爆燃是威脅化工生產的重要隱患之一,特別是在化工物料的倉儲過程中,預防爆燃是安全防范的重要的方面。雖然截止目前2010年發(fā)生的兩起爆燃事故原因都在調查當中,但是透露出來的信息,讓我們必須呼吁化工和食品加工企業(yè)必須加強燃爆的安全防范意識。而加強意識必須從正確認識開始。
什么是燃爆?
懸浮在空氣中顆粒很細的可燃粉塵表面積大,被氧化的加氧系統(tǒng)一旦遇火燃燒,會發(fā)生劇烈的氧化反應,同時產生大量的熱和很高的壓力,形成爆炸。而且,某一點上的粉塵爆炸后,所產生的火焰和高溫,作為新的火源,又引爆另一點上的粉塵,或者由于爆炸沖擊,大量的粉塵被吹揚起來,迅速形成新的爆炸混合物,在火焰的高溫作用下,再次發(fā)生爆炸。粉塵爆炸應具備的三個條件是:一是粉塵微小到能夠懸浮在空中;二是粉塵與空氣混合達到一定濃度;三是有火源,即使是極微弱的電火花或火星,都可能引起爆炸。
粉塵爆炸具有哪些特點?
(1)多次爆炸是粉塵爆炸的最大特點;
(2)粉塵爆炸所需的最小點火能量較高,一般在幾十毫焦耳以上。
(3)與可燃性氣體爆炸相比,粉塵爆炸壓力上升較緩慢,較高壓力持續(xù)時間長,釋放的能量大,破壞力強。
粉塵爆炸具有哪些危害性?
(1)具有極強的破壞性。粉塵爆炸涉及的范圍很廣,煤炭、化工、醫(yī)藥加工、木材加工、糧食和飼料加工等部門都時有發(fā)生。如1952?1979年間,日本發(fā)生各類粉塵爆炸事故209起,傷亡共546人,其中以粉碎制粉工程和吸塵分離工程較突出,各為46起。聯(lián)邦德國1965?1980年發(fā)生各類粉塵爆炸事故768起,其中較嚴重的是木粉及木制品粉塵和糧食飼料爆炸事故,分別占32%和25%。近幾年來,我國每年發(fā)生粉塵爆炸的頻率為:局部爆炸 150-300次系統(tǒng)爆炸1-3次,且呈增長趨勢。我國發(fā)生的這些粉塵爆炸尤其是系統(tǒng)爆炸,造成了嚴重損失,僅1987年哈爾濱亞麻廠的亞麻塵爆炸事故,死亡58人,輕重傷177人,直接經濟損失882萬元。
(2)容易產生二次爆炸。第一次爆炸氣浪把沉積在設備或地面上的粉塵吹揚起來,在爆炸后的短時間內爆炸中心區(qū)會形成負壓,周圍的新鮮空氣便由外向內填補進來,形成所謂的“返回風”,與揚起的粉塵混合,在第一次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。二次爆炸時,粉塵濃度一般比一次爆炸時高得多,故二次爆炸威力比第一次要大得多。例如,某硫磺粉廠,磨碎機內部發(fā)生爆炸,爆炸波沿氣體管道從磨碎機擴散到旋風分離器,在旋風分離器發(fā)生了二次爆炸,爆炸波通過爆炸后在旋風分離器上產生的裂口傳播到車間中,揚起了沉降在建筑物和工藝設備上的硫磺粉塵,又發(fā)生了爆炸。
(3)能產生有毒氣體。一種是一氧化碳;另一種是爆炸物(如塑料)自身分解的毒性氣體。毒氣的產生往往造成爆炸過后的大量人畜中毒傷亡,必須充分重視。
如何預防粉塵爆炸呢?
一是要減少粉塵在空氣中的濃度。采用密閉性能良好的設備,盡量減少粉塵飛散逸出,同時要安裝有效的通風除塵設備,加強清掃工作。二是要控制室內溫度。三是要改善設備,控制火源。有粉塵爆炸危險的場所,都要采用防爆電機、防爆電燈、防爆開關。四是應事先控制爆炸的范圍。五是要控制溫度和含氧程度。凡有粉塵沉積的容器,要有降溫措施,必要時還可以充入惰性氣體,以沖淡氧氣的含量。
化工企業(yè)如何加強防爆措施?
河北撫寧淀粉廠爆炸事故,可以看出工廠企業(yè)需要一套完善的防爆措施,以下8點措施值得企業(yè)學習。
(1)倉儲結構設計方面的防爆措施
在設計筒倉車間時,要考慮粉塵爆炸問題,盡量使筒倉道線遠離辦公區(qū)和生活區(qū),距離不小于30m,在小于150m的工作間,工作人員不超過 10人,可設二個安全出口,疏散梯道寬不小于1.1m,走廊寬不小于1.4m,疏散門寬不小于0.9m,每個倉頂應設獨立的人孔和空氣置換裝置,不能相互連通,主要產塵車間應設泄爆裝置,人孔不小于800×800mm。
(2)從生產工藝流程設備電氣的選型和布設采取的主要防爆措施
原則是工藝設計合理,選型正確,正常維修,遵守操作規(guī)程,控制和消除火源,防止磨擦發(fā)熱、撞擊打火,消除引火、引爆部位,簡化工藝流程,避免多次提升,采用防爆式斗提機,設備要有可靠的接地,設有自動報警、自動停車等保護裝置,設計制造儲運設備時應考慮可拆卸或便于維修。同時要考慮便于通風除塵和防爆系統(tǒng)正常工作。從生產設備上要選擇符合國家電氣法要求的電器,有防塵防爆性能的設備,降低提升機和其他輸送機的線速度,減少糧食破損,在原糧輸送機上安裝永久性磁鐵,清除糧中的金屬物。
(3)減少產、揚塵點,控制環(huán)境粉塵濃度
對于儲運生產過程中產塵或揚塵崗位,應減少產塵和揚塵點,控制粉塵擴散,降低周圍空間的粉塵濃度,使粉塵濃度不超過10mg/m,我們控制了粉塵濃度遠于爆炸極限之外,自然也就控制住粉塵爆炸的發(fā)生。
(4)除塵和產塵設備的防爆措施
對于產塵或除塵系統(tǒng)內,應側重于消除引火點,提高風速,或分級削減粉塵濃度。
在這里應強調的是,有些人常認為有了通風除塵系統(tǒng),就可以消除粉塵爆炸的危害。這是錯誤的,因通風除塵僅能改變環(huán)境粉塵濃度,而把粉塵爆炸的危害性轉移到除塵系統(tǒng)內,所以,除塵系統(tǒng)內卻常是形成粉塵爆炸的危險源,如不在除塵系統(tǒng)內采了有效的防爆技術措施,僅靠通風除塵是難于防止粉塵爆炸。這是國內外粉塵爆炸事故現(xiàn)場證明的一點。因在除塵系統(tǒng)內粉塵濃度基本都在爆炸極限內,又是一個較封閉的空間,各種撞擊、磨擦、靜電、明火、陰燃等引火幾率高。
在這種條件和環(huán)境中,改變粉塵濃度是不客觀、也不經濟的,我們只能提高運行風速,負壓工作,采用防爆風機和防爆電機,消除引火點,在系統(tǒng)內采用阻燃和防靜電材料,設有良好的接地,設有泄爆和清掃口,并設有壓力、溫度等險情預報和監(jiān)控系統(tǒng),當系統(tǒng)內出現(xiàn)險情時將自動停止主機工作,各防爆抑爆系統(tǒng)自動工作,生產設備啟動前10分鐘啟動除塵系統(tǒng),生產設備停止工作10分鐘后再停止除塵系統(tǒng)工作。
(5)清除積塵防止爆炸。
防止產塵車間其它部位發(fā)生粉塵爆炸主要應加強車間的清掃,消除設備和環(huán)境積塵。清除方式最好采取負壓吸附式清掃法,這可避免粉塵“搬家”,或有死角清掃不到。不宜用噴淋等濕法清掃,因可燃粉塵在一定溫度下,易產生可燃氣體,揮發(fā)在空間。
對積塵的危害不能低估,因它是爆炸最重要最危險的塵源,對于粉塵爆炸積塵狀態(tài)比懸浮更危險,其爆炸壓力上升速度最大,造成的破壞力也最大。
所以有效消除積塵是防止粉塵爆炸的主要措施之一。
(6)泄爆、抑爆與隔爆措施
對于粉塵爆炸:一方面是消除形成粉塵爆炸因素,防止粉塵爆炸的發(fā)生。另一方面就是控制爆炸范圍,減少爆炸所造成的損失。在那些因某種環(huán)境已形成爆炸條件或暫時無法消除爆炸因素的情況下,泄爆、抑爆和隔爆將會減輕或控制爆炸所造成的損失。
在生產有易燃易爆危險物的生產車間的建筑物或生產設備上,都應設有足夠泄爆面積的泄爆口,有的可在泄爆口裝有盒式泄壓滅火器,當某一局部發(fā)生爆炸,泄爆膜片被擊穿,盒內滅火劑與火焰相混達到自動泄壓、滅火和保護設備的目的。
抑爆即在爆炸初始階段,探測爆炸發(fā)生和阻止爆炸發(fā)展,控制爆炸在預定的范圍內。目前有一種抑爆控制器,它通過兩個紅外線探頭,同時接到粉塵爆炸的光訊號,可立即啟動聲、光報警器,在切斷電源、停車、關閉隔爆門、開啟滅火器等保護設備,其動作時間小于10μs,為防止二次爆炸贏得了時間,也可用爆炸壓力探測器和溫度探測器。
隔爆是將爆炸通過一定裝置隔斷,防止爆炸的蔓延和傳播。隔爆可采用化學和物理隔爆或其它隔爆裝置,在糧食加工、提升、運輸、生產中常用光電控制隔爆門關閉進出料口,隔斷爆炸氣浪、火焰、傳播,避免引起再次爆炸。
(7)消防措施
糧食儲運生產環(huán)境要配備相應的消防設施。在撲滅火時,1)要避免將積塵揚起。2)不易用水滅火。水易和熱及燃燒的糧食發(fā)生反應,產生易爆混合物,同時水會使糧食膨脹,會引起筒倉爆裂,要有完備的火災報警裝置,機動車輛要配備火花熄滅器和滅火器材。
(8)加強管理,明確制度,堅持執(zhí)行,認真檢查,提高職工素質
對安全生產防爆工作要建立健全責任制,應將此項工作列入計劃,進行布置、檢查、總結、評比。對事故要進行調查研究、進行技術分析、總結經驗教訓。
要進行定期或不定期的安全檢查,對工藝設備、各種電氣、通風除塵,檢查是否有老化、發(fā)熱、磨損、撞擊火花、強烈振動、接觸不良、接地不良、漏電、除塵效率下降等現(xiàn)象,檢查車間內孔洞是否有積塵、查現(xiàn)場人員防爆知識掌握和執(zhí)行情況。
要進行防爆安全教育,講解粉塵形成爆炸的機理、危害,糧食儲運設備易形成爆炸的因素,電氣易引爆因素,學習掌握各種預防粉塵爆炸的技術。
加強維修作業(yè)的安全操作管理,職工要懂易燃易爆現(xiàn)場作業(yè)有關規(guī)定,并有本工程操作證,方能上崗。動火作業(yè)前,必須清除現(xiàn)場積塵,特別是設備內外,地面墻壁,同時停車并堵住口、洞和管道,作業(yè)完要認真清理。確認沒有殘留火星或過熱物后,方可離開。
清除積塵需用防爆型真空式吸塵設備。
消防設施管理,對消防器材安全合理選型、合理配置數(shù)量、合理擺布位置、正確保管與維護,正確操作使用。根據(jù)生產崗位制度明確職責,并堅持執(zhí)行,認真檢查,向職工講解防止粉塵爆炸的基本知識,提高其技術素質和安全意識,提高對粉塵爆炸的認識。不要誤以為落后的生產工藝和管理方式也是一種防爆措施,如有些人認為將其產塵車間門窗拆除就可以防止粉塵爆炸了,或者用大量人工代替機械設備也可以防止粉塵爆炸。這些方法既不科學又不是消除爆炸的根本方法,而是妨礙生產力發(fā)展的落后消極做法。