2024年1月20日凌晨3時38分,江蘇省常州市武進區常州燊榮金屬科技有限公司發生粉塵爆炸事故,造成8人死亡、8人受傷。
當我們看到本起事故的通報時,會很容易聯想到十年前另外一起震驚全國的粉塵爆炸事故,那就是發生在2014年8月2日的江蘇省昆山市中榮金屬制品有限公司“8.2”特別重大爆炸事故(該事故當天就造成了75人死亡,185人受傷,最后加上醫治無效死亡的,共計146人死亡)。
如果我們把視野放眼到全球,在2008年2月7日,美國帝國糖業的爆炸更是造成了14人死亡,38人受傷的慘劇,劇烈的爆炸沖擊波幾乎將廠房夷為平地。
當我們透視這些血淋淋的事故時,不禁要問,為什么粉塵爆炸會造成如此之大的傷亡,為什么粉塵爆炸的破壞力如此之巨呢?當然對于那些領略了油氣爆炸的威力之后,我們往往忽視了粉塵也會發生爆炸,粉塵在我們大部分人眼里往往是和工業垃圾相提并論的,對其的處理方式往往也是定期除塵,甚至是不定期除塵(實在看不下去了才清理的那種)。
那么粉塵爆炸的破壞力為什么這么大呢,首先我們要從粉塵爆炸的機理來說起。
我們知道燃燒爆炸的三要素是缺一不可的:易燃物、氧氣(空氣)、點火源;但是對于粉塵爆炸來說,除了上述三個要素之外,還有兩個必要的外部條件:第一,就是粉塵的形態必須是懸浮或彌漫在空氣或氧氣中,這是形成粉塵爆炸的必要條件之一,第二,就是粉塵懸浮或彌漫的空間是一個相對有限的空間,這是粉塵達到爆炸極限范圍的外部約束條件。
粉塵爆炸的五個要素條件
上述的粉塵爆炸的五個要素,對于任何一個涉及到可燃性粉塵的企業來說,是很容易完全具備的,尤其是類似于本次事故案例中的企業,涉及到對鎂鋁類金屬進行拋光打磨的車間,可以說基本上具備了除了粉塵濃度之外的另外四個要素,對于從事機械加工類的車間來說,是不缺少點火源的,打磨、焊接、切割、噴砂、拋丸等這些機械加工工序,都能產生火花的。所以一旦車間里的粉塵懸浮在空氣中并且達到了爆炸極限的范圍,那么爆炸只是一瞬間的工夫。
上邊說完了粉塵爆炸的機理之外,還需再繼續深入一下,談談粉塵爆炸的威力,也就是破壞力為何如此之巨。爆炸產生的破壞力是和爆炸物的量分不開的,一般來說,在空氣中懸浮的粉塵越多,體積越大,濃度越高(爆炸極限范圍內),那么爆炸產生的沖擊波就會越大。但是在我們的認知里,雖然也會經常見到一些懸浮的粉塵,例如我小時候經常去的打面房,還有糧倉等等,但是這些都是在有限空間里局部存在,并不是大體量地完全彌漫到整個空間的那種,所以按照常識來判斷的話,這種局部空間里的粉塵爆炸不應該產生破壞力如此之大的爆炸。其實這里面我們忽視了一點,就是粉塵的固有總量是很大的,但是彌散到空氣中呈懸浮狀態的粉塵量只占很小的一部分,大部分的粉塵是附著在地面、設備設施、建筑物或構筑物上,以粉狀固體的形式存在的。那么一旦這些附著在地面或者設備設施上的大量粉塵,在受到撞擊或劇烈震動的情況下,瞬間就會大量彌漫到空氣中,并且短時間內就會達到爆炸極限,造成劇烈爆炸。所以很多粉塵爆炸事故都會發生二次爆炸,并且二次爆炸產生的破壞力更大。
上文只是說了一下粉塵爆炸的機理和破壞力之巨的原因,接著我會繼續說一下粉塵爆炸這種事故類型的特點。其實呢,粉塵爆炸并不是說任何帶有粉塵的生產車間都會發生爆炸的,而是通過對事故統計就會發現,粉塵爆炸這種事故類型,某種程度上來講,是有一定的偏好性,就是某些類型的加工企業才是最容易發生粉塵爆炸的,例如從事汽車輪轂的加工企業,從事淀粉糖類的加工企業,還有一些木材加工企業,糧食谷物的倉儲企業,另外還包括一些特殊化學品的生產企業。為什么呢?這和粉塵的類型和產生機理是密不可分的。
所謂粉塵的類型,指的是可燃性粉塵,根據2021年9月應急管理部發布的6號令《工貿企業粉塵防爆安全規定》中第三條的定義,可燃性粉塵,是指在大氣條件下,能與氣態氧化劑(主要是空氣)發生劇烈氧化反應的粉塵、纖維或者飛絮。并不是所有的粉塵都會發生爆炸的,否則沙塵暴豈不是更危險了。另外就是粉塵的產生機理,這和形成體量龐大的粉塵是息息相關的,如果一種可燃性粉塵的產生是企業在進行正常生產作業活動中所必然產生的,那么這種體量大的可燃性粉塵就會不可避免,所以說無論是糖廠,面粉廠,還是輪轂廠,家具廠等等,是必然要產生大量的粉塵的,特別是上了一定規模的企業。另外還要再說一點,粉塵爆炸之所以造成大量人員傷亡的原因,也和上述這些企業的自動化程度有關,一般來講,粉體是介于固體和流體之間的一種物質形態,所以從事粉體類加工運輸的工貿企業,不像石油化工等流程工業,可以采用較高的自動化來實現物料輸送,而是需要大量工人來人工操作,進行加工,包裝和運輸。往往會沾上人員密集型企業的特點。所以一旦粉塵爆炸事故發生,就會造成群死群傷的后果。
那么通過上面的論述,我們可知涉及到可燃性粉塵的企業,安全風險還是相當大的,但是即使我們的企業具備了粉塵爆炸的所有要素之后,并不代表必然會產生爆炸。畢竟我們對于粉塵防爆的研究也不是一天兩天了,國家和相關行業主管部門也是制定了一系列的管理措施和工程技術標準,來滿足我們對于粉塵防爆的安全管理,從上世紀90年代發布的《GB 12476 爆炸性粉塵環境用防爆電氣設備標準》系列標準、《GB 15577-1995 粉塵防爆安全規程》,一直到2023年發布的《工貿企業重大事故隱患判定標準》等等,這將近30多年的持續努力監管,可以說極大地提高了我們對于粉塵防爆的技術知識和安全管理水平。
那么對于粉塵防爆,到底有哪些行之有效的措施呢,在企業具體的管理實踐中,我們又該具體做什么呢?從本質安全的角度來講,對于涉及粉塵爆炸的車間,從工程和技術角度,又該如何去設計和改造除塵系統呢?下一篇文章繼續為大家論述這些問題。
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