近年來,粉塵爆炸事故頻發(fā),僅今年就已發(fā)生6起。與事故帶來的嚴(yán)重危害相比,粉塵爆炸還遠(yuǎn)未引起人們的重視。
8月2日,江蘇省昆山中榮金屬制品有限公司汽車輪轂拋光車間發(fā)生粉塵爆炸事件,導(dǎo)致75人遇難,185人受傷。事故發(fā)生后,該企業(yè)員工表示,根本不知道死神就藏在金屬粉塵中,“沒人說過粉塵會爆炸”。
不起眼的細(xì)微粉塵卻能產(chǎn)生如此巨大的威力,讓普通人難以想象。究竟在什么條件下微小的粉塵會發(fā)生爆炸?如何預(yù)防此類事故的發(fā)生?昆山爆炸事故再次敲響了安全生產(chǎn)的警鐘,同時也用生命和血的代價進(jìn)行了一場有關(guān)粉塵的科普。
在人類歷史上,粉塵爆炸伴隨著工業(yè)化的進(jìn)展而越來越頻繁。最先一波爆炸,出現(xiàn)在較為發(fā)達(dá)的工業(yè)化國家,比如美國、英國、日本等。
據(jù)國家安全生產(chǎn)專家組成員、東北大學(xué)教授許開立介紹,1913年至1973年間,美國僅工農(nóng)業(yè)領(lǐng)域就發(fā)生過72次比較嚴(yán)重的粉塵爆炸事故。在英國和加拿大的化工和造紙等行業(yè)中,從上世紀(jì)開始也發(fā)生過多起粉塵爆炸事故,僅英國就達(dá)243次,死傷204人。1966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的重大“天災(zāi)”。
許開立還特別提到,世界上最大的粉塵爆炸發(fā)生在1942年中國本溪的煤礦里,造成1549名中國礦工死亡,是世界上最慘烈的煤礦事故。1987年3月,哈爾濱亞麻紡織廠因粉塵爆炸引起火災(zāi),造成58人死亡,177人受傷,工廠被夷為平地。這也是中國安全生產(chǎn)歷史上最大慘禍之一。
近年來,隨著我國工業(yè)的迅速發(fā)展,粉塵爆炸事故頻發(fā),加上此次的“8.2昆山爆炸事故”,今年以來我國已發(fā)生6起粉塵爆炸事故。其他五起分別是:2月5日,黑龍江龍鳳玉米有限公司淀粉包裝車間爆炸;2月8日,江蘇常州市新北區(qū)新橋鎮(zhèn)史墅村華達(dá)化工廠發(fā)生金屬粉塵爆炸;4月16日,江蘇南通市如皋雙馬化工廠包裝車間發(fā)生爆炸事故;5月27日,廣東溢達(dá)紡織有限公司輔料包裝廠車紐車間除塵室發(fā)生爆炸事故;6月21日,烏蘇市新疆天玉生物科技有限公司一生產(chǎn)車間發(fā)生粉塵爆炸。
在我國大部分企業(yè),工人對于粉塵爆炸的危害所知甚少,正如中榮公司的員工所說,“根本不知道死神就藏在金屬粉末之中”。事實上,面粉或飼料等粉塵爆炸的溫度,相當(dāng)于一張易燃紙的點火溫度,一星點的火花就可能引發(fā)粉塵爆炸。但很多企業(yè)乃至相關(guān)管理部門尚未意識到看似溫和的面粉、飼料等會發(fā)生爆炸,而一旦發(fā)生粉塵爆炸事故,往往傷亡慘重?!?.2昆山爆炸事故”發(fā)生后,網(wǎng)上不少人發(fā)出驚呼:原來鋁粉甚至面粉也會爆炸?!江蘇省城市與工業(yè)安全重點實驗室及江蘇省危險化學(xué)品本質(zhì)安全與控制重點實驗室副主任朱順兵說,與粉塵事故帶來的嚴(yán)重危害相比,“粉塵爆炸事故還沒有引起人們廣泛重視。”
為什么粉塵會爆炸?粉塵的嚴(yán)格定義是指懸浮在空氣中的固體微粒,習(xí)慣上對粉塵有許多名稱,如灰塵、塵埃、煙塵、礦塵、砂塵、粉末等。國際標(biāo)準(zhǔn)化組織規(guī)定,將粒徑小于75μm的固體懸浮物定義為粉塵。生產(chǎn)性粉塵為生產(chǎn)過程中形成的粉塵,對生產(chǎn)性粉塵如果不加以控制,它不但破壞作業(yè)環(huán)境,損壞機(jī)器設(shè)備,危害工人身體健康,還會污染大氣環(huán)境。而此次昆山爆炸事件是一起典型的生產(chǎn)性粉塵引起的安全生產(chǎn)事故。許開立解釋道:“粉塵如果達(dá)到一定密度,就有可能發(fā)生爆燃。這個限度一般在30克/立方米左右。”
江蘇南通市安監(jiān)局職業(yè)健康處處長于震說,粉塵爆炸本身是一類特殊的燃燒現(xiàn)象,根據(jù)科學(xué)試驗測定,粉塵爆炸的條件有三:一是燒料,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至40克、鋁粉40克、鐵粉100克、木粉12.6至25克、小麥粉9.7克;二是氧氣,空氣中的氧氣含量達(dá)到21%;三是熱能,40毫焦?fàn)柕幕鹪础MǔUJ(rèn)為,易爆粉塵只要滿足前兩個條件,就意味著具備了可能發(fā)生事故的苗頭。
目前已知七類物質(zhì)的粉塵具有爆炸性:金屬,如鎂粉、鋁粉;煤炭;糧食,如小麥、淀粉、糖粉;飼料,如血粉、魚粉;農(nóng)副產(chǎn)品,如棉花、煙草;林產(chǎn)品,如紙粉、木粉;合成材料,如塑料、染料。因此,粉塵爆炸事故多發(fā)生在煤礦、面粉廠、糖廠、紡織廠、硫磺廠、飼料、塑料、金屬加工廠及糧庫等廠礦企業(yè)。在日常工作中,雷暴、工人身上的皮帶,以及化纖類的工作服摩擦產(chǎn)生的靜電,都有可能變成引起粉塵爆炸的熱能源。
粉塵在爆炸極限范圍內(nèi),遇到熱源(明火或溫度),火焰瞬間傳播于整個混合粉塵空間,化學(xué)反應(yīng)速度極快,同時釋放大量的熱,形成很高的溫度和很強(qiáng)的壓力,系統(tǒng)的能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械功以及光和熱的輻射,具有很強(qiáng)的破壞力。粉塵爆炸造成的壓力,大概在1兆帕左右,雖然不如炸藥,但其沖擊波足夠傷人。與可燃性氣體爆炸相比,粉塵爆炸壓力上升較緩,高壓持續(xù)時間長,釋放的能量大,破壞力強(qiáng),且它的高溫也能造成重度燒傷。
在昆山事故中,大多數(shù)傷者都是重度燒傷。目擊者稱,爆炸將重型機(jī)器炸出了車間墻外?!胺蹓m爆炸不僅灼傷皮膚,還會灼傷呼吸道,而呼吸道灼傷的搶救很困難?!痹S開立說,“我還不知道此次事故粉末的具體成分,但很可能不是單一的成分。鋁鎂混合粉末爆炸的威力,遠(yuǎn)大于鋁粉或其他單質(zhì)爆炸?!?/p>
值得注意的是,粉塵爆炸的一大特點是容易產(chǎn)生二次爆炸。第一次爆炸氣浪把沉積在設(shè)備或地面上的粉塵吹揚(yáng)起來,在爆炸后的短時間內(nèi)爆炸中心區(qū)會形成負(fù)壓,周圍的新鮮空氣便由外向內(nèi)填補(bǔ)進(jìn)來,形成所謂的“返回風(fēng)”,與揚(yáng)起的粉塵混合,在第一次爆炸的余火下形成第二次爆炸。二次爆炸時,粉塵濃度一般比第一次爆炸時高得多,故二次爆炸威力比第一次要大得多。例如,某硫磺粉廠里,磨碎機(jī)內(nèi)部發(fā)生爆炸,爆炸波沿氣體管道從磨碎機(jī)擴(kuò)散到旋風(fēng)分離器,在旋風(fēng)分離器發(fā)生了二次爆炸,爆炸波通過爆炸后在旋風(fēng)分離器上產(chǎn)生的裂口傳播到車間中,揚(yáng)起了沉降在建筑物和工藝設(shè)備上的硫磺粉塵,又發(fā)生了爆炸。其次,粉塵爆炸還可能產(chǎn)生有毒氣體。一種是一氧化碳;另一種是如塑料等爆炸物自身分解的毒性氣體。毒氣的產(chǎn)生往往造成爆炸過后大量人畜中毒傷亡。
8月4日國務(wù)院事故調(diào)查組通報事故初步調(diào)查結(jié)果,“8.2昆山爆炸事故”造成重大人員傷亡主要有以下幾個因素:中榮金屬的廠房沒有按照二類危險品場所進(jìn)行設(shè)計和建設(shè),違規(guī)雙層設(shè)計建設(shè)生產(chǎn)車間,且建筑間距不夠,生產(chǎn)工藝路線過緊過密,2000平方米的車間內(nèi)布置了29條生產(chǎn)線,300多個工位;除塵設(shè)備沒有按規(guī)定為每個崗位設(shè)計獨(dú)立的吸塵裝置,除塵能力嚴(yán)重不足。
有工友說,拋光車間中相鄰的工人如果間距超過1米,就會看不清楚對方面孔。一天工作下來,除了眼部臉上全是污物。由于工作環(huán)境過于惡劣,許多工人工作沒幾天就離職,留下的工人以35歲到45歲的年齡段為主,“年輕人適應(yīng)不了那種環(huán)境”。
此外,調(diào)查發(fā)現(xiàn)車間內(nèi)所有電器設(shè)備沒有按防爆要求配置;安全生產(chǎn)制度和措施不完善、未落實,沒有按規(guī)定每班按時清理管道積塵,造成粉塵聚集超標(biāo);沒有對工人進(jìn)行安全培訓(xùn),沒有按規(guī)定配備阻燃、防靜電勞保用品;違反勞動法規(guī),超時組織作業(yè)。
按照規(guī)定,拋光車間每班工作結(jié)束后都應(yīng)當(dāng)清掃灰塵。但實際情況是,拋光車間每天工作時間長達(dá)12小時,除了每天中午會簡單掃一下外,大清掃間隔先是每周一次,后變成每月一次,如果生產(chǎn)繁忙,甚至每月一次也做不到。
“假如說這些員工穿的是阻燃的工作服,不會燒得這樣慘烈,而且工人上班一天要工作11個小時,冬天是12個小時,嚴(yán)重違反法律法規(guī)?!眹野脖O(jiān)總局局長楊棟梁在調(diào)查組會議上痛心地指出。
“其實,粉塵雖然會發(fā)生爆炸,但采取可靠的措施還是可以避免的?!敝祉槺岬剑槍觐l發(fā)的粉塵爆炸,我國出臺了諸多政策、規(guī)章予以防范,比如2011年5月,國家安監(jiān)總局曾下發(fā)《進(jìn)一步加強(qiáng)冶金等工商貿(mào)企業(yè)粉塵爆炸事故防范工作的通知》,2012年8月,國務(wù)院安委會辦公室再次印發(fā)通知,在全國深入開展鋁鎂制品機(jī)加工企業(yè)安全生產(chǎn)專項治理。其中最典型的就是最為廣泛使用的《GB 15577-2007粉塵防爆安全規(guī)程》。按照該規(guī)程,工廠無論是在設(shè)計、施工時,都必須嚴(yán)格實施粉塵防爆標(biāo)準(zhǔn)。一家企業(yè),如果能在生產(chǎn)裝置本身、生產(chǎn)環(huán)境、消除靜電、防二次爆炸等四個方面切實做好,應(yīng)該就可以杜絕悲劇發(fā)生。
要想減少粉塵爆炸帶來的損失,粉塵防爆技術(shù)也必不可少。不過,東北大學(xué)工業(yè)爆炸及防護(hù)研究所副教授鐘圣俊指出,我國既有的粉塵防爆技術(shù)及手段還不如美國上世紀(jì)七八十年代的水平?!坝绕涫巧婕暗礁呖萍嫉谋ㄒ种葡到y(tǒng)以及關(guān)系到火花檢測等方面,國內(nèi)的產(chǎn)品較少?!?/p>
據(jù)了解,我國80%以上的粉塵爆炸事故發(fā)生地都缺乏粉塵爆炸防護(hù)措施。而此次事故的直接原因也是沒有必要的安全措施。在鞍鋼、寶鋼等大型企業(yè),以及一些危險性高的加工企業(yè)都已采取了有效的防護(hù)手段,然而關(guān)鍵的防爆器材均靠進(jìn)口,且價格非常昂貴,中小企業(yè)往往用不起。國內(nèi)粉塵防爆裝備的制造至今尚未形成產(chǎn)業(yè)。
同時,國內(nèi)相關(guān)產(chǎn)品的性價比不高也是一個大問題。朱順兵所在的實驗室曾經(jīng)向國內(nèi)某個機(jī)構(gòu)購買過一臺20升球形爆炸測試系統(tǒng),但系統(tǒng)僅使用了三五年,精確度就已差了很多。
鐘圣俊有些無奈地表示,現(xiàn)實情況是,對于粉塵防爆,上世紀(jì)90年代后,國家的相關(guān)投入不再系統(tǒng)化,應(yīng)用類的研究項目非常少,粉塵爆炸科研工作可謂停滯不前,而這直接影響到粉塵爆炸標(biāo)準(zhǔn)的制定實施。
為此,盡管我國已基本建立粉塵爆炸防護(hù)國標(biāo)體系,但與美國防火協(xié)會標(biāo)準(zhǔn)(NFPA)相比,我國部分同類標(biāo)準(zhǔn)在使用中可操作性不如美國。以金屬拋光粉塵防爆為例,美國的NFPA 484《可燃金屬標(biāo)準(zhǔn)》涵蓋各個方面,而我國的GB 17269《鋁鎂粉加工粉塵防爆安全規(guī)程》則主要針對鋁鎂粉生產(chǎn),對于作為副產(chǎn)品的鋁鎂粉爆炸防護(hù)無法涵蓋。
“我國既有的標(biāo)準(zhǔn)都是在轉(zhuǎn)化和使用國外的標(biāo)準(zhǔn)。”鐘圣俊說,如果完全使用國外的標(biāo)準(zhǔn),很多企業(yè)就面臨運(yùn)行不下去的困境,“要盡快制訂自己的標(biāo)準(zhǔn),促進(jìn)粉塵防爆產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。”(本刊綜合)※