筛选、去石和吸铁修理，以免杂质进入粉碎机内产生火花。需要指出的是，近几年因集尘设施粉尘清理不及时，长期运转积热引起的火灾事故屡有发生，这也应引起人们的重视。

第三，采取可靠有效的防护措施。对于较小的粉碎装置，可以增加其强度，并要考虑防止爆炸火焰通过连接处向外传播；为减小爆炸的破坏性可设置泄压装置，如对车间采用轻质屋顶、墙体或增开门窗等。但应注意，泄压装置宜靠近易发生爆炸的部位，不要面向人员集中的场所和主要交通要道；为减少助燃气体含量，在粉尘与助燃气体混合气中添加惰性气体（如N2），减少氧含量，也是可行方法之一；也可以采用先进的粉尘爆炸抑制装置，避免事故的发生。另外，加强工作人员的安全教育，加大管理力度，及时清扫、检修设备也是必不可少的防护措施。

总之，随着经济的发展，塑料、有机合成、粉末冶金及粮食加工等工业也不断发展。粉尘的种类和用量急剧增加，加之操作工艺的自动化、连续性，粉尘爆炸的潜在危险性大大增加，预防粉尘爆炸有较高的现实意义。因此在生产过程中要严格执行国家的技术规范和操作规程，落实各项安全规章制度，避免粉尘爆炸事故的发生。为有效防止粉尘爆炸事故的发生，生产可燃粉尘的工厂或车间的建设和管理及操作，要严格按照国家标准GB 5577-1995《粉尘防爆安全规程》执行。

扑救粉尘爆炸的注意事项

当发生粉尘爆炸时，我们必须保持冷静，能够分辨出爆炸粉尘的种类，选取科学准确的灭火剂：

一方面，扑救粉尘爆炸事故的有效灭火剂是水，尤以雾状水为佳。它既可以熄灭燃烧，又可湿润未燃粉尘，驱散和消除悬浮粉尘，降低空气浓度，但忌用直流喷射的水和泡沫，也不宜用有冲击力的干粉、二氧化碳、1211灭火剂，防止沉积粉尘因受冲击而悬浮引起二次爆炸。

另一方面，对一些金属粉尘（忌水物质）如铝、镁粉等，遇水反应，会使燃烧更剧烈，因此禁止用水扑救。可以用干沙、石灰等（不可冲击）；堆积的粉尘如面粉、棉麻粉等，明火熄灭后内部可能还阴燃，也应引起足够重视；对于面积大、距离长的车间粉尘火灾，要注意采取有效的分割措施，防止火势沿沉积粉尘蔓延或引发连锁爆炸。