6-粉体加工的安全风险防范

CollegeofUrbanComstructionandSafetyEenineering粉体加工的安全风险防范张庆武南京工业大学安全科学与工程学院国家安监总局化工过程安全重点实验室江苏省危险化学品本质安全与控制技术重点实验室博士（后）国家注册安全工程师国家安全评价师国家标准化考评员CollegeofUrbanComstructionandSafetyEenineering主要内容CollegeofSafetyScienceandEngineering粉体加工过程的危险性1粉尘燃爆特性测量设备23粉尘燃爆风险的防控措施4粉尘燃爆条件及特性参数CollegeofUrbanComstructionandSafetyEenineeringCollegeofSafetyScienceandEngineeringCollegeofSafetyScienceandEngineering一、粉体加工过程的危险性1.什么是粉尘？粉尘（Dust）是指悬浮在空气中的固体微粒。习惯上对粉尘有许多名称，如灰尘、尘埃、烟尘、矿尘、砂尘、粉末等，这些名词没有明显的界限。国际标准化组织规定，粒径小于75μm的固体悬浮物定义为粉尘。按状态粉尘可分为粉尘层和粉尘云。2.什么是粉尘爆炸？悬浮在空气中的粉尘，达到一定的浓度形成爆炸性混合物，遇到点火源(明火或温度)，火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间，化学反应速度极快，同时释放大量的热，形成很高的温度和很大的压力，系统的能量转化为机械能以及光和热的辐射，具有很强的破坏力。粉尘爆炸直观展示。第一次有记载的粉尘爆炸发生在1785年意大利的一个面粉厂。CollegeofUrbanComstructionandSafetyEenineeringCollegeofSafetyScienceandEngineeringCollegeofSafetyScienceandEngineering一、粉体加工过程的危险性伪装者中面粉粉尘爆炸场景CollegeofUrbanComstructionandSafetyEenineeringCollegeofSafetyScienceandEngineeringCollegeofSafetyScienceandEngineering一、粉体加工过程的危险性Ø粉尘的危险特性粉尘危险性危害人体健康燃爆CollegeofUrbanComstructionandSafetyEenineeringCollegeofSafetyScienceandEngineeringCollegeofSafetyScienceandEngineering一、粉体加工过程的危险性Ø粉尘的危险特性CollegeofUrbanComstructionandSafetyEenineeringCollegeofSafetyScienceandEngineeringØ粉尘燃爆Ø案例1：1987年3月15日凌晨2时39分，一声轰响，一场突如其来的粉尘爆炸让正上夜班的477名工人陷身一片火海。事发于哈尔滨亚麻厂。爆炸致使该厂了1.3万平方米的厂房严重破坏，2个换气室、1个除尘室全部被炸毁，地沟盖板和原麻地下库被炸开。车间内的189台(套)机器和电气设备等被掀翻、砸坏或烧毁。由于厂房连体面积过大，职工疏散困难，事故造成58人死亡，177人受伤（其中重伤65人），当时估算直接经济损失881.9万元。Ø案例2：2010年2月24日15时58分，秦皇岛骊骅淀股份有限公司（以下简称骊骅公司）淀粉四车间发生了淀粉粉尘爆炸事故。事故发生时，现场共有107人。事故导致21人死亡（事发时死亡19人）、47人受伤（其中6人重伤），直接经济损失1773万。一、粉体加工过程的危险性CollegeofUrbanComstructionandSafetyEenineeringCollegeofSafetyScienceandEngineeringØ粉尘燃爆Ø案例3：2011年5月20日19时许富士康集团鸿富锦成都公司抛光车间发生可燃粉尘意外爆炸事故，造成3人死亡，16人受伤，原因为抛光车间收尘风管可燃粉尘意外爆炸引发的生产安全事故。Ø案例4：2012年8月5日16时40分左右，温州市瓯海区郭溪街道郭南村郭溪街一幢民房在生产中发生铝粉尘爆炸导致坍塌并燃烧，造成13人死亡、15人受伤，其中6人重伤。Ø案例5：2014年2月5日上午10时许，位于青冈县的黑龙江龙凤玉米有限公司淀粉包装车间在检修设备、打扫厂房期间偶发爆炸，共有9人不同程度受伤，其中两名受伤较重Ø案例6：2014年2月8日晚11时许，新北区新桥镇史墅村华达化工厂发生金属粉尘爆炸。这已是该厂20天内发生的第二次爆炸一、粉体加工过程的危险性CollegeofUrbanComstructionandSafetyEenineeringCollegeofSafetyScienceandEngineeringØ粉尘燃爆Ø案例7：2014年4月16日10时左右，江苏省南通市如皋市东陈镇双马化工有限公司（以下简称双马公司）硬脂酸造粒塔正常生产过程中，维修工人在造粒塔底锥形料仓外加装气体振荡器及补焊雾化水管支撑架时，发生硬脂酸粉尘爆炸事故，造成8人死亡，9人受伤。Ø案例8：2014年5月27日下午4时许，广东溢达纺织有限公司辅料包装厂车纽车间除尘室发生粉尘爆炸事故。该事故中有五名外来施工人员受伤，其中有3人伤势较重。Ø案例9：2014年8月2日7时34分，位于江苏省苏州市昆山市昆山经济技术开发区的昆山中荣金属制品有限公司抛光二车间发生特别重大铝粉尘爆炸事故，当天造成75人死亡、185人受伤。至2014年底，遇难者增至146人。发生爆炸的中荣公司董事长、总经理、安全生产主管以及昆山开发区管委会副主任等14名被告人，分别以重大劳动安全事故罪、玩忽职守罪被判处3年至7年6个月不等的刑罚。一、粉体加工过程的危险性CollegeofUrbanComstructionandSafetyEenineeringCollegeofSafetyScienceandEngineering一、粉体加工过程的危险性事故原因1）由于一系列违法违规行为，整个环境具备了粉尘爆炸的五要素，引发爆炸。粉尘爆炸的五要素包括：可燃粉尘、粉尘云、引火源、助燃物、空间受限。2）中荣公司无视国家法律，违法违规组织项目建设和生产，是事故发生的主要原因：（1）厂房设计与生产工艺布局违法违规。事故车间厂房原设计建设为戊类，而实际使用应为乙类，导致一层原设计泄爆面积不足，疏散楼梯未采用封闭楼梯间，贯通上下两层。事故车间生产工艺及布局未按规定规范设计，是由林伯昌根据自己经验非规范设计的。生产线布置过密，作业工位排列拥挤，在每层1072.5平方米车间内设置了16条生产线，在13米长的生产线上布置有12个工位，人员密集，有的生产线之间员工背靠背间距不到1米，且通道中放置了轮毂，造成疏散通道不畅通，加重了人员伤害。CollegeofUrbanComstructionandSafetyEenineeringCollegeofSafetyScienceandEngineering一、粉体加工过程的危险性（2）除尘系统设计、制造、安装、改造违规。事故车间除尘系统改造委托无设计安装资质的昆山菱正机电环保设备公司设计、制造、施工安装。除尘器本体及管道未设置导除静电的接地装置、未按《粉尘爆炸泄压指南》（GB/T15605-2008）要求设置泄爆装置，集尘器未设置防水防潮设施，集尘桶底部破损后未及时修复，外部潮湿空气渗入集尘桶内，造成铝粉受潮，产生氧化放热反应。（3）车间铝粉尘集聚严重。事故现场吸尘罩大小为500毫米×200毫米，轮毂中心距离吸尘罩500毫米，每个吸尘罩的风量为600立方米/小时，每套除尘系统总风量为28800立方米/小时，支管内平均风速为20.8米/秒。按照《铝镁粉加工粉尘防爆安全规程》（GB17269-2003）规定的23米/秒支管平均风速计算，该总风量应达到31850立方米/小时，原始设计差额为9.6%。因此，现场除尘系统吸风量不足，不能满足工位粉尘捕集要求,不能有效抽出除尘管道内粉尘。同时，企业未按规定及时清理粉尘，造成除尘管道内和作业现场残留铝粉尘多，加大了爆炸威力。CollegeofUrbanComstructionandSafetyEenineeringCollegeofSafetyScienceandEngineering一、粉体加工过程的危险性（4）安全生产管理混乱。中荣公司安全生产规章制度不健全、不规范，盲目组织生产，未建立岗位安全操作规程，现有的规章制度未落实到车间、班组。未建立隐患排查治理制度，无隐患排查治理台账。风险辨识不全面，对铝粉尘爆炸危险未进行辨识，缺乏预防措施。未开展粉尘爆炸专项教育培训和新员工三级安全培训，安全生产教育培训责任不落实，造成员工对铝粉尘存在爆炸危险没有认知。（5）安全防护措施不落实。事故车间电气设施设备不符合《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-1992）规定，均不防爆，电缆、电线敷设方式违规，电气设备的金属外壳未作可靠接地。现场作业人员密集，岗位粉尘防护措施不完善，未按规定配备防静电工装等劳动保护用品，进一步加重了人员伤害。CollegeofUrbanComstructionandSafetyEenineeringCollegeofSafetyScienceandEngineering一、粉体加工过程的危险性2010年2月24日秦皇岛市淀粉-粉尘爆炸2014年8月2日昆山中荣铝粉爆炸Ø粉尘爆炸事故现场图CollegeofUrbanComstructionandSafetyEenineeringCollegeofSafetyScienceandEngineering一、粉体加工过程的危险性粉尘收集器旋风分离器Dryers干燥器Ø存在粉尘爆炸危险性的设备CollegeofUrbanComstructionandSafetyEenineeringCollegeofSafetyScienceandEngineering一、粉体加工过程的危险性筒仓磨粉机箱柜链式提升机Ø存在粉尘爆炸危险性的设备CollegeofUrbanComstructionandSafetyEenineeringCollegeofSafetyScienceandEngineering二、粉尘燃爆条件及特性参数Ø粉尘燃爆条件电气火花机械撞击静电火花高速摩擦高温物体等爆炸下限：铁粉：120g/m3铝镁粉：50g/m3聚丙烯：20g/m3玉米淀粉：45g/m3小麦面粉：60g/m3CollegeofUrbanComstructionandSafetyEenineeringCollegeofSafetyScienceandEngineering二、粉尘燃爆条件及特性参数—（1）最大爆炸压力Pmax(MPa)：在多种反应物浓度下，通过一系列试验确定的爆炸压力的最大值。—（2）爆炸指数Kst(Mpa.m/s)：由容器的容积V和爆炸时压力上升速率(（dp/dt)m按下列公式所确定的常数—（3）爆炸下限MEC(g/m3):粉尘云的爆炸下限是粉尘云在给定能量的点火源作用下，刚好发生自动持续燃烧的最低浓度。13stmaxddpKVt⎛⎞=⋅⎜⎟⎝⎠Ø粉尘燃爆特性参数CollegeofUrbanComstructionandSafetyEenineeringCollegeofSafetyScienceandEngineering二、粉尘燃爆条件及特性参数—（4）粉尘云最小点燃能量MIE(mJ):粉尘云处于最易着火的条件（粉尘浓度和湍流度）时，使粉尘云着火的点火源能量的最小值—（5）粉尘云最低着火温度MITC(℃)：粉尘云最低着火温度是在粉尘云（粉尘和空气的混合物）受热时，使粉尘云发生可自持的火焰传播的最低热表面温度。—（6）粉尘层最低着火温度MITL(℃)：在粉尘层受热表面加热时，粉尘层被点燃时的最低加热温度（热表面温度）。粉尘层着火温度反映了粉尘在堆积状