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粉塵爆炸是如何發生的?

發表時間:2015-04-13 22:47

8月2日,昆山中榮金屬制品有限公司汽車輪轂拋光車間在生產過程中發生爆炸。初步查明,爆炸系因粉塵遇明火引起。專家表示,拋光作業過程中易出現爆炸。但提起爆炸,人們總是很自然地想到炸彈、地雷爆炸時震天動地的轟響,殊不知懸浮在空氣中的那些悠悠飄揚的粉塵,也會引起威力巨大的爆炸。

鋁粉甚至面粉也會爆炸?

自2010年以來,中國各地粉塵爆炸開始頻頻發生。在此次昆山爆炸之前的2012年8月,溫州郭溪曾發生一起拋光爆炸事件;2011年年4月初,浙江一家摩托車廠的零件拋光車間發生了粉塵爆炸,4月底,該省另外一家木材廠,也發生粉塵爆炸;而在2010年河北秦皇島市的一個淀粉車間的粉塵爆炸,最終造成了19人死亡。

在人類歷史上,粉塵爆炸伴隨著工業化的進展而越來越頻繁。最先一波爆炸,都出現在較為發達的工業化國家,比如美國、英國、日本。據統計,1913年至1973年間美國僅工農業領域,就發生過72次比較嚴重的粉塵爆炸事故。而在英國和加拿大的化工和造紙等行業中,從上個世紀開始也發生過多起粉塵爆炸事故,僅英國就243次,死傷204人。

舉例來看,1966年,日本橫濱飼料廠的玉米粉塵爆炸,引起累積性連鎖燃燒,使整個工廠遭到蔓延性的重大“天災”;1921年美國芝加哥一臺大型谷類提升機發生粉塵爆炸,其爆炸力將40座每座約裝30萬噸糧食的倉庫從底座掀起,并移動了152.4毫米,結果6死1傷,經濟損失達400萬美元。

不為人知的可燃粉塵

不少人發出如此驚呼:“原來,鋁粉,甚至面粉也會爆炸?”東北大學工業爆炸防護研究所專家指出,粉塵的嚴格定義是指懸浮在空氣中的固體微粒。習慣上對粉塵有許多名稱,如灰塵、塵埃、煙塵、礦塵、砂塵、粉末等,這些名詞沒有明顯的界限。國際標準化組織規定,粒徑小于75μm的固體懸浮物定義為粉塵。

粉塵為什么會發生爆炸呢?原來是由于懸浮在空氣中的粉塵燃燒,而形成的高氣壓所造成的。專家指出,粉塵的表面積與同量的塊狀物質相比要大得多,故容易著火。如果它懸浮在空氣中,并達到一定的濃度,便形成爆炸性混合物。一旦遇到火星,就可能引起燃燒。燃燒時,氣壓和氣壓上升率越高,其爆炸率也就越大。

而粉塵的燃燒率又是與粉塵粒子的大小、易燃性和燃燒時所釋放出的熱量以及粉塵在空氣中的濃度等因素有關。根據科學試驗測定,粉塵爆炸的條件有三:一是燒料,干燥的微細粉塵、浮游粉塵的濃度每立方米達到煤粉30-40克、鋁粉40克、鐵粉100克、木粉12.6-25克、小麥粉9.7克;二是氧氣,空氣中的氧氣含量達到21%;三是熱能,40毫焦爾的火源。

最常見的可燃粉塵有煤粉塵、玉米粉塵、土豆粉塵、鋁粉塵、鋅粉塵、鎂粉塵、硫磺粉塵等。比如電子產品如果普遍使用鋁材,在生產過程中產生的粉塵,就屬于典型的可燃粉塵。

專家指出,不為大家所知的是,如果糖的濃度達到每立方米10.3克,也是會產生爆炸的。在日常生活中,一場雷暴、甚至工人身上的皮帶,以及化纖類的工作服摩擦產生的靜電,都有可能變成足以引起粉塵爆炸的熱能源。

粉塵爆炸悲劇能避免嗎?

在中國的大部分企業,工人對于粉塵爆炸的危害,大多所知甚少。

事實上,面粉或飼料等粉塵爆炸的溫度,相當于一張易燃紙的點火溫度。一星點的火花,都可能引發粉塵爆炸。 而粉塵爆炸的威力巨大——因為它很容易產生二次爆炸。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,在爆炸后短時間內爆炸中心區會形成負壓,周圍的新鮮空氣便由外向內填補進來,與揚起的粉塵混合,從而引發二次爆炸。二次爆炸時,粉塵濃度會更高。

1942年,我國本溪煤礦曾發生世界上最大的煤塵爆炸,死亡1549人,重傷246人。但其實,粉塵爆炸的悲劇是完全可以避免的。

目前,中國安監總局早就發布了相應的規章。其中,《GB 15577-2007粉塵防爆安全規程》最為廣泛使用。按照該規程,工廠無論是在設計、施工時,都必須嚴格實施粉塵防爆標準。一個企業,如果能在生產裝置本身、生產環境、消除靜電、防二次爆炸等四個方面切實做好,應該就可以杜絕悲劇發生。


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