粉尘爆炸那点儿事(上)
丁大鹏
前方高能预警!!!
粉尘爆炸的特点是概率很低,威力极大。如果对所有可能发生粉尘爆炸的企业进行彻底整治(改造),将很难实现。因为从国务院事故调查组公布的昆山事故五大原因中的第一条就可以看出。“企业厂房没有按二类危险品场所进行设计和建设,违规双层设计建设生产车间,且建筑间距不够”。假定本次爆炸的不是中荣金属制品厂而是别的企业,中荣制品厂要接受事故教训,那么中荣金属制品厂该怎么对车间厂房进行改造呢,除了拆除没有办法。同样道理,几乎所有可能发生粉尘爆炸的企业厂房均没有按二类危险品场所进行设计和建设,彻底整治(改造)意味着拆除,将很难实现。
到底哪些行业可能发生粉尘爆炸,占前3位的是那些行业
所有的有机物,其粉尘均可以爆炸;对于无机物,只要能和氧气结合(被氧化),其粉尘就可以爆炸。
在矿山开采、粉末冶金、粮食加工、食品生产、高分子塑料工业、合成染料和涂料,新型洗涤剂、漂白粉、农药和药品制造业以及植物纤维纺织工艺等普遍存在着粉尘爆炸的危险。随着经济的发展,出现可燃性粉尘的行业越来越多。如:金属:镁粉、铝粉、锌粉;碳素:活性炭、电炭、煤;粮食:面粉、淀粉、玉米面; 饲料:鱼粉; 农产品:棉花、亚麻、烟草、糖;林产品:木粉、纸粉;合成材料:塑料、染料;火药、炸药:黑火药、TNT。
下图为美国20年间357起粉尘爆炸事故中粉尘种类频率分布图。由图可知,像昆山事故中金属粉尘爆炸,其频率仅排在第3位(和塑料并列第3,占13%)。而排在第一、第二位的分别为木材加工行业(占32%)、食品与饲料行业(占25%)。
粉尘种类频率分布(%)
作业现场粉尘不超标,爆炸仍然可能会发生
在实际工作中,一是要正确区分职业卫生标准中的粉尘浓度限值和粉尘爆炸下限的区别,两者相差1万倍。二是要正确区分作业现场和爆炸的“包围体”(密封设备)的区别,两者不是一个地方。即使作业现场粉尘浓度不超标,爆炸仍然会在“包围体”(密封设备)内发生。例如,美国的西氏制药厂发生的粉尘爆炸(可见美国化学安全委员会CSB纪录片:可燃粉尘隐藏的危害),其生产现场为空调车间,车间内非常干净,但仍然发生了粉尘爆炸,造成重大人员伤亡。
粉尘的第一次爆炸称为“原爆”。“原爆”一般发生在“包围体”(密封设备)内部。这当然不是绝对,在作业场所局部也可能发生燃爆。在北京就曾经发生过职工在车间电焊时,上方管道上沉积的粉尘层恰巧落下来,发生局部燃爆,将职工烧伤。由于设备内部的粉尘(有些就是物料本身)在密闭设备内部很容易达到爆炸下限或就一直就处在爆炸下限以上(如煤粉磨及其输送系统、粮食粉磨及其输送系统、布袋除尘器的除尘室等),加之密闭设备内部随着物料的进入,本身就含有空气(氧气),如果遇到点火源,就会发生爆炸。
下图为美国20年间357起粉尘爆炸事故中,各类设备频率分布图,这些设备都是密闭设备。由图可见,筒仓与料仓的爆炸排在第1位(占20%),除尘系统和研磨设备并列第2位(占14%),输送系统排第3位(占10%)。
设备频率分布(%)
原爆将密闭设备内、管道内的大量粉尘以及车间地面上、设备上、架空管道上、窗台窗户上、横梁上等部位沉积的粉尘层扬起,使作业现场粉尘瞬间达到爆炸下限,原爆的余火紧接着引燃第二次爆炸。第二次爆炸的范围和威力要比“原爆”大得多。
1987年哈尔滨亚麻厂粉尘爆炸(死亡58人),共连续发生了9次爆炸。
点火源不仅仅是明火
粉尘爆炸需要点火源。特别需要注意的是,这个“点火源”不仅仅是明火,还有热表面、自燃、阴燃、机械火花、静电等。1987年哈尔滨亚麻厂粉尘爆炸,就是由静电引起的。
下图为美国20年间357起粉尘爆炸事故中点火源的频率分布图。由图可见,明火仅占爆炸点火源的8%。“明火好防”,其它点火源“看不见、摸不着”,所以工作中更重要的是要防明火以外的点火源。
点火源分布图
对此,我们给出如下的建议
(一)管理方面
1、确定本市哪些企业为可能发生粉尘爆炸的企业(以下简称粉尘企业)。有两种分法:一是可以列举行业和可燃粉尘目录,凡是符合目录中可燃粉尘的企业,列为粉尘企业。二是凡是生产原料、产品为粉料的企业,或者生产过程中产生粉尘的企业,列为粉尘企业。
2、建立本市粉尘防爆信息管理系统,将全市所有粉尘企业纳入管理系统。管理系统含粉尘企业粉尘的性质(如爆炸下限)、产尘量、防爆的具体技术措施、企业及政府的检查记录、专业机构检测时间及检测结果等。
3、科学确定什么是粉尘重大安全隐患。粉尘企业粉尘在车间地面、设备上、架空管线上、窗台上建筑横梁上、空调回风系统中,确定其自然沉积厚度达多少毫米以上的,视为重大安全生产隐患,企业应立即停止生产活动。
4、粉尘企业发生跑料(指粉料)时,应立即停止生产活动。制定可靠防范措施后,进行粉料回收。(2010年2月24日,河北省秦皇岛骊骅淀粉股份有限公司发生粉尘爆炸,造成19人死亡,49人受伤,爆炸就是由于处理跑料不慎所致)。
5、粉尘企业必须设置一名防爆员。防爆员必须经过专业部门的培训,培训时间不得低于10天。培训必须经过考试,考试合格后持证上岗。
6、粉尘企业主要负责人必须参加安全监管部门组织的粉尘防爆基本知识培训。
7、粉尘企业车间每天(或每班)必须对车间内地面、较低设备上的粉尘进行清扫,并把清扫作为每天(或每班)工作内容的一部分,不清扫不得进行交接班,交接班要有清扫记录。清扫不得使用空气喷吹等引起粉尘扬起的方式进行。对每天不清扫的,以违章论处。
8、粉尘企业每一定的周期(例如3至6个月)必须对车间内较高设备上、架空管线上、窗台窗户上、横梁上等部位沉积的粉尘进行一次清扫。清扫不得使用空气喷吹等引起粉尘扬起的方式进行。对不按照周期不清扫的,以严重违章论处。清扫必须有记录。
9、有空调系统的粉尘企业,每年必须对空调回风系统中的粉尘进行一次清扫。清扫不得使用空气喷吹等引起粉尘扬起的方式进行。对每年不对空调回风系统进行清扫的,以严重违章论处。清扫必须有记录。
10、粉尘企业防爆员每日必须对本企业粉尘防爆工作进行一次检查。检查结果要有记录,防爆员要签字。每月防爆员要将当月检查结果通过粉尘防爆信息管理系统上报属地安全监管部门。
11、粉尘企业每年必须通过粉尘防爆信息管理系统,向属地安全监管部门报告一次本企业粉尘防爆工作。同时,还要报送书面报告,书面报告由企业主要负责人签字并加盖企业公章。
12、鉴于天津“8.12”事故后多名安全监管人员入刑,建议出台针对安全监管人员 “尽职免责”的具体规定和明确条款。
(二)专业机构方面
因为粉尘防爆的专业性太强,靠安监人员自身难以胜任。建议本市成立粉尘防爆专业机构(以下简称专业机构),以10家左右为宜。
(三)专业检测与测试、防爆评估方面
1、粉尘企业每年必须将本企业作业场所或密闭设备内粉尘样品送专业机构进行检测,专业检测机构出具检测报告。
2、粉尘企业每年必须请专业机构对防爆技术措施(如惰化、隔爆、抑制、泄爆、探测、防爆器具)、除尘系统防爆性能、生产设备设施(含除尘系统)静电消除措施等进行一次检测与测试。专业机构出具检测与测试报告,对检测结果负法律责任,也作为安全监管人员“尽职免责”的重要内容。
3、粉尘企业定期(例如1至2年)必须由专业机构进行一次防爆评估。专业机构出具的评估报告必须有明确的结论性意见,即企业的各项防爆措施“到不到位”。
(四)对粉尘企业的管理
首先,对全市粉尘企业进行筛查,确定全市粉尘企业名单,在粉尘防爆信息管理系统建成后,将所有粉尘企业纳入管理系统。
1、凡是粉尘企业设立时未经正式设计的,限期请有资质的设计部门进行设计。设计部门对设计承担法律责任。
2、粉尘企业设立时虽经正式设计但没有考虑防爆内容的(指厂房建筑防爆、工艺防爆),限期请有资质的设计部门补做设计。设计部门对设计承担法律责任。
3、设计工作完成后,所有粉尘企业要根据正式设计,能改造的,限期对生产车间厂房及工艺进行防爆改造。不能改造的,限期书面向属地安全监管进行说明。情况说明要由企业主要负责人签字,并加盖单位公章。
4、上述工作完成后,由专业机构对所有粉尘企业进行首次防爆评估。评估合格的,企业方准继续从事生产。
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