浅谈粉尘爆炸的预防

侯新枝

（伊顿库柏电子科技（上海）有限公司防爆事业部，上海 201201）

0 引言

粉尘爆炸是一起极其严重的爆炸事故，工厂粉尘防爆则是一项非常严肃和专业性强的技术。粉尘防爆在欧美发达国家已有上百年历史，发展已经进入成熟阶段，但我国上世纪80 年代才开始逐渐涉及该领域，目前还处于发展阶段。国外有专门的第三方认证检查机构、国际标准、国际电工委员会IEC60079标准、欧洲Apex 的EN60079 标准。我国则主要是引进和发展国外标准，目前使用的是GB3836《爆炸性气体环境用电气设备》标准，认证第三方机构也只有NEPSI、CQM、CNEX、国家防爆南阳防爆电器研究等为数不多的认证机构。目前，我国专门从事防爆产品生产制造的工厂较少。因其具有专业性强、生产制造工厂的门槛比较高、管理比较复杂等特点，比如每年国家防爆机构的审核年检，必须经过国家质检总局发布的GB 防爆生产许可证，并且五年一次更新此证，所以生产制造防爆的企业在工厂基础和软件方面的投入比重较大。

1 粉尘防爆特点和危险性的分析

粉尘爆炸的特点有两方面：（1）具有极强的破坏性。（2）容易产生二次爆炸。粉尘在爆炸极限范围内，遇到热源（明火或温度），火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间，化学反应速度极快，同时释放大量的热能，产生极高的温度和强大的压力，系统的能量转化为机械功以及光和热辐射，具有很强的破坏力。

案例背景：2014 年8 月2 号昆山中荣工厂汽车轮毂抛光车间爆炸，现场的工人听到巨大的爆炸声，惊呼：“原来铝粉甚至面粉也会爆炸？”

在昆山发生的中荣汽车轮毂抛光车间的爆炸事故是典型的粉尘爆炸，其爆炸原因之一就是粉尘的来源是汽车轮毂，工人把铝制钢圈打磨光亮，产生烟尘，表面处理遇到明火便会爆炸。

粉尘爆炸的相关危害，还是以昆山中荣事故为例，车间中镁粉、铝粉、金属粉尘、空气、火源、振动和热量，都具有极强的破坏力，当粉尘浓度达到极限，便产生爆炸。而工厂车间内的粉尘、镁粉还会造成深度烧伤、皮肤脱皮等不良后果。

昆山爆炸事件发生后，经过调查组调查并总结引起事件发生的几方面大原因［1］：第一，企业基础设施不合格，违规建设双层生产车间，且建筑物之间间距不够。第二，工厂内部未注意安全，生产工艺路线过紧过密。第三，未考虑粉尘爆炸的风险。第四，车间内所有电器设备没有按防爆要求配置。第五，安全生产制度和措施没有完善和落实，没有按照规定每班定时清理管道积尘，从而造成粉尘聚集超标；没有对工人进行安全培训，没有按规定配备阻燃、防静电的劳保用品。

以前，中国制造工厂和企业粉尘爆炸的概率较低，因而容易被忽视。那么，粉尘爆炸是如何发生的呢？其威力究竟有多大呢？我们该如何预防呢？

2 粉尘爆炸的防护

笔者经过研究和总结，着重从事故可能发生的区域、地点或装置和粉尘爆炸后的应急处理等几个方面来介绍。

粉尘爆炸前期预防工作很重要，科学防治是关键，主要预防措施有以下几条：消除粉尘源，严格控制点火，采取可靠有效的防护措施。

而发生爆炸具有三个不可或缺的要素（见图1）：（1）点燃源(如电火花、炽热表面)。（2）爆炸性物质（粉尘、瓦斯等）。（3）空气（氧气）。

笔者结合防爆专业知识针对粉尘爆炸提出：只要做到提前预防和预警，粉尘爆炸并不可怕。

首先，按照国外预警的做法，通常在精密的电子车间，会配备湿式除尘设备，防止工厂内部粉尘飞扬和聚集，保证系统具有良好的密闭性。同时向充满可燃性粉尘的密闭容器或管道中充入惰性气体，如氮气、二氧化碳，以减少氧气的含量，抑制粉尘爆炸。假如能做到上述2 点，粉尘爆炸便会离我们越来越远。

图1 爆炸三要素

其次，目前在中国国内，安监总局早就发布了《GB15577 粉尘防爆安全规程》。按照规程，工厂无论是在设计还是在施工环节，都必须严格遵守粉尘防爆标准。企业需要将生产装置本身、生产环境、消除静电、防二次爆炸等四个方面的工作落到实处。如在施工环境中做编辑警示牌（见图2），采用有效的通风和除尘措施，严禁吸烟及明火作业，在设备外壳设泄压活门或其他装置，采用爆炸遏制系统等。同时对有粉尘爆炸危险的厂房，必须严格按照防爆技术等级进行设计，单独设置通风、排尘系统。

图2 防爆警示牌

3 工厂预防措施粉尘爆炸的具体实施

具体实施：从“人机料发环”的方面来实施。

3.1 人——员工

笔者所提及的企业具体要求是EHS 预防，全体员工需要考虑到：我被培训过吗？工作中有工作标准工艺指导书和流程吗？有穿戴安全的PPE 个人防护装置吗？这样才能顺利安全地完成工作。而且新员工工作的第一天就要树立任何事故需要分析事故，给出报告和以后注意之处的观念。（见图3）

3.2 机——机器设备

图3 Stop，Stand Back and Get Help停止行动，站住退回安全距离，寻找帮助！

首先，由负责安全的专人负责通风除尘、粉尘爆炸预防、粉尘爆炸控制等设备设施的使用与维护，未经审批批准，不能随意更换和停止使用。其次，与粉尘直接接触的设备或装置（如光源、加热源等），其表面允许温度应低于相应粉尘的最低着火温度。再次，要选用合适的防爆设备，在有可燃粉尘的场所，所有的设备和装置的传动机构应符合相关规定，防止产生电弧和电火花。最后，在具有粉尘爆炸危险的场所，都要严格按照GB50057 粉尘防爆安全规程中有关规定采取相应的防雷措施。

3.3 料——指的是材料

在工艺流程的进料处，应安装能去除混入料中杂物的磁铁、气动分离器或筛子，防止杂物与设备碰撞。同时还应采取有效措施防止铝、镁、钛、锆等金属粉末或含有这些金属粉末的材料与锈钢摩擦产生火花。

3.4 法——指的是制度流程

首先，公司要根据上述标准并结合自身粉尘爆炸危险场所的特点，来制定本企业粉尘防爆实施的细则和安全检查表，按安全检查表认真进行粉尘防爆检查；其次，企业需要认真做好安全生产和粉尘防爆的教育，对危险岗位的职工需进行专门的安全技术和业务培训，经考试合格后才可上岗。

3.5 环——指的是环境

建（构）筑物的结构与布局，疏散通道要求符合国家标准，防止明火与热表面引燃，同时在有粉尘爆炸的危险场所进行明火作业时，应遵守相关规定。

当存在静电危险时，所有金属设备、装置外壳、金属管道、支架、构件、部件等一般应采用防静电直接接地；操作人员应采取防静电措施；防止摩擦和物体碰撞产生火花，当粉尘云能够被碰撞产生的火花引燃时，应采取措施防止碰撞发生，同时，检修时应使用防爆工具。

对于非敞开系统的粉尘爆炸，现代工厂通常采用泄放、抑制、隔离的技术，这里重点描述的是对敞开式加工过程中容易产生粉尘的工厂粉尘爆炸。

4 粉尘爆炸的工厂应急措施

前面介绍了粉尘防爆的预防，下面笔者简单说明如何做好针对粉尘爆炸的应急措施。

4.1 从内部人员环节措施方面

（1）企业要建立安全管理措施。

（2）对管理人员进行内部招聘，要坚持技能过硬、原则性强的担当重任，工作标准以制度形式落实上墙，这样上标准岗，干标准活有规章可依，对三违者实行下浮工资制。

（3）车间出台措施，坚持人人有责，除隐患，零容忍。笔者公司的工厂连续3 年无一起安全事故，荣获当地安全称号企业荣誉。

4.2 过程控制环节措施方面

（1）当发生粉尘爆炸事故后，如粉尘爆炸造成火灾，事故现场有关人员应立即拨打火警电话；如粉尘爆炸造成人员伤亡，立即拨打医疗急救电话，联系援救的消防部门，并且给予协助，就地展开救助控制火势。粉尘爆炸的灭火方法应根据粉尘的物理化学性质，正确选用灭火剂；灭火时，应防止粉尘扬起形成粉尘云，若燃烧物与水接触生成爆炸性气体，则不应用水灭火。

（2）着火源控制，消防人员穿着消防服进行火灾扑救，如果火势过大，则将着火点分割，分片进行扑救；及时汇报，发出火警信号，使受威胁的人员撤离危险区；组织力量抢险救灾，果断采取措施控制火势，确定火源，组织人员灭火；成立抢险指挥部，分管经理负责指挥灭火。

（3）处理火灾时，选择通风方式的原则有：正常通风、增或减风、反风、火烟短路、停止主扇等。

4.3 事后事故报告

（1）事故部门。

（2）事故发生的时间、地点和具体位置。

（3）事故可能发生的原因、性质、危害严重程度。

（4）事故可能发生的条件及救援要求、已采取的措施，找出根本原因和管理系统问题。

5 粉尘防爆的总述

防爆是一项长期的安全工作，安全无小事，所以如果要长期做好粉尘防爆工作，笔者提议应做好以下几个方面的工作。

5.1 预防——工厂粉尘爆炸预防制度

工厂现场管理是预防粉尘爆炸的第一条防线，在日常生产过程中，要注意建筑物内的所有表面是否有粉尘，除非粉尘非常难以点燃，在不可能完全消除所有的点燃源条件下，初次爆炸得选择到建筑内的防护设施，以免造成大规模的破坏。

另外一项重要的防护措施是严格遵守操作流程和维护制度。如果不这样做，丢弃在系统中的一个扳手或一个螺栓便极有可能产生火花，造成灾难。

不管预防措施如何缜密，但是仍有发生粉尘爆炸的可能性，一切偶然性因素也都必须被考虑到。所以，我们应该探讨如何减轻爆炸，在爆炸减轻的方案得到通过时，还应考虑综合方案的技术，如上面说的人机料法环各个环节。

5.2 预警——工厂防爆的预警机制

首先，要达到减少事故发生目标，首先要坚持“安全第一、预防为主”的方针政策，搞好粉尘爆炸灾难的预警工作，是一项极其重要的工作手段和环节。

其二，建立起企业内部的安全信息渠道，安排专人负责收集并登记设备员、安全员及员工提供的各种安全信息。

第三，健全完善安全隐患公布及排查制度。定期结合相关安全信息网站综合分析，制定安全隐患排查表，明确整改的措施、负责人和完成的具体时间以保证制度能尽快得到落实和执行。

第四，加强生产部门的安全预防和检查工作，对公司存在的安全隐患要协助整改，不能立即整改的应以书面材料报告给公司负责人和上级主管。

第五，公司内部要建立起专职或兼职的救援队伍，加强相关训练和战备工作。

5.3 意识——要强化制度

强化制度主要有：加大网站宣传，及时检查，建立救援队伍，严格健全的制度等。

6 结语

随着工业制造产业的高速发展，粉体爆炸风险日益增加和普遍，给工业带来了巨大的损失，甚至远远超出了其他爆炸带来的影响。文章中提到的预防和预警具体措施，以及在人机疗法环节中的控制，可以对工厂的粉尘爆炸进行有效指导。由于爆炸的不确定性，为了工业的安全生产、人身和设备的安全，相关部门和人员务必要提高安全防范意识，在设计、制造和使用具有危险性的粉体设备生产制造环境中，采取合适的防护措施进行防爆。同时，结合本文中具体的措施和方法，使工厂安全得到更全面的保障。对敞开工厂的粉尘保证，虽然现在国内企业开始慢慢重视和实施相关粉尘防爆技术应用，但仍然是一个漫长的技术积累的过程。

［1］内蒙网.昆山爆炸事故已致75 人死亡 调查组总结5 大原因［EB/OL］.［2014-08-05］.http://www.imstu.org.cn/real/f_xabdg.html.