从昆山粉尘爆炸事故浅析如何预防与处置

2014年8月2日上午7时37分许，江苏昆山开发区中荣金属制品有限公司汽车轮毂拋光车间在生产过程中发生爆炸，造成重大人员伤亡，截止下午15时，共有68人遇难，其中现场死亡44人，抢救途中24人死亡，受伤187人受伤。初步判明系企业安全生产责任事故，疑因粉尘爆炸引发。下午4时30分，昆山市市长路军主持召开本次事件新闻发布会。据悉，本次事故发生前的7月15日，江苏省刚召开全省安全工作会议。早在今年4月16日，江苏如皋曾经发生爆炸事故，造成8人死亡后的又一重大安全事故。
另据公安部消息称，初步查明，爆炸系因粉尘遇到明火引发的安全事故。

  粉尘爆炸就是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，形成很高的温度和很大的压力，系统的能量转化为机械功以及光和热的辐射，具有很强的破坏力。

  粉尘爆炸形成的条件

  可燃气体爆炸是因可燃气体在助燃气体中达到一定浓度，即达到爆炸浓度极限，在一定能量作用下，即会发生爆炸。可燃粉尘爆炸成因也基本相似，空气中有一定浓度的可燃粉尘，在能量源作用下，即会发生爆炸。通常认为，粉尘爆炸应具备以下四个基本条件：

  粉尘具有可燃性

  粉尘具有可燃性是粉尘爆炸形成的基础，这从粉尘爆炸的反应历程可以看出。绝大部分粉尘爆炸要经历以下四个阶段：（１）悬浮在空气中的可燃粉尘表面接受点火源的能量，迅速提高了表面温度；（2）粉尘粒子表面的分子发生热分解或干馏作用，产生可燃气体从粉尘离子表面释放到气相中；（3）释放出的可燃气体与空气（或氧气等助燃气体）混合形成爆炸性混合气体，随后被点火源点燃产生了火焰；（4）依靠这种火焰产生的热量，又促使周围的粉尘发生分解，持续不断地在气相中释放出可燃气体，又与空气混合，使火焰不断传播，从而导致粉尘爆炸。从某种程度上讲，可燃粉尘—空气混合物的爆炸是一种气固非均相燃烧现象，从燃烧本质上看，也可以认为是可燃气体在空气中的爆炸，只是这种可燃气体“储存”在粉尘中，受热后释放出来参加了爆炸反应。但应引起注意的是，某些发生表面燃烧的物质如铁粉、钛粉、铝粉等粉尘发生爆炸过程中，不发生分解或干馏过程，这些粉尘接受点火源的作用，直接与空气中的氧气发生剧烈的氧化放热反应，炽热的粉尘或粉尘的氧化物加热周围的粉尘和空气，使高温的空气迅速膨胀，从而导致粉尘爆炸的形成。但无论是哪种爆炸反应历程，粉尘具备可燃性都是爆炸形成的基础，不具备可燃性的粉尘不可能发生化学爆炸。

  粉尘爆炸事故预防措施

  从可燃粉尘爆炸反应历程可以看出，粉尘爆炸是可燃粉尘、助燃物（主要是空气中的氧气）、点火源三者互相作用的结果，三个条件缺一不可。因此控制粉尘爆炸产生的原理就是控制可燃粉尘、助燃物、点火源三者相互作用，预防粉尘爆炸事故安全措施有以下三类：

  控制可燃粉尘在助燃物中的浓度

  控制可燃粉尘在助燃物中的浓度，在生产、加工、储存场所可以采用密闭性能良好的设备，尽量减少或避免粉尘飞散；对难以在密闭场所完成的作业，如有发生粉尘爆炸危险性，应安装有效的通风除尘设备，加强清扫工作，及时消除悬浮在空气中的可燃粉尘，降低了可燃粉尘在助燃物中的浓度，确保可燃粉尘不在爆炸浓度极限范围内，从根本上预防可燃粉尘爆炸事故的发生。如2008年1月13日发生于昆明市海口镇的云天化国际化工股份有限公司三环分公司硫磺粉爆炸事故，事故调查专家组认为首先天气干燥、空气湿度低，装卸过程中容易产生粉尘飞扬；其次深夜静风时段，空气流动性低，造成局部空间内硫磺粉尘富积，达到爆炸极限范围，在外部能量的作用下，导致硫磺粉尘发生爆炸。

  控制作业场所空气相对湿度

  提高作业场所的空气相对湿度，也是预防粉尘爆炸形成的有效举措。当空气相对湿度增加时，一方面可减小粉尘飞扬，降低粉尘的分散度，提高粉尘的沉降速度，避免粉尘达到爆炸浓度极限；同时空气相对湿度增高会消除部分静电，相当于消除了部分点火源，并且空气相对湿度的提高会导致可燃粉尘爆炸的最小点火能量相应提高；此外空气相对湿度增加后会占据一定空间，从而降低氧气浓度，降低了粉尘燃烧速度，抑制粉尘爆炸的发生。

  消除作业现场的点火源

  作业现场常见的能引起粉尘爆炸的点火源有明火、焊接火弧、电气火花、吸烟、撞击明火、静电火花、高温设备等，对这些点火源，相关企业应采取相应处理措施，能消除的给予消除，确应生产作业需要不能消除的应采取一定的保护措施，避免点火源与可燃粉尘、助燃气体相互作用形成爆炸。如1987年3月15日哈尔滨亚麻粉尘爆炸事故，事故调查组绝大部分专家认为布袋除尘器内静电是该次事故的点火源。（因该次事故爆炸破坏性大，事故调查组专家对事故原因没有形成统一意见，本文采用多数性意见。）

  粉尘爆炸事故处置注意事项

  正确选用灭火剂

  可燃粉尘的种类繁多，理化性质各异，发生火灾时应针对不同性质的粉尘选择不同的灭火剂，以提高灭火效率，否则可能不但灭不了火，反而火上浇油。活泼金属粉尘如镁粉高温时易与水发生反应放出可燃性、爆炸性气体—氢气，因此一般不用水、泡沫灭火剂进行灭火；此外活泼金属如镁粉易与二氧化碳（CO2）、氮气（N2）等灭火剂发生化学反应，因此也不宜用这些灭火剂灭火，而宜选用干砂进行覆盖灭火。当然，绝大部分粉尘像面粉、硫磺粉、亚麻粉等发生火灾，可以选择用水作为灭火剂进行灭火。

  避免使沉聚粉尘形成悬浮粉尘

  进行粉尘火灾扑救时，要尽量避免使沉聚粉尘形成悬浮粉尘，沉聚粉尘没有爆炸危险性，而悬浮粉尘则有爆炸危险性，因此扑救粉尘火灾时要引起重视。常见的处理措施是在粉尘火灾事故现场避免用强压力驱动器的灭火器或灭火措施，如用水进行灭火时，不宜采用直流水枪，而多采用喷雾水枪或开花水枪灭火。

  做好救援人员的安全保障

  可燃粉尘在空气中常常分布不均匀，因此连续的局部空间可能会部分达到爆炸浓度极限，而部分没有达到，导致部分空间发生爆炸后也未形成稳定燃烧，而其他达到爆炸浓度极限的空间又会再次发生爆炸，形成二次爆炸，二次爆炸发生的可能性大也正是粉尘爆炸的特点。其次，粉尘爆炸过程中，因燃烧不完全，易产生有毒气体一氧化碳；有的粉尘爆炸、燃烧产物中含大量有毒气体，如硫的燃烧产物是二氧化硫，这些有毒气体容易导致救援人员中毒，对此救援人员要高度重视，占据有利的地势、采取相应的个人防护措施，避免中毒事故的发生。

  结束语

  较之可燃气体爆炸事故的预防难度，可燃粉尘爆炸事故预防要容易得多，而国内外因可燃粉尘爆炸造成人员伤亡、财产损失的事故却也不胜枚举，主要原因就是可燃粉尘的爆炸形成条件一般比可燃气体难，导致人们对可燃粉尘爆炸的危险性、危害性认识不足，滋生麻痹大意心理，最终酿成了一幕幕惨剧。因此只要切实提高对粉尘爆炸、危险性危害性的认识，建立合乎规范的安全生产制度，并在生产作业过程中严格遵守安全生产制度，则因可燃粉尘爆炸造成人员伤亡、财产损失的惨剧也必将大大减小。