粉塵爆炸與昆山爆炸事故成因原因分析 防范措施圖

1、粉塵爆炸與昆山爆炸事故成因原因分析 防范措施圖昆山爆炸事故8月2日是“中國的情人節(jié)”-“七夕”，這一天本該是一個爛漫甜蜜的日子，但是，8月2日上午7時許，江蘇省昆山開發(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。截止到目前，爆炸事故已造成75人死亡，185人受傷，傷者被緊急送昆山、南京、上海等8市15家醫(yī)療機構(gòu)接受治療。     昆山爆炸事故發(fā)生后，國務委員王勇則率國務院工作組緊急奔赴昆山市，指導事故應急救援、善后處理和事故原因調(diào)查等相關(guān)工作，同時宣布成立國務院事故調(diào)查組。8月4日，由安監(jiān)總局事故調(diào)查組經(jīng)過現(xiàn)場勘查后初步認定，事故原因的為

2、粉塵濃度超標，遇到火源發(fā)生爆炸，昆山爆炸是一起重大責任事故。責任主體是中榮金屬制品公司，主要責任人為企業(yè)董事長吳基滔等。當?shù)卣I(lǐng)導責任和監(jiān)管責任落實不力。目前，該企業(yè)5名負責人已被公安機關(guān)控制。哪些問題和隱患長期沒有解決？調(diào)查組總結(jié)了5點原因：企業(yè)廠房沒有按二類危險品場所進行設計和建設，違規(guī)雙層設計建設生產(chǎn)車間，且建筑間距不夠。生產(chǎn)工藝路線過緊過密，2000平方米的車間內(nèi)布置了29條生產(chǎn)線，300多個工位。除塵設備沒有按規(guī)定為每個崗位設計獨立的吸塵裝置，除塵能力不足。車間內(nèi)所有電器設備沒有按防爆要求配置。安全生產(chǎn)制度和措施不完善、不落實，沒有按規(guī)定每班按時清理管道積塵，造成粉塵聚集超標；沒有

3、對工人進行安全培訓，沒有按規(guī)定配備阻燃、防靜電勞保用品；違反勞動法規(guī)，超時組織作業(yè)。    【粉塵爆炸部分事故摘錄】    1987年，哈爾濱亞麻廠“3·15”特大亞麻粉塵爆炸事故，死亡58人，受傷177人。    2010年1月13日，浙江瑞安市墉下鎮(zhèn)花園村萬田路1號一拋光加工廠發(fā)生粉塵爆炸，2人死亡，6人受傷。    2010年2月24日，秦皇島市驪驊淀粉股份有限公司一個淀粉車間發(fā)生粉塵爆炸，21人死亡。  &#

4、160; 2011年4月1日，浙江麗水縉云摩托車車間粉塵爆炸，5人死亡，1人受傷。    2011年5月20日，富士康成都公司拋光車間發(fā)生粉塵爆炸，3人死亡，15人受傷。    2012年8月5日，浙江溫州甌海粉塵爆炸，13人死亡。     2014年4月16日，江蘇省如皋市硬脂酸粉塵爆炸，8人死亡，9人受傷。認識粉塵爆炸    【粉塵爆炸原因】     粉塵爆炸就是粉塵在爆炸極限范圍內(nèi)，遇到熱源

5、（明火或溫度），火焰瞬間傳播于整個混合粉塵空間，化學反應速度極快，同時釋放大量的熱，形成很高的溫度和很大的壓力，系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化為機械功以及光和熱的輻射，具有很強的破壞力。    【哪些粉塵會產(chǎn)生爆炸】     現(xiàn)已發(fā)現(xiàn)以下七類物質(zhì)的粉塵具有爆炸性：金屬（如鎂粉、鋁粉）；煤炭；糧食（如小麥、淀粉）；飼料（如血粉、魚粉）；農(nóng)副產(chǎn)品（如棉花、煙草）；林產(chǎn)品（如紙粉、木粉）；合成材料（如塑料、染料）   【發(fā)生爆炸有哪些條件？粉塵達到爆炸濃度極限】     粉塵可燃不意味著

6、一定會爆炸，粉塵爆炸主要有兩大條件：一是達到一定濃度，二是要有明火。按規(guī)定，存在粉塵爆炸的車間的安全標準極高，在粉塵濃度、通風、明火等方面都有嚴格規(guī)定。專家指出，當粉塵懸浮于空中，達到爆炸濃度極限時，遇到火源（包括明火、靜電、摩擦等）就會發(fā)生爆炸。至于造成傷害大小，和粉塵量、空間及作業(yè)現(xiàn)場人員密集程度等都有關(guān)。粉塵爆炸條件一般有三個：（1）可燃性粉塵以適當?shù)臐舛仍诳諝庵袘腋?，形成人們常說的粉塵云；凡是呈細粉狀態(tài)的固體物質(zhì)均稱為粉塵。能燃燒和爆炸的粉塵叫做可燃粉塵；浮在空氣中的粉塵叫懸浮粉塵；沉降在固體壁面上的粉塵叫沉積粉塵。具有爆炸性粉塵有：金屬（如鎂粉、鋁粉）；煤炭；糧食（如小麥、淀粉）；飼

7、料（如血粉、魚粉）；農(nóng)副產(chǎn)品（如棉花、煙草）；林產(chǎn)品（如紙粉、木粉）；合成材料（如塑料、染料）。某些廠礦生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的粉塵，特別是一些有機物加工中產(chǎn)生的粉塵，在某些特定條件下會發(fā)生爆炸燃燒事故。（2）有充足的空氣和氧化劑；（3）有火源或者強烈振動與摩擦。粉塵爆炸原理一般比較容易發(fā)生爆炸事故的粉塵大致有鋁粉、鋅粉、硅鐵粉、鎂粉、鐵粉、鋁材加工研磨粉、各種塑料粉末、有機合成藥品的中間體、小麥粉、糖、木屑、染料、膠木灰、奶粉、茶葉粉末、煙草粉末、煤塵、植物纖維塵等。這些物料的粉塵易發(fā)生爆炸燃燒的原因是都有較強的還原劑H、C、N、S等元素存在，當它們與過氧化物和易爆粉塵共存時，便發(fā)生分解，由氧化反應

8、產(chǎn)生大量的氣體，或者氣體量雖小，但釋放出大量的燃燒熱。例如，鋁粉只要在二氧化碳氣氛中就有爆炸的危險。粉塵爆炸的難易與粉塵的物理、化學性質(zhì)和環(huán)境條件有關(guān)。一般認為燃燒熱越大的物質(zhì)越容易爆炸，如煤塵、碳、硫黃等。氧化速度快的物質(zhì)容易爆炸，如鎂粉、鋁粉、氧化亞鐵、染料等。容易帶電的粉塵也很容易引起爆炸，如合成樹脂粉末、纖維類粉塵、淀粉等。這些導電不良的物質(zhì)由于與機器或空氣摩擦產(chǎn)生的靜電積聚起來，當達到一定量時，就會放電產(chǎn)生電火花，構(gòu)成爆炸的火源。通常不易引起爆炸的粉塵有土、砂、氧化鐵、研磨材料、水泥、石英粉塵以及類似于燃燒后的灰塵等。這類物質(zhì)的粉塵化學性質(zhì)比較穩(wěn)定，所以不易燃燒。但是如果這類粉塵產(chǎn)生

9、在油霧以及CO、CH4、煤氣之類可燃氣體中，也容易發(fā)生爆炸。粉塵的爆炸可視為由以下三步發(fā)展形成的：第一步是懸浮的粉塵在熱源作用下迅速地干餾或氣化而產(chǎn)生出可燃氣體；第二步是可燃氣體與空氣混合而燃燒；第三步是粉塵燃燒放出的熱量，以熱傳導和火焰輻射的方式傳給附近懸浮的或被吹揚起來的粉塵，這些粉塵受熱汽化后使燃燒循環(huán)地進行下去。隨著每個循環(huán)的逐次進行，其反應速度逐漸加快，通過劇烈的燃燒，最后形成爆炸。這種爆炸反應以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸壓力等將持續(xù)加快和升高，并呈跳躍式的發(fā)展。粉塵爆炸特點（1）多次爆炸是粉塵爆炸的最大特點。第一次爆炸氣浪，會把沉積在設備或地面上的粉塵吹揚起來，在爆炸后短時間

10、內(nèi)爆炸中心區(qū)會形成負壓，周圍的新鮮空氣便由外向內(nèi)填補進來，與揚起的粉塵混合，從而引發(fā)二次爆炸。二次爆炸時，粉塵濃度會更高。（2）粉塵爆炸所需的最小點火能量較高，一般在幾十毫焦耳以上。（3）與可燃性氣體爆炸相比，粉塵爆炸壓力上升較緩慢，較高壓力持續(xù)時間長，釋放的能量大，破壞力強。    【爆炸威力為何那么大？地面粉塵二次爆炸威力大】     粉塵爆炸可能出現(xiàn)的范圍很大，化工、木材加工、糧食和飲料加工等企業(yè)時有發(fā)生。粉塵爆炸破壞力大，容易產(chǎn)生二次爆炸。第一次爆炸氣浪把沉積在設備或地面上的粉塵吹揚起來，在爆炸后短時間內(nèi)爆炸中心會形

11、成負壓，周圍的新鮮空氣便由外向內(nèi)填補進來，與揚起的粉塵混合，從而引發(fā)第二次爆炸。二次爆炸時，粉塵濃度一般比較高，故威力較大。粉塵爆炸防范措施如采用有效的通風和除塵措施，嚴禁吸煙及明火作業(yè)。在設備外殼設泄壓活門或其他裝置，采用爆炸遏制系統(tǒng)等。對有粉塵爆炸危險的廠房，必須嚴格按照防爆技術(shù)等級進行設計，并單獨設置通風、排塵系統(tǒng)。要經(jīng)常濕式打掃車間地面和設備，防止粉塵飛揚和聚集。保證系統(tǒng)要有很好的密閉性，必要時對密閉容器或管道中的可燃性粉塵充入氮氣、二氧化碳等氣體，以減少氧氣的含量，抑制粉塵的爆炸。常用的防護措施或方案主要有四種：遏制、泄放、抑制、隔離。其中泄放分為正常情況下的壓力泄放和無火焰泄放；隔

12、離分為機械隔離和化學隔離。主要防護設備包括：防爆板（Explosion Panel）、防爆門(Explosion Vent)、無焰泄放系統(tǒng)(Flameless Venting)、隔離閥(Explosion Isolation Valve)以及抑爆系統(tǒng)(Explosion Suppression Systems)。在實際應用中，并不是每一種防護措施單獨使用，往往采用多種防護措施進行組合運用，以達到更可靠更經(jīng)濟的防護目的。  遏制就是在設計、制造粉體處理設備的時候采用增加設備厚度的方法以增大設備的抗壓強度，但是這種措施往往以高成本為代價，在金屬材料價格日益昂貴的今天，采用這種措施顯然是非

13、常不經(jīng)濟的。泄放包括正常泄放和無焰泄放，是利用防爆板、防爆門、無焰泄放系統(tǒng)對所保護的設備在發(fā)生爆炸的時候采取的主動爆破，泄放爆炸壓力的辦法進行泄壓，以達到保護粉體處理設備的安全。防爆板通常用來保護戶外的粉體處理設備，如粉塵收集器、旋風收集器等，壓力泄放的時候并隨有火焰以及粉體的泄放，可能對人員和附近設備產(chǎn)生傷害和破壞；防爆門通常用來保護處理粉體的車間建筑，以達到整個車間避免產(chǎn)生粉體爆炸；對于處于室內(nèi)的粉體處理設備，有時對泄放要求非常嚴格，不能產(chǎn)生火焰、物料泄放或者沒有預留泄放空間的情況下，通常會采用無焰泄放系統(tǒng)，以達到保護人員以及周圍設備的安全。抑制爆炸抑制系統(tǒng)是在爆燃現(xiàn)象發(fā)生的初期（初始爆炸

14、）由傳感器器及時檢測到，通過發(fā)射器快速在系統(tǒng)設備中噴射抑爆劑，從而避免危及設備乃至裝置的二次爆炸，通常情況下爆炸抑制系統(tǒng)與爆炸隔離系統(tǒng)一起組合使用。抑制就是利用了爆炸需要的三要素以及原理。根據(jù)這個原理，爆炸需要完整的三個要素，并在適當?shù)臈l件下產(chǎn)生爆炸。所以要抑制爆炸的發(fā)生，必須取消三要素中的一個要素。一種措施是往粉體處理設備內(nèi)部注入惰性氣體如N2、CO2等代替空氣，從而降低氧化劑：氧氣O2的含量，以達到抑制爆炸的目的；另一種措施是取消易燃易爆物料，但是這是不可能的，因為設備本身就是用來處理該物料的。所以以上兩種措施都是不可能或者很難做到的，所以我們一般采用最簡單的措施，就是取消其中的一個重要要

15、素：火源，從而抑制爆炸的發(fā)生。這就要采用爆炸抑制系統(tǒng)，最簡單的爆炸抑制系統(tǒng)是由四個單元組成：監(jiān)視器、傳感器、發(fā)射器和電源。四個單元各自的功能分別為：監(jiān)視器可以提供可視或者可聽的警報，對整個系統(tǒng)的激活、密封故障、氣壓和電源故障進行監(jiān)視，而且發(fā)射器的發(fā)射不是由監(jiān)視器觸發(fā)，而是由傳感器直接觸發(fā)，從而大大縮短了抑爆系統(tǒng)的反應時間。傳感器由三個朝向不同方向的壓力傳感器組成，其中一個設定在低壓狀態(tài)，兩個設定在高壓狀態(tài)，必須同時有其中兩個壓力傳感器被激活時，整個系統(tǒng)才被觸發(fā)，從而避免誤操作的發(fā)生。發(fā)射器由抑爆劑筒、氣體罐（充滿低壓氮氣200Psi-300Psi）、電子控制器組成，而且抑爆劑（碳酸氫鈉粉末）和

16、壓力氣體分開儲存，這樣避免使用者在檢查和維護的時候不處于受壓系統(tǒng)的危險之中。電源給整個系統(tǒng)供電，可以由交流電輸入轉(zhuǎn)換成24V直流電，也可以直接使用電池，另外還有三個繼電輸出端，一個顯示交流電的供應情況，一個顯示系統(tǒng)是否有故障，一個顯示系統(tǒng)是否在工作。這四個單元即可組成一個最簡單的抑爆系統(tǒng)，但是有時要保護的范圍很大，就需要增加發(fā)射筒，一個傳感器最多可以連接十個發(fā)射筒。粉體爆炸的形成和發(fā)展的過程是這樣的：在密閉的工業(yè)設備內(nèi)部產(chǎn)生的許多粉末和灰塵與空氣中的氧氣混合，假如達到適當 的濃度，萬一產(chǎn)生了火花，就會由火花發(fā)展成小火球，如不抑制就會由小火球發(fā)展成大火球，并伴隨有高溫高壓的產(chǎn)生，當壓力升高到一定

17、程度，超出了設備的抗壓強度，就會發(fā)生爆炸。在此過程中，升高的壓力會產(chǎn)生沖擊波，而且沖擊波的傳播速度遠大于火焰?zhèn)鞑サ乃俣?，利用這個原理，讓抑爆系統(tǒng)的傳感器及時探測到?jīng)_擊波，在火焰還沒有時間發(fā)展成爆燃的時候，發(fā)射器噴射出抑爆劑（碳酸氫鈉），將火焰噴滅，從而避免小火球演變成大火球，甚至形成爆炸，從而破壞設備，甚至危害到人身安全。抑爆系統(tǒng)通俗來說相當于一個自動滅火器，但是在這里要滅的不是熊熊烈火而是發(fā)生爆炸前期的小火球。當安裝在粉體設備上的傳感器探測到設備內(nèi)部發(fā)生火花，使得燃料燃燒，形成小火球，即將要發(fā)展成大火球產(chǎn)生爆炸的瞬間，馬上發(fā)出一個指令給發(fā)射筒，發(fā)射筒馬上會向設備內(nèi)部噴出滅火劑，把要引發(fā)爆炸的火花熄滅，從而抑制了爆炸的發(fā)生。隔離分為機械隔離和化學隔離兩種，往往和抑爆系統(tǒng)一起應用。隔離就是把有爆炸危險的設備與相連的設備隔離開，從而避免爆炸的傳播，產(chǎn)生二次爆炸。一般在設備的物料入口安裝化學隔離，在設備的物料出口安裝機械隔離閥?；瘜W隔離和抑爆系統(tǒng)中的發(fā)射筒相同，只是一般為45°安裝；機械隔離閥類似于常見的閘閥。在現(xiàn)代工業(yè)中，我們給粉體設備做防爆措施，不能只單獨考慮某一個設備，要從整體出發(fā)，要作為一個防爆系統(tǒng)工程來