粮食加工厂粉尘防爆的必要性和措施

刘丽丽

无锡中粮工程科技有限公司 (214035)

在我国粉尘爆炸事故多发生于粮食加工储运行业，这是行业加工特性决定的。粮食粉尘是粮食在收割、运输、加工、储藏等过程产生的一种以有机成分为主的成分复杂的细微颗粒混合物，含有大量有害物质，容易滋生害虫，粮食粉尘还具有比表面积大、荷电性、爆炸性、吸水性等特性，不仅污染环境，危害人体健康，影响粮食储存品质和成品质量，而且还有引发粉尘爆炸的风险[1]。有效的粉尘爆炸预防措施是许多粮食加工企业面临的难题，也是设计单位需要考虑的核心问题。

1 粮食加工厂产生粉尘爆炸的原因分析

粉尘爆炸是当漂浮在空气中的易燃粉尘与点火源接触时能量迅速释放的过程。发生粉尘爆炸的五要素分别是：可燃性粉尘、氧气、点燃源、粉尘形成云状(可燃粉尘与空气形成混合物的浓度处于爆炸范围以内)、相对封闭的环境(设备和建筑物)，但是，即使是在相对空旷的空间也有发生粉尘爆炸的可能，比如可燃性粉尘累计达到一定浓度，在有氧环境下遇到点燃源也会发生粉尘爆炸。

1.1 可燃性粉尘

当粮食加工厂的除尘风网设计不当，管道安装不规范、密封效果不好以及工艺设备存在跑、冒、滴、露现象，车间清扫不及时或清扫方式不当时都会导致车间的粉尘堆积，这是引发粉尘爆炸的基本要素。

1.2 潜在点燃源

(1)工艺设备的机械摩擦与碰撞。如粉碎设备中进入铁等金属物质或石子，损坏设备的同时还可以因摩擦产生火花；错误安装或使用时间过长导致的提升机皮带跑偏、打滑，在不采取补救措施时会引起摩擦，进而会产生过热和火花。

(2)电气火花。如设备电缆使用期过长、老化、电缆被动物啃咬过、受到机械破坏，电缆的导体(铜丝/铝丝)电阻会变大，在电流和时间不变的情况下电阻变大，电缆的发热量会也会变大，会击穿绝缘层造成短路出现电火花引燃附近的可燃物。

(3)静电。当工艺过程中产生和积累足够的静电，导致局部电场强度超过电介质的击穿场强，发生放电，产生静电火花，若静电火花的能量超过周围混合物的最小引燃源能量，则有可能引起火灾和爆炸。

(4)粮堆发热自燃引发的火灾和爆炸。当粮食水分过高时，导致微生物快速繁殖并伴随产生热量，热量不能及时散发时粮堆发热自燃。

(5)明火。如抽烟、作业动火、其他明火等。

因国内外粉尘爆炸事故的频发，造成巨大的伤亡及经济损失，国家和行业越发重视粉尘爆炸的预防。对于粮工行业，在生产加工过程中粉尘是一直存在的，所以客观上发生粉尘爆炸事故的风险也是存在的，对于任何企业来讲一旦发生事故，后果会非常严重，所以在项目前期设计阶段就应该充分考虑到预防粉尘爆炸的措施。

2 粮食加工厂粉尘防爆的防治措施

粮食加工厂一旦发生粉尘爆炸的主要传播途径是工艺管道、除尘风网管道、建筑开口，或者从车间内局部区域传播到车间内其他区域。粮食加工厂在前期设计时应充分考虑到预防粉尘爆炸的措施。

2.1 建筑设计

建筑专业会先依照火灾危险性给车间进行分类，再根据生产工艺加工性能进行爆炸危险区域划分，针对有爆炸危险的厂房，合理地考虑建筑布局和平面布置，采取防爆泄压措施消除或减少可燃粉尘的产生或积聚，从而大大减轻爆炸的破坏强度，避免造成人员重大伤亡和经济损失[2]。

(1)粮食筒仓配套的工作塔的火灾危险性类别为乙类，工作塔的楼梯间设置防爆门斗，门斗和楼梯间的门应错位放置，并需要设为甲级防火门，门斗设置防火隔墙.

(2)有爆炸危险的厂房宜采用框架结构，结构主体的抗爆性能良好，并能满足在外墙面开设孔洞门窗起到泄压作用。

(3)对有爆炸危险的筒仓、工作塔、粉碎车间进行设计时，应预留出与其他相邻建筑间足够的防火间距。

(4)对于粮食加工厂内部有爆炸危险的局部区域(如大米加工厂的除尘间)，宜在外墙面开设大面积的门窗孔洞或者墙体采用轻质材料，起到泄压的作用。

2.2 设备布局

(1)在工艺流程的进料处，应安装磁选设备除去混入料中杂物，防止杂物与设备碰撞产生火花[3]，并增加对砻谷机、粉碎机、抛光机、米机的电流监测。

(2)斗式提升机、刮板机需要在合适位置设泄爆口[4]，电控系统中增加提升机的测速，刮板机和绞龙的防堵监测，进料口做好密闭处理，避免物料外溢。如在乙类车间使用还应配置防爆电机，安装时确保畚斗和畚斗带连接牢固，使用一段时间后定期维护检查，避免出现皮带跑偏、打滑引起摩擦，进而会产生过热和火花。

(3)设备管道法兰连接处，应用跳线(可为铜线或铜片)进行跨接安装；安装溜管时连接处可先缠绕一圈胶带后再固定，做好管道的密封，避免粉尘外溢；工艺设备的接头、检查门、挡板、泄爆口盖均应封闭严密；另外需加强车间管理，对设备和溜管中溢出或堵塞的物料应及时清扫，防止粉尘积聚，清扫时应避免二次扬尘。

(4)在粉尘爆炸危险场所配备的设备应采用防爆型[5]，设备外壳、金属管道、支架应采取静电接地，防止在加工流程中产生静电，进而可能引起粉尘燃烧或爆炸。

(5)车间中应根据粮食粉尘的物理化学性质，正确选用灭火剂。在粉尘爆炸危险场所尽量不进行动火作业，若要进行动火作业必须清除动火区域粉尘及易燃物品并配备充足的灭火器材。

(6)车间设置有效的除尘系统[3]。调查研究表明：在已知发生的粉尘爆炸事故中有近40%的事故起因是除尘系统引发。因此，粮食加工厂的工艺设计中核心设计即为除尘风网的设计，风网的设计及除尘设备的选用应能满足防止粉尘在风管中沉积。要求设计时风网选取要合理，脉冲除尘器如在乙类车间使用应配置防爆电机、进出风口处安装风压差监测装置、有足够的泄爆面积或泄爆装置[6]，安装时设置在建筑物的露天场所，如不能布置在露天场所可靠墙布置，以便于泄爆；风网管道中在合适的位置设置摸手孔，便于检查管道堵塞情况。

3 结束语

粮食行业的安全稳定发展关系着民生，加强企业安全意识是发展的重中之重，除了上述针对建筑布局和工艺设备的防爆措施之外，企业更要加强粉尘防爆的意识，建立健全企业相应的制度，在日常生产中加大对企业员工的教育培训，开展各项检查，及时排查消除隐患，定期组织应急演练。