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從昆山粉塵爆炸事故淺析如何預(yù)防與處置工業(yè)粉塵

  
評論: 更新日期:2015年08月06日

  8月2日上午7時37分許,江蘇昆山開發(fā)區(qū)中榮金屬制品有限公司汽車輪轂拋光車間在生產(chǎn)過程中發(fā)生爆炸,造成重大人員傷亡,截止下午15時,共有68人遇難,其中現(xiàn)場死亡44人,搶救途中24人死亡,受傷187人受傷。初步判明系企業(yè)安全生產(chǎn)責(zé)任事故,疑因粉塵爆炸引發(fā)。下午4時30分,昆山市市長路軍主持召開本次事件新聞發(fā)布會。據(jù)悉,本次事故發(fā)生前的7月15日,江蘇省剛召開全省安全工作會議。早在今年4月16日,江蘇如皋曾經(jīng)發(fā)生爆炸事故,造成8人死亡后的又一重大安全事故。
  另據(jù)公安部消息稱,初步查明,爆炸系因粉塵遇到明火引發(fā)的安全事故。
  粉塵爆炸就是粉塵在爆炸極限范圍內(nèi),遇到熱源(明火或溫度),火焰瞬間傳播于整個混合粉塵空間,形成很高的溫度和很大的壓力,系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械功以及光和熱的輻射,具有很強(qiáng)的破壞力。
  粉塵爆炸形成的條件
  可燃?xì)怏w爆炸是因可燃?xì)怏w在助燃?xì)怏w中達(dá)到一定濃度,即達(dá)到爆炸濃度極限,在一定能量作用下,即會發(fā)生爆炸??扇挤蹓m爆炸成因也基本相似,空氣中有一定濃度的可燃粉塵,在能量源作用下,即會發(fā)生爆炸。通常認(rèn)為,粉塵爆炸應(yīng)具備以下四個基本條件:
  粉塵具有可燃性
  粉塵具有可燃性是粉塵爆炸形成的基礎(chǔ),這從粉塵爆炸的反應(yīng)歷程可以看出。絕大部分粉塵爆炸要經(jīng)歷以下四個階段:(1)懸浮在空氣中的可燃粉塵表面接受點(diǎn)火源的能量,迅速提高了表面溫度;(2)粉塵粒子表面的分子發(fā)生熱分解或干餾作用,產(chǎn)生可燃?xì)怏w從粉塵離子表面釋放到氣相中;(3)釋放出的可燃?xì)怏w與空氣(或氧氣等助燃?xì)怏w)混合形成爆炸性混合氣體,隨后被點(diǎn)火源點(diǎn)燃產(chǎn)生了火焰;(4)依靠這種火焰產(chǎn)生的熱量,又促使周圍的粉塵發(fā)生分解,持續(xù)不斷地在氣相中釋放出可燃?xì)怏w,又與空氣混合,使火焰不斷傳播,從而導(dǎo)致粉塵爆炸。從某種程度上講,可燃粉塵-空氣混合物的爆炸是一種氣固非均相燃燒現(xiàn)象,從燃燒本質(zhì)上看,也可以認(rèn)為是可燃?xì)怏w在空氣中的爆炸,只是這種可燃?xì)怏w“儲存”在粉塵中,受熱后釋放出來參加了爆炸反應(yīng)。但應(yīng)引起注意的是,某些發(fā)生表面燃燒的物質(zhì)如鐵粉、鈦粉、鋁粉等粉塵發(fā)生爆炸過程中,不發(fā)生分解或干餾過程,這些粉塵接受點(diǎn)火源的作用,直接與空氣中的氧氣發(fā)生劇烈的氧化放熱反應(yīng),熾熱的粉塵或粉塵的氧化物加熱周圍的粉塵和空氣,使高溫的空氣迅速膨脹,從而導(dǎo)致粉塵爆炸的形成。但無論是哪種爆炸反應(yīng)歷程,粉塵具備可燃性都是爆炸形成的基礎(chǔ),不具備可燃性的粉塵不可能發(fā)生化學(xué)爆炸。
  粉塵爆炸事故預(yù)防措施
  從可燃粉塵爆炸反應(yīng)歷程可以看出,粉塵爆炸是可燃粉塵、助燃物(主要是空氣中的氧氣)、點(diǎn)火源三者互相作用的結(jié)果,三個條件缺一不可。因此控制粉塵爆炸產(chǎn)生的原理就是控制可燃粉塵、助燃物、點(diǎn)火源三者相互作用,預(yù)防粉塵爆炸事故安全措施有以下三類:
  控制可燃粉塵在助燃物中的濃度
  控制可燃粉塵在助燃物中的濃度,在生產(chǎn)、加工、儲存場所可以采用密閉性能良好的設(shè)備,盡量減少或避免粉塵飛散;對難以在密閉場所完成的作業(yè),如有發(fā)生粉塵爆炸危險(xiǎn)性,應(yīng)安裝有效的通風(fēng)除塵設(shè)備,加強(qiáng)清掃工作,及時消除懸浮在空氣中的可燃粉塵,降低了可燃粉塵在助燃物中的濃度,確保可燃粉塵不在爆炸濃度極限范圍內(nèi),從根本上預(yù)防可燃粉塵爆炸事故的發(fā)生。如2008年1月13日發(fā)生于昆明市??阪?zhèn)的云天化國際化工股份有限公司三環(huán)分公司硫磺粉爆炸事故,事故調(diào)查專家組認(rèn)為首先天氣干燥、空氣濕度低,裝卸過程中容易產(chǎn)生粉塵飛揚(yáng);其次深夜靜風(fēng)時段,空氣流動性低,造成局部空間內(nèi)硫磺粉塵富積,達(dá)到爆炸極限范圍,在外部能量的作用下,導(dǎo)致硫磺粉塵發(fā)生爆炸。
  控制作業(yè)場所空氣相對濕度
  提高作業(yè)場所的空氣相對濕度,也是預(yù)防粉塵爆炸形成的有效舉措。當(dāng)空氣相對濕度增加時,一方面可減小粉塵飛揚(yáng),降低粉塵的分散度,提高粉塵的沉降速度,避免粉塵達(dá)到爆炸濃度極限;同時空氣相對濕度增高會消除部分靜電,相當(dāng)于消除了部分點(diǎn)火源,并且空氣相對濕度的提高會導(dǎo)致可燃粉塵爆炸的最小點(diǎn)火能量相應(yīng)提高;此外空氣相對濕度增加后會占據(jù)一定空間,從而降低氧氣濃度,降低了粉塵燃燒速度,抑制粉塵爆炸的發(fā)生。
  消除作業(yè)現(xiàn)場的點(diǎn)火源
  作業(yè)現(xiàn)場常見的能引起粉塵爆炸的點(diǎn)火源有明火、焊接火弧、電氣火花、吸煙、撞擊明火、靜電火花、高溫設(shè)備等,對這些點(diǎn)火源,相關(guān)企業(yè)應(yīng)采取相應(yīng)處理措施,能消除的給予消除,確應(yīng)生產(chǎn)作業(yè)需要不能消除的應(yīng)采取一定的保護(hù)措施,避免點(diǎn)火源與可燃粉塵、助燃?xì)怏w相互作用形成爆炸。如1987年3月15日哈爾濱亞麻粉塵爆炸事故,事故調(diào)查組絕大部分專家認(rèn)為布袋除塵器布袋除塵器內(nèi)靜電是該次事故的點(diǎn)火源。(因該次事故爆炸破壞性大,事故調(diào)查組專家對事故原因沒有形成統(tǒng)一意見,本文采用多數(shù)性意見。)
  粉塵爆炸事故處置注意事項(xiàng)
       正確選用滅火劑
  可燃粉塵的種類繁多,理化性質(zhì)各異,發(fā)生火災(zāi)時應(yīng)針對不同性質(zhì)的粉塵選擇不同的滅火劑,以提高滅火效率,否則可能不但滅不了火,反而火上澆油?;顫娊饘俜蹓m如鎂粉高溫時易與水發(fā)生反應(yīng)放出可燃性、爆炸性氣體-氫氣,因此一般不用水、泡沫滅火劑進(jìn)行滅火;此外活潑金屬如鎂粉易與二氧化碳(CO2)、氮?dú)猓∟2)等滅火劑發(fā)生化學(xué)反應(yīng),因此也不宜用這些滅火劑滅火,而宜選用干砂進(jìn)行覆蓋滅火。當(dāng)然,絕大部分粉塵像面粉、硫磺粉、亞麻粉等發(fā)生火災(zāi),可以選擇用水作為滅火劑進(jìn)行滅火。
  避免使沉聚粉塵形成懸浮粉塵
  進(jìn)行粉塵火災(zāi)撲救時,要盡量避免使沉聚粉塵形成懸浮粉塵,沉聚粉塵沒有爆炸危險(xiǎn)性,而懸浮粉塵則有爆炸危險(xiǎn)性,因此撲救粉塵火災(zāi)時要引起重視。常見的處理措施是在粉塵火災(zāi)事故現(xiàn)場避免用強(qiáng)壓力驅(qū)動器的滅火器或滅火措施,如用水進(jìn)行滅火時,不宜采用直流水槍,而多采用噴霧水槍或開花水槍滅火。
  做好救援人員的安全保障
  可燃粉塵在空氣中常常分布不均勻,因此連續(xù)的局部空間可能會部分達(dá)到爆炸濃度極限,而部分沒有達(dá)到,導(dǎo)致部分空間發(fā)生爆炸后也未形成穩(wěn)定燃燒,而其他達(dá)到爆炸濃度極限的空間又會再次發(fā)生爆炸,形成二次爆炸,二次爆炸發(fā)生的可能性大也正是粉塵爆炸的特點(diǎn)。其次,粉塵爆炸過程中,因燃燒不完全,易產(chǎn)生有毒氣體一氧化碳;有的粉塵爆炸、燃燒產(chǎn)物中含大量有毒氣體,如硫的燃燒產(chǎn)物是二氧化硫,這些有毒氣體容易導(dǎo)致救援人員中毒,對此救援人員要高度重視,占據(jù)有利的地勢、采取相應(yīng)的個人防護(hù)措施,避免中毒事故的發(fā)生。
  結(jié)束語
  較之可燃?xì)怏w爆炸事故的預(yù)防難度,可燃粉塵爆炸事故預(yù)防要容易得多,而國內(nèi)外因可燃粉塵爆炸造成人員傷亡、財(cái)產(chǎn)損失的事故卻也不勝枚舉,主要原因就是可燃粉塵的爆炸形成條件一般比可燃?xì)怏w難,導(dǎo)致人們對可燃粉塵爆炸的危險(xiǎn)性、危害性認(rèn)識不足,滋生麻痹大意心理,最終釀成了一幕幕慘劇。
 

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