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?xì)怏w與氧氣(或空氣)爆炸時(shí)震天動(dòng)地的轟響。殊不知，懸浮在空氣中的那些悠悠飄揚(yáng)的粉塵也會(huì)引起威力巨大的爆炸。

　　粉塵爆炸事故在國(guó)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(gè)工廠遭到蔓延性重大“天災(zāi)”。1921年美國(guó)芝加哥一臺(tái)大型谷類提升機(jī)發(fā)生粉塵爆炸，其爆炸力將40座每座約裝30萬(wàn)噸糧食的倉(cāng)室，從底座掀起，并移動(dòng)了152.4毫米，結(jié)果6死1傷，經(jīng)濟(jì)損失達(dá)400萬(wàn)美元。1942年我國(guó)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(guó)哈爾濱亞麻紡織廠聯(lián)合廠梳麻、前紡、準(zhǔn)備3個(gè)車間，突然發(fā)生強(qiáng)大的粉塵爆炸并引起大火，使103萬(wàn)平方米廠房、189(套)設(shè)備遭到不同程度的毀壞，直接經(jīng)濟(jì)損失881.9萬(wàn)元。事故中死亡58人，重傷數(shù)人，輕傷112人。

　　粉塵為什么會(huì)發(fā)生爆炸呢?原來(lái)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(dá)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(shí)，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(shí)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(yàn)測(cè)定，粉塵爆炸的條件有三個(gè)。一是燒料。干燥的微細(xì)粉塵、浮游粉塵的濃度每立方米達(dá)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?？諝庵械难鯕夂窟_(dá)到21%。三是熱能，即40毫焦?fàn)栆陨系幕鹪?。面粉或飼料等粉塵的起爆溫度相當(dāng)于一張易燃紙的點(diǎn)燃溫度。車間內(nèi)機(jī)械裝置的軸承或皮帶摩擦過(guò)熱，即可達(dá)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(jī)的進(jìn)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(qiáng)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(yán)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(duì)有粉塵爆炸危險(xiǎn)的廠房，必須嚴(yán)格按照防爆技術(shù)等級(jí)進(jìn)行設(shè)計(jì)，并單獨(dú)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(yáng)和聚集。保證系統(tǒng)要有很好的密閉性，必要時(shí)對(duì)密閉容器或管道中的可燃性粉塵充入氮?dú)狻⒍趸嫉葰怏w，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(guó)麻薩諸塞州的某鑄造廠發(fā)生一起火災(zāi)爆炸案。美國(guó)職業(yè)安全衛(wèi)生署(OSHA)與州及當(dāng)?shù)卣畬?duì)此次事故直行聯(lián)合調(diào)查。聯(lián)合調(diào)查報(bào)告指出，火災(zāi)起因于未知點(diǎn)火源引燃?xì)つｈT造機(jī)(shell molding machine)，再借由灌入鑄造造機(jī)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(bào)告中所列的事故原因，包括下列缺失項(xiàng)目：①控制粉塵累積方面管理不善；②通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)存在缺陷；③火爐的維護(hù)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(lái)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(duì)員。美國(guó)化學(xué)安全與危害調(diào)查委員會(huì)(U.S. Chemical Safety and Hazard Investigation Board, CSB)，其為獨(dú)立的聯(lián)邦機(jī)構(gòu)并負(fù)責(zé)調(diào)查化學(xué)品事故，公布最終報(bào)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(yán)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(xiàng)目：①?zèng)]有進(jìn)行危險(xiǎn)評(píng)估；②對(duì)危害認(rèn)識(shí)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(duì)此事故進(jìn)行調(diào)查，其報(bào)告指出，可能的點(diǎn)火原因?yàn)樾』鹱砸粋€(gè)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(shí)出幾個(gè)粉塵控制不當(dāng)、爆炸預(yù)防及減緩措施不當(dāng)?shù)脑颍孩贈(zèng)]有進(jìn)行危險(xiǎn)評(píng)估；②對(duì)危害認(rèn)識(shí)不足；③維修程序不當(dāng)；④建筑物設(shè)計(jì)不合理。

　　在1970年后期，在具有貨梯的谷倉(cāng)內(nèi)，發(fā)生了一連串破壞力強(qiáng)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(chǔ)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(biāo)準(zhǔn)(Grain Handling Facilities standard, 29 CFR 1910.272)》，現(xiàn)今仍然有效。此標(biāo)準(zhǔn)、緊急應(yīng)變計(jì)劃(Emergency Action Plan, 29 CFR 1910.38)等其他OSHA標(biāo)準(zhǔn)及新版產(chǎn)業(yè)標(biāo)準(zhǔn)等，對(duì)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)。