典型粉尘涉爆行业爆炸风险分析及安全管控

文·图/王新华

自2014年江苏省苏州昆山市中荣金属制品有限公司“8·2”特别重大爆炸事故以来，各地区按照国家安全监管总局统一部署要求，持续深化粉尘防爆专项整治，对存在各类隐患的粉尘涉爆企业，限期整改2万1 415家、停产整顿2 475家、取缔关闭4 429家，但粉尘爆炸事故仍时有发生。这一局面引起国家和社会的广泛关注。

涉及粉尘防爆的典型行业

与气体爆炸相比，粉尘爆炸具有以下几个特点：第一，粉尘爆炸压力上升速率比气体爆炸小，但燃烧时间长，产生的能量大，破坏程度大；第二，爆炸感应期较长，要经过颗粒表面分解或蒸发阶段；第三，粉尘易吸附在工作人员身上，爆炸时易造成人员大面积烧伤；第四，粉尘不完全燃烧产生大量的CO，或粉尘（如塑料）自身分解有毒气体，会伴随人员中毒死亡的事故；第五，有产生二次爆炸的可能性。因此，粉尘爆炸造成的后果一般较为严重。

仅2016年，全国就新排查粉尘涉爆企业4 704家。截至2016年底，全国共有粉尘涉爆企业4万2 052家。那么，到底哪些企业会涉及粉尘爆炸危险呢？

不难理解，几乎所有可与空气发生氧化反应的粉尘（可燃性粉尘）都可能发生粉尘爆炸，主要可燃性粉尘如示意图所示。因此，凡是生产过程中会产生可燃性粉尘的企业，都存在粉尘爆炸的风险。按照2015年8月25日国家安全监管总局办公厅印发的《工贸行业重点可燃性粉尘目录（2015版）》，工贸行业生产中存在的可燃性粉尘主要有七类：第一类，金属制品加工：镁粉、铝粉、铝铁合金粉、钙铝合金粉、铜硅合金粉、硅粉、锌粉、钛粉、镁合金粉、硅铁合金粉；第二类，农副产品加工：玉米淀粉、大米淀粉、小麦淀粉、果糖粉、果胶酶粉、土豆淀粉、小麦粉、大豆粉、大米粉、奶粉、乳糖粉、饲料、鱼骨粉、血粉、烟叶粉尘；第三类，木制品/纸制品加工：木粉、纸浆粉；第四类，纺织品加工：聚酯纤维、甲基纤维、亚麻、棉花；第五类，橡胶和塑料制品加工：树脂粉、橡胶粉；第六类，冶金/有色/建材行业煤粉制备：褐煤粉尘、褐煤/无烟煤（80：20）粉尘；第七类，其他：硫磺、过氧化物、染料、静电粉末涂料、调色剂、萘、弱防腐剂、硬脂酸铅、硬脂酸钙、乳化剂等。

典型行业粉尘防爆安全风险分析

粮食、饲料加工行业

粮食加工的工艺特点是设备布置很紧凑，密度大，且从设备制造商开始就没有考虑粉尘防爆的问题，涉及爆炸的设备有斗式提升机、除尘器等。粮食加工是流水线式流程作业，所以设备的设置主要是满足流程的需要，要想把这些危险性大的设备摆放分开也是不现实的。粮食加工企业往往作业面积大，在同一层楼上摆放很多设备，设备内部按流程相互连通，一个地方如果发生爆炸，在没有做好分段隔离的情况下，联锁爆炸的风险较大。

结合GB 17440-2008《粮食加工、储运系统粉尘防爆安全规程》的要求，对粮食加工行业的防爆安全进行风险分析。

第一，易发生粉尘爆炸的设备宜布置在室外；在室内布置时，宜布置在建筑物内较高的位置，并靠近外墙。

第二，斗式提升机应在机壳垂直段、机头的适当位置设置泄爆口，且在机头处应尽可能增大泄爆面积。

主要可燃性粉尘示意图

目前在用的斗式提升机普遍采用镀锌铁皮做成的方形管，强度低，加上泄爆板后，能不能起到作用很难判断。且斗式提升机一般设置在室内，也不具备设置泄爆导管的条件，泄爆只能泄放至室内，与AQ 4273-2016《粉尘爆炸危险场所用除尘系统安全技术规范》中的不能泄放至室内相矛盾。有的斗式提升机加装无焰泄爆装置，然而无焰泄爆装置只是解决了火焰的问题，冲击波对积尘的二次扬尘并没有解决，二次爆炸的危险依然存在。

第三，对皮带加装过载和防跑偏装置，或者增加皮带机的温度监控。

增加温度监控从客观上能够起到故障监测的作用，但对托辊式皮带输送机来说，托辊太多，如果对每一个托辊都进行温度监控的话，那现场的控制线就会非常多，反而给检修带来很大负担。

第四，除尘设备除尘器宜采取泄爆方式，并有足够的泄爆面积；泄爆膜应保持密封，并能承受风机在各种条件下产生的最大吸压力。

然而即使泄爆没有问题，泄爆后的火焰和冲击波的二次扬尘也会产生更大的危害，无焰泄爆装置虽能解决火焰的熄灭问题，但成本高，也解决不了冲击波二次扬尘的危险。

第五，粮食加工的旋风除尘器和输送管道，因磨损严重问题，有些企业采用了用钢化玻璃粘接成旋风除尘器和方形管道，这种情况可能会产生更大的危险，但标准上暂时没有提及。

第六，无焰泄爆装置动作后，应计算其对环境的压力和温度的影响有多大，并判断其动作后果的可接受度。在一个区域如果安装有多个无焰泄爆装置，假如几个设备同时泄爆，对局部区域的影响有多大，都应该判别，但是当前标准尚没有做相应的指导性规定。

喷涂行业

目前在静电喷塑行业一般有以下几种生产方式：一种是流水线式的，有独立的喷粉房，有一级旋风，二级滤筒除尘器；另外一种是采用开放式的除尘器，俗称面包炉，在喷粉房内有几个滤筒，由风机抽风，滤筒过滤后的粉尘直接落地，积尘较为严重，作业环境较为恶劣，地面塑粉要用扫帚清扫，喷粉房粉尘堆积量很大，一旦爆炸或发生火灾，危害较大。

现有的喷塑线，包括进口设备均没有考虑爆炸防护问题。有防爆改造条件的是流水线式的，一般有自动和手动两种。因为喷涂不同工件可能要换不同颜色的塑粉，为了换粉的方便，采用一级旋风，把85%以上的大颗粒能回用的收集起来。剩下的细塑粉收集到二级滤筒除尘器，滤筒除尘器内的为废料，不再回用。考虑这种工况，旋风除尘器就近放在喷粉房旁边，管道也很短，旋风除尘器入口加装隔爆阀没有意义，再者加装隔爆阀后在阀门位置容易积尘，会导致换粉时污染新的塑粉。所以，隔爆阀应加在旋风和滤筒之间，既满足了工艺需要，也兼顾了安全。旋风除尘器无任何电气元件，也没有非金属材料，产生静电后通过接地导走，爆炸风险较小，建议旋风除尘器按管道处理，不需泄爆。再者对大旋风来说，其顶部是陀螺，没有位置设置泄爆口，设备功能的限制也影响相应爆炸防护产品的使用。滤筒除尘器加装泄爆板后应放在室外。滤筒除尘器放在室内的话，要用无焰泄爆装置，同样存在冲击波对积尘的扬尘现象。再者滤筒除尘器的脏室和净室之间只是隔了一层滤料，滤筒烧坏后除尘器经过管道和风机直接和室内空气导通，火焰会通过风机直接泄放到室内。爆炸有一个过程，滤筒滤料能否在泄爆后才烧穿有待商榷，但确实有先烧穿的风险，这样通过风机出口火焰就直接进入室内空气中，这些风险都较难控制。

依据GB 15607-2008《涂装作业安全规程 粉末静电喷涂工艺安全》、GB 14773-2007《涂装作业安全规程 静电喷枪及其辅助装置安全技术条件》和GB 15607-2008《涂装作业安全规程 粉末静电喷涂工艺安全》的相关要求：

第一，粉末静电喷涂作业与喷漆作业不宜设置在同一作业区内。若设置在同一作业区内，其爆炸危险区域和火灾危险区域应按喷漆区划分。

喷漆和喷塑共存在一个区域作业，没有按气粉分离的要求隔离是普遍存在的现象，一般情况下不同工艺区域应分开布置，这一条实际上和AQ 4273-2006第4.6条有冲突，建议按GB 15607-2008第4.4.1条的规定选用气体防爆设备。

第二，在自动喷粉室内，应安装可靠的报警装置和自动灭火系统。在发生火灾时，能自动切断供气系统和电源。

第三，静电喷枪要有认证，在作业区内，喷枪无论是运行还是不运行，其放电时产生的点火能量均应为安全点火能量，静电喷漆枪应小于0.24 mJ，静电喷粉枪应小于2 mJ。静电喷枪点火试验用气体来做。试验气体未被点燃，则认为通过试验。

木材加工行业

木材加工行业由于国内低端建设厂房较多，工艺涉及产尘点较多、产尘量大，且多数未考虑粉尘防爆安全设计，整改难度大，当前属于涉及粉尘爆炸的最高风险行业。其中最典型的问题是木粉尘除尘系统改造后木粉仓是否符合要求的问题，为了降低风险，结合行业现状，可采取以下措施：第一，木粉仓的强度应不低于预期的爆炸压力。第二，木粉仓应按规范要求设置泄爆设施。第三，木粉仓上方应加装喷淋系统。第四，除尘器发生火灾、爆炸时，锁气卸灰装置应及时关闭。第五，严格禁止外来点火源。第六，木粉仓尽可能设置在除尘器的侧面。

我国粉尘防爆安全管理的现状

粉尘防爆知识匮乏

我国多年来对粉尘防爆安全问题的忽略，导致了企业粉尘防爆安全知识的缺乏。企业因“无知者无畏”而导致的粉尘爆炸事故屡见不鲜，参与粉尘防爆安全隐患排查的中介机构及专家水平也是参差不齐。广东省安全生产委员会办公室关于粉尘涉爆企业专项整治第一阶段工作情况的通报中就指出：“在整治过程中，一些企业所聘请的专家和中介机构的专业水平不高、技术服务不到位。”因此，加强粉尘防爆知识的宣传教育十分必要。

粉尘防爆标准缺失

与欧美发达国家相比较，我国尚未形成适合本国国情、体系较为完善的具有技术先进性和实践可操作性的粉尘防爆标准体系。

粉尘防爆设备产业薄弱

目前市场主流的粉尘防爆设备多为进口设备，主要应用于一些外资企业，由配套供应商引入中国境内，部分效益较好的国有企业也有应用，大量的中小企业因无力购买而无法落实整改。由于巨大的市场需求，国内大量企业投入粉尘防爆生产工艺设备和泄爆、隔爆与抑爆产品等爆炸保护产品的生产制造，但是由于国内缺乏粉尘防爆设备的相关标准和检验检测认证制度，缺乏强制企业使用粉尘防爆设备的法律法规，造成产品质量无法保证、技术无法得到推广应用的局面。

历史遗留问题严重

当前我国粉尘防爆安全管理的最大问题是没有参与各大行业的设计环节，导致许多工艺设备先天不足，要么自身存在粉尘爆炸的危险，要么是结构布局缺陷导致无法采取爆炸预防和保护类安全补偿措施。因此，今后粉尘防爆安全监管工作是一项系统工程，需要各大行业的设计研究院参与进来，真正做到标本兼治。

总之，粉尘防爆专项整治是一项长期任务，国务院安委会2017年安全生产工作要点专门提出了要求，必须标本兼治、巩固成果、持续发力，主要做好以下几项工作：进一步细化工作措施，着力在夯实基础工作上下功夫。进一步强化执法检查，着力在整改重点问题和隐患上下功夫。进一步加强调度督导，着力在狠抓责任落实上下功夫。进一步加强宣教培训，着力在提高整治能力水平上下功夫。进一步强化技术攻关，着力在提升本质安全上下功夫。进一步加强常态化监管，着力在建立长效机制上下功夫。