一、可燃粉塵爆炸的危害性

　　提起爆炸，人們總是很自然地想到爆炸物或可燃氣體與氧氣(或空氣)爆炸時震天動地的轟響。殊不知，懸浮在空氣中的那些悠悠飄揚的粉塵也會引起威力巨大的爆炸。

　　粉塵爆炸事故在國內(nèi)外屢見不鮮。昭和41年，日本橫濱飼料廠的玉米粉塵爆炸，引起累積性連鎖燃燒，使整個工廠遭到蔓延性重大“天災(zāi)”。1921年美國芝加哥一臺大型谷類提升機發(fā)生粉塵爆炸，其爆炸力將40座每座約裝30萬噸糧食的倉室，從底座掀起，并移動了152.4毫米，結(jié)果6死1傷，經(jīng)濟損失達400萬美元。1942年我國本溪煤礦曾發(fā)生世界上最大的煤塵爆炸，死亡1549人，重傷246人。1987年3月15日凌晨，我國哈爾濱亞麻紡織廠聯(lián)合廠梳麻、前紡、準備3個車間，突然發(fā)生強大的粉塵爆炸并引起大火，使103萬平方米廠房、189(套)設(shè)備遭到不同程度的毀壞，直接經(jīng)濟損失881.9萬元。事故中死亡58人，重傷數(shù)人，輕傷112人。

　　粉塵為什么會發(fā)生爆炸呢?原來是由于懸浮在空氣中的可燃粉塵燃燒而形成的高氣壓所造成的。粉塵是固體物質(zhì)的微小顆粒。它的表面積與相同重量的塊狀物質(zhì)比較要大得多，故容易著火。如果它懸浮在空氣中，并達到一定的濃度，便形成爆炸性混合物。一旦遇到火星，就可能引起迅速燃燒—爆炸。爆炸時，氣壓和氣壓上升率越高，其爆炸率也就越大。而粉塵的燃燒率又是與粉塵粒子的大小、易燃性和燃燒時所釋放出的熱量以及粉塵在空氣中的濃度等因素有關(guān)。

　　根據(jù)科學(xué)試驗測定，粉塵爆炸的條件有三個。一是燒料。干燥的微細粉塵、浮游粉塵的濃度每立方米達到：煤粉30~40克、鋁粉40克、鐵粉100克、木粉12.6~25克、小麥粉9.7克、糖10.3克。二是氧氣。空氣中的氧氣含量達到21%。三是熱能，即40毫焦爾以上的火源。面粉或飼料等粉塵的起爆溫度相當于一張易燃紙的點燃溫度。車間內(nèi)機械裝置的軸承或皮帶摩擦過熱，即可達到引爆的能量。此外，易產(chǎn)生靜電的設(shè)備未能妥善接地或電氣及其配線連接處產(chǎn)生火花，尤其是粉碎機的進料未經(jīng)篩選，致使鐵物混入，產(chǎn)生碰撞性火星，皆可引發(fā)粉塵爆炸。

　　最常見的粉塵爆炸有煤粉、面粉、木粉、糖粉、玉米粉、土豆粉、干奶粉、鋁粉、鋅粉、鎂粉、硫磺粉等。但只要我們加強防范措施，這類爆炸還是完全可以避免的。如采用有效的通風(fēng)和除塵措施，嚴禁吸煙及明火作業(yè)。在設(shè)備外殼設(shè)泄壓活門或其他裝置，采用爆炸遏制系統(tǒng)等。對有粉塵爆炸危險的廠房，必須嚴格按照防爆技術(shù)等級進行設(shè)計，并單獨設(shè)置通風(fēng)、排塵系統(tǒng)。要經(jīng)常濕式打掃車間地面和設(shè)備，防止粉塵飛揚和聚集。保證系統(tǒng)要有很好的密閉性，必要時對密閉容器或管道中的可燃性粉塵充入氮氣、二氧化碳等氣體，以減少氧氣的含量，抑制粉塵的爆炸。

　　二、可燃粉塵爆炸案例分析

　　1999年2月，美國麻薩諸塞州的某鑄造廠發(fā)生一起火災(zāi)爆炸案。美國職業(yè)安全衛(wèi)生署(OSHA)與州及當?shù)卣畬Υ舜问鹿手毙新?lián)合調(diào)查。聯(lián)合調(diào)查報告指出，火災(zāi)起因于未知點火源引燃殼模鑄造機(shell molding machine)，再借由灌入鑄造造機而形成大量沉積的酚醛樹酯粉塵原料蔓延至通風(fēng)系統(tǒng)的導(dǎo)管。小型的初始爆燃(deflagration)先于導(dǎo)管內(nèi)發(fā)生，并使粉塵在導(dǎo)管外開始沉降。接踵而至的粉塵氣云成為了二次爆炸所需的燃料，而二次爆炸的威力足以掀起屋頂并造成墻壁損毀。聯(lián)合調(diào)查報告中所列的事故原因，包括下列缺失項目：①控制粉塵累積方面管理不善；②通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計存在缺陷；③火爐的維護不善；④設(shè)備缺乏有效的安全裝置。

　　2003年1月，破壞力極大的火災(zāi)爆炸毀壞一家位于北卡羅來納州以生產(chǎn)合成橡膠制藥物傳遞元件的制藥廠，造成6名員工死亡，38名人員受傷，其中包括2名消防隊員。美國化學(xué)安全與危害調(diào)查委員會(U.S. Chemical Safety and Hazard Investigation Board, CSB)，其為獨立的聯(lián)邦機構(gòu)并負責(zé)調(diào)查化學(xué)品事故，公布最終報告，結(jié)論為可燃性聚乙烯粉塵的累積于天花板上而引起爆炸。CSB并沒有確定是何種原因引燃初始火災(zāi)，或粉塵是如何在隱蔽的天花板空間內(nèi)散布而產(chǎn)生爆炸性氣云。爆炸嚴重毀損此座工廠，造成附近工廠輕微損害。CSB指出事故原因，包括下列缺失項目：①沒有進行危險評估；②對危害認識不足；③工程管理不善。

　　2003年2月，一家位于肯塔基州的隔音棉制造工廠發(fā)生另一件致命粉塵爆炸事故。CSB也對此事故進行調(diào)查，其報告指出，可能的點火原因為小火自一個未被注意的火爐蔓延開，而引燃了附近生產(chǎn)線清除作業(yè)所產(chǎn)生的粉塵氣云，隨后，致死的粉塵爆炸接連發(fā)生遍及全廠區(qū)。CSB辯識出幾個粉塵控制不當、爆炸預(yù)防及減緩措施不當?shù)脑颍孩贈]有進行危險評估；②對危害認識不足；③維修程序不當；④建筑物設(shè)計不合理。

　　在1970年后期，在具有貨梯的谷倉內(nèi)，發(fā)生了一連串破壞力強大的稻谷粉塵爆炸事故，共造成59死49傷。為了回應(yīng)這些悲慘的事故，OSHA發(fā)布了《稻谷貨梯為業(yè)危害警訊(Grain Elevator Industry Hazard Alert)》提供雇主、員工及其他官員了解稻谷儲存及分配的安全衛(wèi)生危害。

　　1987年，OSHA公布《稻谷作業(yè)設(shè)施標準(Grain Handling Facilities standard, 29 CFR 1910.272)》，現(xiàn)今仍然有效。此標準、緊急應(yīng)變計劃(Emergency Action Plan, 29 CFR 1910.38)等其他OSHA標準及新版產(chǎn)業(yè)標準等，對降低此產(chǎn)業(yè)的爆炸發(fā)生及減緩其影響皆扮演了重要角色。稻谷產(chǎn)業(yè)案例，可以應(yīng)用至其他生產(chǎn)或使用可燃性粉塵的產(chǎn)業(yè)。