摘要：近年来，随着饲料加工企业的大型化、集团化发展，饲料加工的生产规模也越来越大，但生产过程中存在的可燃性粉尘及粉尘爆炸的可能性并没有引起生产企业的足够重视，导致饲料加工厂粉尘爆炸的事件时有发生。饲料厂的粉尘爆炸危险性大，发生粉尘爆炸事故时，扑救难度大，且极易造成重大的人员伤亡和财产损失。
关键词：粉尘爆炸；危险场所；防爆安全
1 前言
工业生产是粉尘产生的主要原因，当粉尘在一定的范围内达到足够的浓度时，如果遇到火源，则会引起爆炸。为了避免此类问题的发生，必须采取合理可行的防爆措施，提高粉尘爆炸危险场所的安全性。基于此点，文章从粉尘爆炸原理分析入手，论述了粉尘爆炸危险场所的防爆安全措施。
2 粉尘及其爆炸原理分析
2.1 粉尘的性质
可燃性粉尘是指公称尺寸等于或小于500μm的微小固体颗粒，在大气中依靠自身重量可沉淀下来，但也可悬浮在空气中与空气混合后，在大气压力和常温下与空气形成可能燃烧或焖燃的爆炸性混合物。在粉尘遇到明火或处于高温状态下，易在短时间完成燃烧过程，并伴随释放大量热量。构成粉尘的物质成分多种多样，按照物质性质划分，可分为金属粉尘与非金属粉尘。不同粉尘的性质有所不同，具体表现为：
（1）金属粉尘。主要包括铁、锌、镁、铝等金属元素粉尘，具备较高热值，金属粉尘一旦发生爆炸，便会产生有毒气体，向周围释放高热量，并出现较大范围的冲击波，严重破坏周围环境。
（2）非金属粉尘。主要包括粮食类粉尘、植物纤维、煤尘、木屑、燃料、胶木灰、医药化工类产品等。在非金属粉尘与氧气混合之后，会因自身摩擦产生燃烧，也会因遇到明火或高温物体产生燃烧现象，引发爆炸事故。
2.2 粉尘爆炸的基本原理
在空气中存有一定量的可燃粉尘，当粉尘与助燃剂（通常为空气）混合后易形成爆炸性粉尘环境，遇到火源便会起火燃烧。由于粉尘扩散范围较大，所以在燃烧的状态下会以热辐射的方式向周围粉尘传递燃烧，在瞬间提高周围物质温度，消耗掉大量氧气，增大局部压力，进而引发爆炸。粉尘爆炸的基本原理为：热能向粒子表面供给高温，受热分解和干馏作用的影响，粒子表面分子转化为气体，分布于粒子周围。当粒子周围气体与空气混合之后，一旦遇到明火或高温，便会燃烧，进而加快粉尘分解速度，向空气扩散更多的可燃性气体，积攒更多的燃烧热量，当热量达到一定程度就会导致爆炸。粉尘爆炸实质上属于气体爆炸，其爆炸过程都是在气相状态下完成的氧化反应，粉尘周围气体氧化放热速率通常受质量传递速度、颗粒扩散程度、外界氧气量等因素的影响，该速率一般小于颗粒表面氧化速度。
2.3 粉尘爆炸所需的基本条件
粉尘燃烧在达到一定条件下才会引发爆炸，基本条件包括：
（1）粉尘含量。使用g/m3表示粉尘浓度，区别于气体爆炸用体积百分比的表示方式。粉尘浓度是指单位体积内的粉尘粒子质量，在颗粒之间的间隙不断缩小的情况下，粉尘浓度达到一定水平，就会促使颗粒之间火焰热量快速传播，出现连续性燃烧。（2）助燃气体。空气为粉尘爆炸的常见助燃气体。（3）点火源。引发粉尘爆炸要有充足的点火能，一般情况下粉尘爆炸需要的最小点火能超过气体爆炸1-2个数量级。（4）悬浮条件。粉尘需悬浮于空气中，呈粉尘云状，扩大粉尘与空气的接触面，才能加快爆炸的反应速度。此外，粉尘爆炸对空间范围、空气压力和温度也有着一定要求。
3 饲料加工厂粉尘释放源分析
爆炸性粉尘环境是由粉尘释放源形成的。粉尘释放源是指能释放或产生可燃性粉尘的点或设备，从而形成爆炸性粉尘环境。通过对饲料加工厂的工艺工序、设备及特定的区域可能产生粉尘释放源的分析，确定易产生粉尘的工艺工序有：粉碎过程、通风除尘过程、麸皮干燥过程、输送过程、清扫、吹扫过程、排除堵料过程等。
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易产生粉尘的生产设备有：集尘器、除尘器、气力输送设备、麸皮烘干设备、磨粉机、斗式提升机等。易产生粉尘的特定区域有：筒仓底部、顶部，麦仓底部、顶部，粉仓底部、顶部，打包间，下脚间、灰房，卸粮口。
4 粉尘爆炸危险场所的防爆安全措施
4.1 粉尘爆炸的预防措施
4.1.1 点火源控制
粉尘爆炸危险场所应防止自燃性粉尘储存条件不当引起粉尘自燃。应加强明火管控，作业场所禁止吸烟，严格控制动火作业，防止明火与热表面引燃。应做好防雷措施，当存在静电引燃危险时，所有金属设备、装置外壳、金属管道、支架、构件等，应采用防静电直接接地，金属管道联接处应进行防静电跨接。应采取防止发生摩擦、碰撞的措施，防止摩擦、碰撞火花的产生。
4.1.2 防止形成爆炸性粉尘环境
（1）严格控制区域环境内粉尘浓度。在一些粉尘爆炸的危险场所内，可以通过除尘系统对粉尘进行有效去除。首先，可在不同防火分区之间，对除尘系统的管道进行单独布置；其次，采用布袋除尘器对场所内的粉尘进行收集。要求布袋为阻燃性材料，并在现场布设相应的消防设施，如灭火器、消防水枪等等。同时，应当采取有效的方法和措施，阻止粉尘在机器设备上堆集。布袋除尘器之间的距离应当不小于6.0m，与安全出口之间的距离应当不小于6.0m。此外，除尘器应当设置锁气卸灰装置。
（2）可建立一套相对完善的粉尘清理制度，粉尘的日常清扫工作由相关岗位的人员负责，每个工作日必须对生产现场及机器设备的粉尘清扫一次，在交接班时，下一班的岗位人员应当对上一班的粉尘清扫情况进行检查，确认达到要求后，方可交接；每周应当对生产现场进行一次全面彻底地粉尘清扫；在设备停运检修前、检修后，应对厂房内及设备进行一次全面清扫，检查合格后，方可重新开停机，检修过程中产生的粉尘应当及时进行清理。
（3）可以通过补充惰性气体、惰性粉尘进行惰化保护。
4.2 粉尘爆炸的控制措施
存在粉尘爆炸危险的工艺设备，应采用泄爆、抑爆、隔爆和抗爆中的一种或多种控爆方式，但不能单独采用隔爆。工艺设备的强度不足以承受其实际工况下内部粉尘爆炸产生的超压时，应设置泄爆口，泄爆口应朝向安全的方向。通过管道相互连通的存在粉尘爆炸危险的设备设施，管道上宜设置隔爆装置。生产和处理能导致爆炸的粉料时，若无抑爆装置，也无泄爆措施，则所有的工艺设备应采用抗爆设计，且能够承受内部爆炸产生的超压而不破裂。
4.3 安全管理措施
（1）设备管理。加强设备设施的日常巡视、预防性点检与养护，不断提升“以养代修”水平，确保设备安全灵活运转，无刮、碰、卡、擦现象，避免设备故障产生火花，并及时维修出现物料泄漏的设备与管道。
（2）粉尘控制。加强设备与管道密封不严、物料跑冒滴漏的治理，严控粉尘浓度。切实落实粉尘清洁制度与计划，定期检查清理风管、防止堵塞，及时清扫地面、墙壁和设备设施上的粉尘、防止粉尘积聚，并严禁使用压缩空气吹扫，以防形成粉尘云。
（3）人员控制。加大粉尘防爆宣教培训，加强机电维修、生产操作人员岗位技能、安全作业培训，重点检查和规范人员作业行为，激励隐患排查报告，杜绝不安全行为。
5 结语
造成粉尘爆炸事故发生的原因多种多样，我国现阶段生产企业中导致粉尘爆炸事故发生的原因主要是缺乏对粉尘爆炸危险性的认识、管理混乱、爆炸防护措施的缺陷等。结合生产实际提出饲料加工厂的粉尘爆炸预防和治理措施并对其进行安全治理，可以有效地抑制饲料加工厂的粉尘爆炸。
参考文献：
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[2]齐志高，李堑，刘锦瑜.粮食粉尘防爆的进展和再认识[C].中国粮油学会学术年会，2004.
论文作者:梁星,谢英麒
论文发表刊物:《基层建设》2019年第28期
论文发表时间:2020/1/15
标签：粉尘论文; 设备论文; 气体论文; 危险论文; 措施论文; 空气论文; 明火论文; 《基层建设》2019年第28期论文;