石建中，汪秀清

（武汉纺织大学环境与城建学院，湖北 武汉 430073）

提起爆炸，人们总是很自然地想到爆炸物或可燃气体与氧气（或空气）爆炸时震天动地的轰响。殊不知，悬浮在空气中的那些悠悠飘扬的粉尘也会引起威力巨大的爆炸。据统计，美国从 1980－2005年不同的粉尘爆炸事故中纺织行业的粉尘爆炸占 19.9%，排在木制品和食品行业后，居于第三位。我国纺织行业粉尘爆炸事故占18%，仅次于食品行业，居于第二位。可见在纺织行业进行粉尘防燃防爆意义重大。

1 亚麻粉尘爆炸案例分析

1986年5月，吉林延边亚麻厂发生亚麻粉尘爆炸事故。爆炸发生前1 h，当班作业工人反映制棉车间有棉布烧焦的气味，车间有关人员关闭风机进行检查，没有检查出燃烧部位，就下班吃饭。饭后工人上班，开动除尘室风机1～2 min后，即发生爆炸起火。事故原因分析：①爆炸起因是除尘室内集尘罩平时不检查、不清理，使亚麻粉尘大量聚积，局部空间已达到爆炸浓度。除尘室2号风机叶轮与集聚风机内的麻絮磨擦燃烧起火，瞬间引起麻尘爆炸，炸毁除尘室，冲击波冲向制棉车间，引起火灾。②这个厂的干部和工人，对亚麻粉尘能够发生爆炸缺乏科学的认识，只知道易燃而不知道易爆。③对除尘设备缺乏日常的检查和维护，在除尘效率不高的情况下，把过滤的空气又送回空调中。④对事故预兆缺乏应有的警惕性。在爆炸当天，工人反映有异味时，虽进行了检查，但没查出原因就继续生产，是事故的重要原因。

在这起事故中造成5人死亡，8人重伤，7人轻伤，约800 m2厂房遭到破坏，直接经济损失约36万多元。

哈尔滨亚麻厂，是我国最大的麻纺企业，在亚洲也是屈指可数的。1987年3月该亚麻纺织厂联合厂梳麻、前纺、准备3个车间，突然发生强大的粉尘爆炸并引起大火，这场灾难的根源，是长期以来一直被人们忽视的亚麻细微尘埃。而引起这起爆炸事故的火源，有关方面组织人员进行了多方面的调查，提出了几种不同的看法，如静电、电气、撞击等，但因为现场遭到严重破坏，难以找到强有力的证据，最后未能取得完全一致的意见。

此次事故的主要教训：①没有充分认识粉尘爆炸的危险性。这次爆炸事故爆炸威力巨大，梳棉和前纺车间下面有一条几百米长地沟，上面浇筑有20 cm厚的钢筋混凝土地坪，爆炸时该地坪被炸开、塌下；10多m深的地下室里一台重约10 t的机器，爆炸时挣脱固定螺栓飞向空中，落在它处；爆炸中，梳麻车间屋顶上的瓦片荡然无存，被震碎的门窗玻璃、死者的衣服碎片和肢体飞到几百米之外。据计算，爆炸产生的冲击波形成1000～3000 m/s的火焰传播速度。有人估算，这次爆炸的威力相当于数吨梯恩梯炸药的量。②忽视除尘工作的重要性。该厂对除尘工作虽采取了一些措施，但很不得力。建厂30多年，粉尘从未彻底清扫过，车间内积存的粉尘很多，特别是梳麻、前纺车间，经常是麻尘飞扬，人们相距几米之外就看不清对方，粉尘浓度常在爆炸极限之上。这次爆炸后，现场清出的麻粉尘有数吨之多。③建筑布局不合理。该厂的梳麻、纺纱、织布等工序的6个车间连在一起，各个车间之间没有任何防火分隔，特别是极易产生粉尘、爆炸危险性较大的梳麻、前纺车间，与其他车间紧紧相连。而且设有多台有爆炸危险的滤尘器的中央换气室，布置在厂房的中心位置。梳麻、前纺车间敷设的除尘管道3条地沟又在地下把东部换气室和中央换气室连通起来，尘杂气流运输通风管道又把这两个换气室和除尘室连接起来，这些管道当中都没有独立分段隔离设施。这次爆炸时，这些地沟、管道成了爆炸的传播通道，因而地处中央地带的中央换气室爆炸，使周围建筑遭到严重破坏。④有爆炸危险的设备过分集中布置，缺乏必要的泄压设施。该厂原设计的袋式滤尘器和集尘斗，极易积存麻粉尘，有很大的爆炸危险。这些滤尘器、集尘斗大都集中布置于一室，其中13套滤尘器的集尘斗布置在地下室内。这些设备间均无分隔。这次爆炸首先是从一台滤尘器开始而后波及到其他的，全厂17台滤尘器几乎全部被毁，只有3号滤尘器因与其他设备有墙隔开，才得以免遭厄运。安装这些设备的厂房都未考虑泄压条件，尤其是地下室的泄压条件更差，因而发生爆炸时威力较大。此外，厂内许多沉重的设备安装在地沟盖板上，地沟内发生爆炸时压力难以泄出，结果，强大压力炸翻地沟盖板，掀翻了机器。⑤地下麻库位置不当。麻库设在前纺车间的地下室，当时有数百吨亚麻，而且紧挨着易爆炸的集尘器系统，集尘器系统又和电气线路并行。在这次事故中，地下麻库爆炸剧烈，使上面钢筋混凝土楼板、主梁遭到严重破坏，麻库上方的前纺车间破坏程度最为严重。爆炸后库内燃烧猛烈，消防人员进行扑救十分困难，这里的延烧时间也最长。

这起事故使103万m2厂房、189套设备遭到不同程度的毁坏，死亡58人，重伤70人，轻伤112人，直接经济损失881.9万元。

2 亚麻粉尘爆炸的直接原因[1]

从以上两起事故可见，造成亚麻粉尘爆炸的直接原因是火源。亚麻粉尘微小颗粒，其表面积、表面能与同等重量的块状物质相比要大得多，故易着火。当它悬浮在空气中，达到一定的浓度，便形成爆炸性混合物。若遇火星、电弧或适当的温度，就可能引起迅速燃烧——爆炸。燃烧的亚麻粉尘产生的热量迅速传递给邻近的亚麻粉尘，使其受热燃烧，并持续不断地循环，这种燃烧速度极快，温度越来越高，反应越来越快，局部压力就会迅速上升，形成粉尘连环爆炸。还有，局部压力的轴承或皮带摩擦产生的热量，亦可引爆粉尘。易产生静电的设备未能妥善接地或电气配线连接处产生火花，都可引发粉尘爆炸，除尘管道里亚麻粉尘间与管道壁面的摩擦，也会产生静电、升温，存在爆炸隐患。

3 亚麻粉尘爆炸的条件[2]

亚麻粉尘爆炸本身是一类特殊的燃烧现象，它也需要可燃物、助燃物和点火源、粉尘和热量扩散和压力升高五个条件。

3.1 亚麻粉尘具有可燃性

亚麻粉尘化学成分大致是：含碳约 44%，含氢约 6%，含氧约29%，含氮约1%，属于可燃的有机粉尘。

3.2 亚麻粉尘必须悬浮在助燃气体（如空气）中，并混合达到爆炸极限

亚麻纤维在加工过程中不断地受到打击、分梳、牵伸等作用，产生麻尘、麻屑、短绒和短纤维等亚麻粉尘，大粒径的粉尘一般沉降为只有燃烧能力的沉积粉尘，小粒径的粉尘会在助燃气体中悬浮。当它在空间的浓度达到16.7 g/m3时，即达到爆炸的下限，也就是形成了爆炸性混合物。

3.3 有足以引起亚麻粉尘爆炸的点火源

亚麻粉尘具有较小的自燃点和最小点火能量，只要外界的能量超过最小点火能量或温度超过其自燃点，就会爆炸。

3.4 亚麻粉尘的扩散和热量的扩散

亚麻生产车间，特别栉梳、并条等前纺车间，产尘量最大，通常是形成粉尘层，粉尘层不被扰动，只能着火而不会发生爆炸，如果被扰动，就会扩散开来，增大了与空气接触的面积，就增大了发生爆炸的概率。积聚粉尘的生产设备或密闭系统发生粉尘泄露，泄露的粉尘也会扩散处于悬浮状态，增大与空气接触的面积，形成爆炸隐患。还有发生一次爆炸后，也会将更多的积聚粉尘转移到空气中，形成粉尘云，产生二次、更大、更多次的爆炸。需指出的是，这种二次爆炸更具有破坏性，许多事故中发生的伤亡事件都是二次爆炸造成的。燃烧的亚麻粉尘会将产生的热量传递给邻近的亚麻粉尘，使其受热燃烧， 并持续不断地循环，使得温度越来越高，反应越来越快，造成粉尘连环爆炸。

3.5 亚麻粉尘压力迅速升高

悬浮在空气中的亚麻粉尘形成高气压就会造成亚麻粉尘爆炸。亚麻粉尘在有限的空间内被点燃后，压力和温度会迅速升高，一旦超过房屋、设备或容器耐压极限，爆炸事故就发生了。

4 亚麻粉尘爆炸的预防和防护[3]

人们把燃料、热量、氧气、扩散和封闭空间称为粉尘爆炸五角形。如果五角形缺乏任意一元素，就不会发生爆炸。

4.1 控制粉尘源及其扩散

首先，车间内做好清洁工作，及时人工清扫，不留任何死角。其次，采用良好的除尘设施来控制厂房内的亚麻粉尘。注意不能用电除尘设备。除尘设备的风机应装在清洁空气一侧。设备启动时应先开除尘设备，后开主机；停机时则正好相反，防止粉尘飞扬。第三，粉尘车间各部位应平滑，尽量避免设置一些其他无关设施。管线等尽量不要穿越粉尘车间，宜在墙内敷设，防止粉尘积聚和形成粉尘云。第四，尘杂收集也要密闭打包、及时处理，以防扩散。最后，在气力输送系统和除尘系统的设备及管道采用机械措施在局部初爆时隔离物料和粉尘。

4.2 严格控制点火源和热量扩散

消除点火源是预防亚麻粉尘爆炸的最实用、最有效的措施。在常见点火源中，电火花、静电、摩擦火花、明火、高温物体表面、焊接切割火花等是引起粉尘爆炸的主要原因。因此，应对此高度重视。此类场所的电气设备应严格按照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》进行设计、安装，达到整体防爆要求，尽量不安装或少安装易产生静电，撞击会产生火花的材料制作的设备，并采取静电接地保护措施。还有气力输送管道和除尘管道里物料或粉尘与管道摩擦，也会产生静电火花，如果采用化学隔离抑爆或火化熄灭，即一旦察觉到火花或异常温度或压力波等，及时把灭火剂或水喷入除尘设备或管道里，吸收热量熄灭火花，控制热量扩散，预防爆炸发生。

4.3 内部空气惰性化

两家亚麻厂的燃烧、爆炸事故都起始于除尘设备。除尘设备是将加工过程中产生的大量亚麻粉尘，通过鼓风机和风筒吸引到除尘室处理的设备。通常在鼓风机的叶片上不可避免地会缠绕上麻绒，当鼓风机打开时，因摩擦而产生的火花会将粉尘点燃，导致事故发生。如果此时能察觉到火花，及时把灭火剂或惰性气体喷入除尘设备，既能惰化空气，又能吸收热量熄灭火花，喷在物料表面，还能起到隔离保护物料的作用，从而预防爆炸发生。

4.4 增强设备耐压和采取初爆的泄压

制造高强度的设备来承受最高压力，容器、管道、设备的结构上要遵循压力容器标准。当然这样会造成成本过高。房屋建筑、除尘室等应符合《建筑设计防火规范》和《亚麻纤维加工系统粉尘防爆安全规程》。对于不可避免的一次爆炸，采用防爆板、防爆门、无焰阻火器、建筑用防爆板等进行爆炸泄放。推荐通过屋顶、墙壁等处将一次爆炸压力泄放到外面安全的地方，尽量避免屋内泄放。

1 粉尘爆炸原因.冶金安全

2 可燃粉尘爆炸危害性及预防.http://www.hbsafety.cn/article/225/436/201003/71350.shtml.

3 钟圣俊.粉尘爆炸案例、预防与防护.http://www.doc88.com/p-78540088698.html，2010.07.15