您現在的位置:首頁 >行業動態>關注"8·2”昆山粉塵爆炸事故 粉塵爆炸威力為什么這么大

                 

    8月2日上午7時37分許,江蘇省昆山市開發區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。截至昨晚,已經造成69人死亡,100多人受傷。爆炸原因初步查明是粉塵遭遇明火所致。

  粉塵為什么會發生爆炸?威力為什么那么大?爆炸需要滿足什么條件?昨晚,都市快報記者通過查閱材料、連線專家,解讀昆山爆炸的各種可能性。

  原理

  粉塵為什么會爆炸?

  想要弄清昆山爆炸的原因,首先得弄清什么是粉塵爆炸。

  粉塵爆炸是懸浮于空氣中的可燃粉塵觸及明火或電火花等火源時發生的爆炸現象,因為固體物質的微小顆粒,相比較相同重量的塊狀物質,它的表面積要大得多,所以很容易著火。常見易燃粉塵包括:金屬(如鎂粉、鋁粉)、煤炭、糧食(如小麥、淀粉)、飼料(如血粉、魚粉)、農副產品(如棉花、煙草)、林產品(如紙粉、木粉)、合成材料(如塑料、染料)。

  粉塵可燃,并不意味著一定會爆炸。研究成果表明,粉塵爆炸一般要具有五種條件:

  1.粉塵濃度適度。濃度低了,粉塵粒子間距過大,火焰難以傳播,不會爆炸;濃度太高,氧氣就會不足,也不會爆炸(一般三十克到四十克每立方米鋁鎂粉塵就達到爆炸濃度了)

  2.要有一定含氧量。這是粉塵燃燒的必要條件。

  3.要有足夠的點火源。粉塵爆炸所需的最小點火能量,比氣體爆炸要大1-2個數量級。

  4.粉塵必須呈粉塵云狀態,即處于懸浮狀態。

  5.粉塵云要處在相對密封的空間,這樣溫度和壓力才能急劇升高。

  通常認為,易爆粉塵只要滿足條件1和條件2,就意味著具備了可能發生事故的苗頭。所以,煤礦、面粉廠、糖廠、紡織廠、硫黃廠、飼料、塑料、金屬加工廠及糧庫等一些空氣流通差的地方,都容易發生粉塵爆炸。

  粉塵爆炸往往不止于一次,極有可能發生二次爆炸。第一次爆炸把沉積在地面上、設備上的粉塵吹起來,而爆炸后短時間內,爆炸中心會形成負壓,把周圍新鮮空氣吸進來,與揚起的粉塵混合,從而引發二次爆炸。二次爆炸時,粉塵的濃度一般比較高,所以威力會更大。

  哪個環節最容易出問題

  根據官方披露的信息,爆炸是由于明火引爆了粉塵。也就是說,當時車間內至少存在兩個安全隱患:出現明火和粉塵達到爆炸濃度。而按照規定,這種車間的安全要求極高,無論是粉塵濃度、通風還是明火方面都有嚴格規定。

  附近企業員工說,這家企業早上7點半上班,事故發生的時間正處于早班和晚班交接期間,人員混亂,事故發生或與此有關。

  出事企業的員工小王說,他看到過有個吸灰塵的管道,里面堆著灰,但沒看到有人清理過。

  東北大學工業爆炸及防護研究所副教授鐘圣俊在接受快報記者采訪時說,盡管事故原因還在調查中,但拋光工藝都很相似,主要是由拋光機和除塵系統組成,其中,除塵系統最容易造成粉塵聚集,引發爆炸。

  根據東大防爆所的統計數據,從2010年至2011年5月,我國共發生8起金屬拋光粉塵爆炸事故,并釀成11死53傷的慘劇,大約占同期粉塵爆炸事故的30%。

  鐘圣俊介紹說,事發工廠為合金輪轂進行拋光,可能會產生鎂鋁合金粉末。該成分與煙花爆竹中的鎂、鋁、鐵粉混合物類似,靜電、機械摩擦、碰撞、電氣故障和自燃都是可能的點火源,但對于金屬拋光粉塵爆炸的新聞報道,通常將點火原因歸結為電氣設備故障,或者用事故原因正在調查中敷衍了事,從未提及監管不善的深層原因。

  從新聞報道來看,以上事故有個共同點:除塵系統內發生了爆炸,造成人員傷亡的,均在車間發生了二次爆炸。鐘圣俊分析,過去拋光工藝單元規模小,除塵系統單獨設置,危險相對分散;而現在集中式除塵系統將多個拋光工藝單元連接在一起,一旦發生事故,危害程度大大增加。

  鐘圣俊說,目前除塵系統分布袋式除塵器和水除塵器兩種。因為維護成本低,前者備受企業青睞,占所有除塵系統的90%以上,但往往會出現一個問題:通風除塵系統沒有嚴格按規范來做,造成粉塵堆積。比如控制風速沒達到要求,或者通風除塵系統沒有按照防爆的要求來設置,包括管道的設置、串聯并聯的設置、除塵器的選擇是否防爆、是否有火星探測和熄滅措施。

  上海交通大學汽車工程研究院副院長殷承良同樣認為,本次事故或因該公司為節約成本而忽視抽風集塵設備、粉塵預警裝置而造成的。

  科普

  德國防范粉塵爆炸之“他山石”

  事實上,即使在歐美發達地區,每年也會發生多起大小不同的粉塵爆炸事故。據德國媒體報道,1980至2005年間,美國有記錄的粉塵爆炸事故共造成100多人喪生,700多人受傷。

  為了厘清關于粉塵爆炸的龐雜數據,德國聯邦材料研究及審核機構在對制糖、金屬、煤炭、塑料等行業總共108種工業粉塵的8000多組數據進行實驗和評估基礎上,于2012年編纂出了粉塵參數在線數據庫。通過它可查到各種粉塵在眾多特定情況下起燃所需的最低能量值、起燃溫度、起爆最低臨界值和爆炸產生壓力等參數。利用這個數據庫,安全評估機構和事故調查機構可以迅速分析粉塵燃燒和爆炸的關鍵過程。

  德國企業安全法規規定各企業主負責本企業的安全生產保障,并對企業須自行實施的安全隱患評估和必要安全措施進行了詳細描述。經德國官方批準的評估機構負責幫助企業對安全生產保障措施進行專業技術評估。

  德國還強調企業在新廠房規劃和新生產設備安置等企劃階段應事先聘請有資質的安全評估人員到現場進行全面安全評估,在不可避免產生粉塵的情況下還須對生產空間進行區間分割。此外,德國還鼓勵采用數字模擬等現代化技術,科學、高效和低成本地對粉塵隱患進行安全生產評估。

 
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