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        杭州瑞歐科技有限公司(工業化學品站)

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        粉塵防爆安全知識及預防措施

        2014年8月2日,位于江蘇昆山的昆山中榮金屬制品有限公司拋光二車間發生了特大鋁粉塵爆炸事故,共造成了97人死亡、163人受傷,直接經濟損失3.51億元。對事故原因初步解析是:工作場所粉塵濃度超標(鋁粉塵濃度超過每立方米40克);危險源存量過大;通風除塵設施能力不足;明火(工作區抽煙、攜帶火種、電器線路老化等);缺乏在線粉塵報警設備;安全培訓、安全與職業危害崗前告知工作不到位;企業對監管部門日常監管中的意見不重視、不落實。

        近年來國內報道的可燃性粉塵爆炸特別重大事故案例除了中榮金屬制品公司的爆炸事故外,還有浙江溫州個體制鎖廠的鋁粉塵爆炸(13人死亡、14人受傷)、秦皇島驪驊淀粉廠的淀粉爆炸(20人死亡、48人受傷)、哈爾濱亞麻紡織廠的亞麻粉塵爆炸(58人死亡、177人受傷)。一樁樁血的教訓不禁讓我們對粉塵爆炸的破壞性感到恐懼,也讓我們對因企業缺乏安全防控措施而造成工人生命財產的損失感到痛心和惋惜。因此,相關企業有必要了解和學習粉塵爆炸的基本原理和防護措施,并在工作場所中積極實施防控措施,以最大程度的保障工人的生命財產安全。

        什么是粉塵爆炸?

        粉塵的基本概念

        國際標準化組織對粉塵的定義是:粒徑小于75μm(微米)的固體懸浮物。生產性粉塵是在生產過程中產生的,并能較長時間漂浮在生產壞境空氣中的固體微粒/顆粒,其特點是因自重作用能沉降,但又可在空氣中較長時間懸浮??扇夹苑蹓m:能與氣態氧化劑(主要是空氣) 發生劇烈氧化反應的粉塵,其特點是懸浮于空氣中的粉塵達到一定濃度范圍時可被點燃。

        為什么粉塵會發生爆炸

        粉塵在著火時,瞬間燃燒并釋放大量熱能,使燃燒氣體溫度驟然升高,體積劇烈膨脹,形成很高的膨脹壓力,巨大的壓力在狹小的空間內受限,就會發生爆炸。

        粉塵爆炸原理

        什么樣的粉塵會發生爆炸

        • 氧化速度快的粉塵:鎂粉、鋁粉、染料粉;
        • 燃燒熱值大的粉塵:煤粉、碳粉、硫磺粉;
        • 容易帶電的有機粉塵:合成樹脂粉、纖維粉塵、淀粉。

        粉塵爆炸的四個要素

        • 可燃性粉塵在特定空間中達到一定濃度;
        • 有足量的空氣或氧化劑(或活性條件);
        • 有火源或者足夠溫度的條件(強烈振動與摩擦);
        • 空間受限。

        引發粉塵爆炸的點火源

        • 明火焰:抽煙、工業動火(如氣割焊)、加熱爐;
        • 高溫物體:加熱設備、供暖設備、非防爆電機、燈具的熱表面;
        • 電氣火花:電氣線短路、非防爆電氣設備產生的火花、電氣設備超負荷;
        • 靜電放電:如火花放電、人體靜電;
        • 撞擊和摩擦;
        • 化學反應:如氧化燃燒、自燃。

        粉塵爆炸的破壞性

        • 氧化反應速度快,能量短時間釋放,具有極強的破壞性;
        • 容易產生二次或多次連環爆炸(地面積塵、設備積塵);
        • 產生有毒氣體,造成中毒傷亡;
        • 粉塵爆炸時產生的灼熱物可對人體造成嚴重燒傷(鋁塵爆炸時溫度高達2000-3000℃)。

        容易引起粉塵爆炸的工藝

        • 拋光、打磨、粉碎過程;
        • 工業粉塵分離、輸送過程;
        • 干燥工藝;
        • 粉塵的收集、清掃、吹掃過程。

        如何對粉塵進行檢測與評價

        作業場所粉塵濃度檢測

        作業場所的粉塵濃度檢測主要有重量法、光散射法、粉塵分散度檢測的濾膜溶解涂片法三種方法:

        • 重量法(GBZ/T 192.1-2007,總粉塵):將空氣中的粉塵用采樣器采集/收集在已知質量的濾膜,由濾膜的增量和采氣量,計算出空氣中總粉塵的濃度。優缺點:實驗室精確分析方法,數據準確誤差??;測試速度慢,需專用場地和設備。
        • 光散射法(LD98-1996《空氣中粉塵濃度的光散射式測定法》):激光粉塵儀是以激光為檢測光源的便攜式粉塵儀(顆粒計數)。優缺點:可快速檢測適用于現場粉塵濃度檢查;精確度不夠,需精確分析方法確認。
        • 粉塵分散度檢測:濾膜溶解涂片法(GBZ/T 192.3—2007):將采集有粉塵形成粉塵顆粒的混懸液,制成標本,在顯微鏡下測量和計數不同粒徑粉塵顆粒的數量,計算不同大小粉塵顆粒的百分比。

        通風管道內粉塵濃度測定

        通風管道內主要是采用GB/T 16157 固定污染源排氣中顆粒物測定與氣態污染物采樣方法。采樣設備是煙塵氣測試儀。

        GB/T 16157規定了在煙道、煙囪及排氣筒(以下簡稱煙道)等固定污染源排氣中顆粒物的測定方法和氣態污染物的采樣方法。該標準適用于各種鍋爐、工業爐窯,及其他固定污染源排氣中顆粒物的測定和氣態污染物的采樣。

        粉塵濃度檢測的結果評價

        對于工作場所空氣中粉塵的容許濃度,《工作場所有害因素職業接觸限值》給出了規定?!豆ぷ鲌鏊泻σ蛩芈殬I接觸限值 第1部分:化學有害因素》(GBZ 2.1-2007)制訂了47種粉塵的容許濃度,常見粉塵危害因素的接觸限值見下表:

        序號 中文名 PC-TWA(mg/m3) 超限倍數
        總塵 呼塵
        1 電焊煙塵 4 - 2
        2 木粉塵 3 - 2
        3 鋁金屬、鋁合金粉塵 3 - 2
        4 氧化鋁粉塵 4 - 2

        爆炸性粉塵預防控制措施

        爆炸性粉塵的防控措施主要有以下幾個要點:

        • 消除減少粉塵燃料;
        • 消除氧化環境;
        • 消除點火源;
        • 保護措施:泄爆、抑爆、隔爆、提高設備耐壓能力、多種保護方案并用 。

        工作場所常用除塵設備示意圖如下:

        工作場所常用除塵設備示意圖

        附:粉塵防爆相關技術標準及規范參考

        • GB 15577-2007《粉塵防爆安全規程》
        • GB/T 15605-2008 《粉塵爆炸泄壓指南》
        • AQ 3009-2007《危險場所電氣防爆安全規范》
        • GB 12476.1-2000《可燃性粉塵環境用電器設備 第1部分:用外殼和限制表面溫度保護的電氣設備 第1節:電氣設備的技術要求》
        • GB/T 17919-2008《粉塵爆炸危險場所用收塵器防爆導則》
        • GB/T 18154-2000《監控式抑爆裝置技術要求》
        • GB 17918-2008《港口散糧裝卸系統粉塵防爆安全規程》
        • GB 17440-2008《糧食加工、儲運系統粉塵防爆安全規程》
        • GB 19081-2008《飼料加工系統粉塵防爆安全規程》
        • GB 17269-2003《鋁鎂粉加工粉塵防爆安全規程》
        • GB 19881-2005《亞麻纖維加工系統粉塵防爆安全規程》
        • GB 18245-2000《煙草加工系統粉塵防爆安全規程》
        • AQ 4228-2012《木材加工系統粉塵防爆安全規范》

        特約專家


        王宇,職業衛生碩士,主管醫師,華測檢測高級工程師
        • 曾在上海閘北區疾控中心、浦東新區疾控中心任職,負責職業衛生與公共衛生技術服務中心的研究工作,研究方向為職業衛生工作場所微波輻射暴露的測量與評價、建設項目職業病危害評價;
        • 實施并完成了《金屬熱切割對作業員工神經行為功能的影響》課題工作,并參與了多項科研課題設計、實施工作;
        • 在《中國公共衛生》、《中華放射醫學與防護雜志》、《環境與職業醫學》、《職業衛生與應急救援》等國內權威報刊和學術雜志期刊上發表了多篇職業衛生與安全方面的研究文章。

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