木材加工企业粉尘涉爆现状及整治措施探析

王天翼

摘 要：随着经济的发展，木材加工企业规模发展日益精湛。但是我国木材加工领域粉尘涉爆企业爆炸事故频发。如何进一步提升木材加工企业安全管理水平，改善安全管理现状，应当成为木材加工企业关注的侧重点。

关键词：木材加工企业;粉尘爆炸;防爆措施

引言

我国木材加工企业基数较大，其中大部分企业都涉及粉尘爆炸风险，这些企业在使用除尘系统的同时采取了一些措施来预防粉尘爆炸事故的发生，但这些措施是否合适、有效，不仅仅影响企业自身的安全状态，更会给其他企业形成示范性引导效应。木材加工企业在生产过程中会产生大量的木材粉尘，由于木材粉尘具有可燃性，在一定条件下与空气中的氧气发生氧化反应而燃烧和爆炸，因此木材加工过程中有发生粉尘爆炸事故的风险，甚至造成严重的人员伤亡和财产损失。

1木材加工企业粉尘爆炸的条件和特点

1.1爆炸的条件

粉尘爆炸是粉尘粒子表面与氧均匀混合后发生的反应。国内外的研究成果表明，发生粉尘爆炸必须具备以下几个条件：其一，要有一定的粉尘浓度，粉尘浓度必须达到爆炸极限范围。其二，要有一定的氧含量（含能粉尘除外）。其三，要有足够能量的点火源。其四，粉尘粒子必须处于悬浮状态。其五，粉尘云要处在相对封闭的空间。通常认为，只要满足条件一和条件二，就意味着具备了粉尘爆炸的苗头。

1.2粉尘爆炸的特点

1（1）粉尘爆炸的起爆能量较高，约数十毫焦至数百毫焦，几乎是气体的几十倍。（2）粉尘的爆炸速度或升压速度比爆炸气体小，但由于粉尘中的碳、氢含量高，其燃烧时间长及产生的能量大，所以造成的破坏及烧毁的程度严重得多。（3）粉尘燃烧过程比气体燃烧过程复杂，感应期长，感应时间（接触火源到完成化学反应的时间）可达几十秒，为气体的几十倍。（4）多次爆炸是粉尘爆炸的最大特点。初始爆炸所扬起的沉积粉尘，其浓度往往比第一次爆炸时的粉尘浓度还要大，再加上粉尘爆炸中心空气受热膨胀，密度变稀，经过一个极短时间后形成负压区，新鲜空气向爆炸中心逆流，与新扬起的粉尘重新组成爆炸性粉尘而发生二次爆炸。二次爆炸压力比第一次爆炸压力大，破坏性更严重。（5）粉尘爆炸能呈现出跳跃式和爆炸连续性的特点。粉尘爆炸形成后，随着爆炸的连续，反应速度和爆炸压力也就持续加快和升高，并呈现跳跃式发展，产生爆震。（6）粉尘爆炸由于时间短，容易引起不完全燃烧，燃烧产物中含有大量一氧化碳和爆炸物（如塑料）自身分解的毒性气体HCL、HCN等，容易使人员中毒，因此粉尘爆炸毒性比较大。

2木材加工企业粉尘爆炸风险现状

2.1粉尘爆炸整体防护水平较低

木材加工企业粉尘爆炸整体防护水平较低，在建筑设计、设备布局、工艺设计上存在严重隐患。例如一些企业的生产厂房建成较早，未经过消防验收，未设置防雷设施，粉尘爆炸危险场所与居民区、员工宿舍、会议室等人员密集场所安全距离不足，甚至有的企业直接在木材加工车间内设置沉降室等，粉尘爆炸风险较高。

2.2除尘设备设施不规范

调研发现，大多数的木材加工企业采用比较简单的除尘设备设施，如双桶布袋吸尘机等。除尘效果很差，远远不能满足车间粉尘清扫需求。虽然有的企业设置了除尘系统，但除尘系统设计不规范，比如除尘器下部采用沉降室收尘，未采用任何控制爆炸的措施6，除尘管道采用PVC管道，吸风罩，设计不合理导致岗位粉尘沉积严重，除尘系统采用正压吹送粉尘，且未采取可靠的防止点燃源的措施等。

3木材加工行业粉尘防爆对策

3.1控制可燃性木粉浓度

只有当可燃性粉尘与空气混合达到爆炸极限浓度才会有爆炸危险，浓度集中的区域主要为粉尘输送管道、吸尘管道、除尘器内部、料仓及厂房设备的内部沉积处。控制区域的粉尘浓度可有效降低爆炸发生风险。针对管路系统包括吸尘管道及气力输送管道，要保证管道系统具有良好的密闭性及一定的强度。管路系统的管道设计风速不应低于20m/s，同时每隔6m应设置观察窗及清扫口，确保粉尘没有在管道内沉积;在气流达到平衡的气力输送系统，如输送能力无冗余时，不应再接入支管、改变气流管道及调整气流阀门。针对除尘系统，目前木材加工行业内除尘系统普遍采用旋风分离器及布袋除尘器进行收尘，也有采用静电除尘器来收尘，但是并未推广开。必须防止在除尘器内部有可燃性木粉的累积，所有除尘器都必须设置旋转阀或是双翻板阀来避免在除尘器内部积尘。对于布袋除尘器，其内部接缝处须做圆角处理，同时灰斗锥度须大于70°，防止因夹角太小导致粉尘架桥积灰。针对暴露在室外的表面沉积粉尘，应有措施减少粉尘浓度。在工艺产尘点应设置吸尘罩，并确保其具有合适吸尘距离及风量。对于其他粉塵沉积的区域应及时清扫，第一时间清理至爆炸范围外。

3.2消除点火源

木粉尘爆炸要有足够的点火能量，粉尘爆炸所需的最小点火能量在5-50mJ量级范围，为气体的近百倍。控制点火源，可有效避免粉尘爆炸事故发生。木材加工企业生产及加工过程中产生的点火源主要有外界热源、机械火花、电气火花及静电等。外界热源通常是电气焊火花、烟头及明火等，必须加强安全管理，严禁烟火，保证粉尘爆炸区域与明火地点的安全距离，同时设置保护措施。针对机械设备摩擦产生的火花，必须在破碎机、砂光机、铺装机等生产设备及除尘系统入口管道前加装阻止异物进入的装置，包括金属网、电磁除铁器或电磁辊筒等。砂光机等生产设备要设置火花探测装置，火花探测装置不仅要与报警装置联动，而且还应与水喷雾、细水雾等灭火措施联动。针对电气火花，木材加工企业必须采用符合规范的电气防爆设备，选型可以参照GB12476.1《可燃性粉尘环境用电气设备第1部分：通用要求》。尽量减少现场插座及照明灯具数量，电气布线敷设在钢管中。针对静电，应依据GB12158《防止静电事故通用导则》来控制电荷积聚。粉尘清扫时严禁使用铁制工具;除尘管道应使用金属管道，严禁使用绝缘管材（如PVC管）;除尘风管与设备之间的软连接应采用导静电软管，并限制其长度小于3m，布袋除尘器的滤袋应采用防静电阻燃材质;除尘系统的管道之间、管道与设备之间的法兰连接应进行防静电跨接，设备外壳、支架构件等应进行静电接地。

3.3企业管理制度优化

除了通过技术措施来避免粉尘爆炸，企业还必须加强自身的管理水平。木材加工企业应按照AQ/T9006—2010《企业安全生产标准化基本规范》的要求，建立健全各级安全生产责任制和安全规章制度及岗位安全操作规程。木材加工企业负责人、安全管理人员必须参加粉尘涉爆相关培训，相关岗位员工三级教育应有粉尘涉爆内容。定期进行防火检查并建立合理的清扫制度。

结语

总之，企业应关注预防可燃性粉尘爆炸，防止产生有效点燃源，主动消除爆炸性环境，从根本上去预防爆炸的产生。木材加工行业防爆除尘改造是一个复杂的系统工程，需要做粉尘特性测试、现场安全评价、爆炸危险区域设计、电气与非电气防爆、爆炸防护等相关工作，必须严格按照规范设计执行。

参考文献：

[1]北京市安全生产监督管理局.北京市涉爆粉尘企业事故隐患治理技术指导书[Z].2016

[2]国家安全生产监督管理总局.AQ4228-2012木材加工系统粉尘防爆安全规范[S].北京：煤炭工业出版社，2013

[3]国家安全生产监督管理总局.AQ4273-2016粉尘爆炸危险场所用除尘系统安全技术规范[S].北京：煤炭工业出版社，2017

[4]住房和城乡建设部.GB50058-2014爆炸危险环境电力装置设计规范[S].北京：中国计划出版社，2014