您现在的位置:首页 >行业动态>关注"8·2”昆山粉尘爆炸事故 粉尘爆炸威力为什么这么大

                 

    8月2日上午7时37分许,江苏省昆山市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。截至昨晚,已经造成69人死亡,100多人受伤。爆炸原因初步查明是粉尘遭遇明火所致。

  粉尘为什么会发生爆炸?威力为什么那么大?爆炸需要满足什么条件?昨晚,都市快报记者通过查阅材料、连线专家,解读昆山爆炸的各种可能性。

  原理

  粉尘为什么会爆炸?

  想要弄清昆山爆炸的原因,首先得弄清什么是粉尘爆炸。

  粉尘爆炸是悬浮于空气中的可燃粉尘触及明火或电火花等火源时发生的爆炸现象,因为固体物质的微小颗粒,相比较相同重量的块状物质,它的表面积要大得多,所以很容易着火。常见易燃粉尘包括:金属(如镁粉、铝粉)、煤炭、粮食(如小麦、淀粉)、饲料(如血粉、鱼粉)、农副产品(如棉花、烟草)、林产品(如纸粉、木粉)、合成材料(如塑料、染料)。

  粉尘可燃,并不意味着一定会爆炸。研究成果表明,粉尘爆炸一般要具有五种条件:

  1.粉尘浓度适度。浓度低了,粉尘粒子间距过大,火焰难以传播,不会爆炸;浓度太高,氧气就会不足,也不会爆炸(一般三十克到四十克每立方米铝镁粉尘就达到爆炸浓度了)

  2.要有一定含氧量。这是粉尘燃烧的必要条件。

  3.要有足够的点火源。粉尘爆炸所需的最小点火能量,比气体爆炸要大1-2个数量级。

  4.粉尘必须呈粉尘云状态,即处于悬浮状态。

  5.粉尘云要处在相对密封的空间,这样温度和压力才能急剧升高。

  通常认为,易爆粉尘只要满足条件1和条件2,就意味着具备了可能发生事故的苗头。所以,煤矿、面粉厂、糖厂、纺织厂、硫黄厂、饲料、塑料、金属加工厂及粮库等一些空气流通差的地方,都容易发生粉尘爆炸。

  粉尘爆炸往往不止于一次,极有可能发生二次爆炸。第一次爆炸把沉积在地面上、设备上的粉尘吹起来,而爆炸后短时间内,爆炸中心会形成负压,把周围新鲜空气吸进来,与扬起的粉尘混合,从而引发二次爆炸。二次爆炸时,粉尘的浓度一般比较高,所以威力会更大。

  哪个环节最容易出问题

  根据官方披露的信息,爆炸是由于明火引爆了粉尘。也就是说,当时车间内至少存在两个安全隐患:出现明火和粉尘达到爆炸浓度。而按照规定,这种车间的安全要求极高,无论是粉尘浓度、通风还是明火方面都有严格规定。

  附近企业员工说,这家企业早上7点半上班,事故发生的时间正处于早班和晚班交接期间,人员混乱,事故发生或与此有关。

  出事企业的员工小王说,他看到过有个吸灰尘的管道,里面堆着灰,但没看到有人清理过。

  东北大学工业爆炸及防护研究所副教授钟圣俊在接受快报记者采访时说,尽管事故原因还在调查中,但抛光工艺都很相似,主要是由抛光机和除尘系统组成,其中,除尘系统最容易造成粉尘聚集,引发爆炸。

  根据东大防爆所的统计数据,从2010年至2011年5月,我国共发生8起金属抛光粉尘爆炸事故,并酿成11死53伤的惨剧,大约占同期粉尘爆炸事故的30%。

  钟圣俊介绍说,事发工厂为合金轮毂进行抛光,可能会产生镁铝合金粉末。该成分与烟花爆竹中的镁、铝、铁粉混合物类似,静电、机械摩擦、碰撞、电气故障和自燃都是可能的点火源,但对于金属抛光粉尘爆炸的新闻报道,通常将点火原因归结为电气设备故障,或者用事故原因正在调查中敷衍了事,从未提及监管不善的深层原因。

  从新闻报道来看,以上事故有个共同点:除尘系统内发生了爆炸,造成人员伤亡的,均在车间发生了二次爆炸。钟圣俊分析,过去抛光工艺单元规模小,除尘系统单独设置,危险相对分散;而现在集中式除尘系统将多个抛光工艺单元连接在一起,一旦发生事故,危害程度大大增加。

  钟圣俊说,目前除尘系统分布袋式除尘器和水除尘器两种。因为维护成本低,前者备受企业青睐,占所有除尘系统的90%以上,但往往会出现一个问题:通风除尘系统没有严格按规范来做,造成粉尘堆积。比如控制风速没达到要求,或者通风除尘系统没有按照防爆的要求来设置,包括管道的设置、串联并联的设置、除尘器的选择是否防爆、是否有火星探测和熄灭措施。

  上海交通大学汽车工程研究院副院长殷承良同样认为,本次事故或因该公司为节约成本而忽视抽风集尘设备、粉尘预警装置而造成的。

  科普

  德国防范粉尘爆炸之“他山石”

  事实上,即使在欧美发达地区,每年也会发生多起大小不同的粉尘爆炸事故。据德国媒体报道,1980至2005年间,美国有记录的粉尘爆炸事故共造成100多人丧生,700多人受伤。

  为了厘清关于粉尘爆炸的庞杂数据,德国联邦材料研究及审核机构在对制糖、金属、煤炭、塑料等行业总共108种工业粉尘的8000多组数据进行实验和评估基础上,于2012年编纂出了粉尘参数在线数据库。通过它可查到各种粉尘在众多特定情况下起燃所需的最低能量值、起燃温度、起爆最低临界值和爆炸产生压力等参数。利用这个数据库,安全评估机构和事故调查机构可以迅速分析粉尘燃烧和爆炸的关键过程。

  德国企业安全法规规定各企业主负责本企业的安全生产保障,并对企业须自行实施的安全隐患评估和必要安全措施进行了详细描述。经德国官方批准的评估机构负责帮助企业对安全生产保障措施进行专业技术评估。

  德国还强调企业在新厂房规划和新生产设备安置等企划阶段应事先聘请有资质的安全评估人员到现场进行全面安全评估,在不可避免产生粉尘的情况下还须对生产空间进行区间分割。此外,德国还鼓励采用数字模拟等现代化技术,科学、高效和低成本地对粉尘隐患进行安全生产评估。

 
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