文/鐘圣俊 苗楠 王健 蔣關(guān)宇

20世紀70年代以來，國內(nèi)外在糧食、食品與飼料等農(nóng)產(chǎn)品加工與儲運行業(yè)，曾發(fā)生過多起嚴重的粉塵爆炸事故，在粉塵爆炸事故中占比較大。粉塵控制與檢維修安全管理，是糧食、食品與飼料行業(yè)粉塵防爆的重點。

20世紀70年代以來，國內(nèi)外在糧食、食品與飼料等農(nóng)產(chǎn)品加工與儲運行業(yè)曾發(fā)生過多起嚴重的粉塵爆炸事故。在過去的二十多年里，我國糧食儲運、食品和飼料加工工業(yè)發(fā)展迅速，企業(yè)不同程度存在設備老化和安全管理不落實的情況。本文介紹了糧食與飼料行業(yè)粉塵爆炸事故情況，對我國糧食、食品與飼料行業(yè)粉塵防爆存在的問題和應對作出了探討。

糧食粉塵爆炸事故

國內(nèi)糧食粉塵爆炸事故

1981年12月10日，廣州港碼頭散糧筒倉發(fā)生粉塵爆炸，傷7人（其中1人重傷），33個立倉中的28個立倉頂部坍塌，倉頂工作間倒塌。直接經(jīng)濟損失超過100萬（1981年幣值）。

2010年2月24日，河北省秦皇島市撫寧縣驪驊淀粉股份有限公司發(fā)生玉米淀粉粉塵爆炸，死21人，傷37人（其中6人重傷），淀粉打包車間直接經(jīng)濟損失1 740萬。

2011年12月24日，中央儲備糧沈陽直屬庫發(fā)生糧食粉塵爆炸，傷1人，淺沿倉下的地下廊道蓋板被掀開，工作樓部分墻體受損，提升機和溜管等設備嚴重損壞，直接經(jīng)濟損失估計超過千萬。

2014年2月5日，黑龍江龍鳳玉米有限公司淀粉包裝車間爆炸，死1人，傷9人（其中1人重傷）。

2017年5月19日，山東省壽光市新豐淀粉有限公司提升機發(fā)生爆炸，死1人，傷6人。爆炸沿倉底廊道刮板機傳播到了清選樓及工藝設備，造成墻體坍塌、樓板變形、工藝設備損毀，直接經(jīng)濟損失超過400萬元。

在2005-2015年期間，我國食品與飼料粉塵爆炸占同期粉塵爆炸事故的15.3%。

國外糧食粉塵爆炸事故

在20世紀70-80年代，美國曾經(jīng)發(fā)生多起糧食粉塵筒倉粉塵爆炸事故，在糧食倉儲行業(yè)造成了恐慌。例如，1977年12月，在不到一周的時間內(nèi)發(fā)生兩起筒倉爆炸事故，造成死53人，傷32人。

1977年12月23日，路易斯安那州大陸糧倉公司爆炸，死36人，傷10人。

1977年12月28日，德克薩斯州農(nóng)場糧食出口公司筒倉爆炸，死17人，傷22人。

根據(jù)美國化學安全調(diào)查委員會（CSB）的統(tǒng)計，1985-2005年間，美國發(fā)生爆炸事故281起，死亡119人，受傷718人。按粉塵種類分，食品粉塵占23%（僅次于木材粉塵，占比24%）；按行業(yè)分，食品行業(yè)占24%，居首位。

美國影響較大的糧食粉塵爆炸事故包括：

1998年6月8日，美國堪薩斯州德布魯斯糧食公司筒倉粉塵爆炸，死7人，傷10人。工作樓被毀，筒倉群嚴重損壞。

2008年2月7日，美國佐治亞州帝國糖業(yè)公司糖粉爆炸事故，死14人，傷36人。料倉、工作樓和多個打包車間被毀。

圖1 德國對食品與飼料行業(yè)粉塵爆炸事故——初始爆炸工藝設備的統(tǒng)計

圖2 德國對食品與飼料行業(yè)粉塵爆炸事故——點火源的統(tǒng)計

根據(jù)德國1970-1995年的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，食品與飼料粉塵爆炸事故占25%，僅次于木材（占32%）。不同初始爆炸工藝設備比例見圖1，不同點火源比例見圖2。事故統(tǒng)計表明：斗式提升機、料倉和料斗、粉碎設備、袋式除塵器、干燥機發(fā)生爆炸的可能性高。從點火源上看，機械火花與過熱是最主要的點火源。

糧食、食品與飼料生產(chǎn)工藝風險分析

糧食粉塵的爆炸危險性參數(shù)

對大量的糧食、食品與飼料粉塵爆炸數(shù)據(jù)的統(tǒng)計表明，糧食粉塵的爆炸性參數(shù)具有以下特征：

最大爆炸壓力pmax范圍：0.5～1.0 MPa

爆炸指數(shù)Kst：2.0～22.0 MPa.m/s

粉塵層著火溫度MIT-L：220～＞450 ℃

粉塵云著火溫度MIT-C：360～＞800 ℃

爆炸下限MEC：30～＞500 g/m3

最小點燃能量MIE：10～＞1 000 mJ

典型糧食粉塵的爆炸性參數(shù)見表1。

表1 典型糧食、食品與飼料粉塵的爆炸性參數(shù)

不同工藝設備的點燃風險

糧食儲運與加工主要工藝包括機械輸送、氣力輸送、篩分、除塵、粉碎、混合、造粒、噴霧干燥、流化床干燥、旋風干燥、帶式干燥、打包等工藝。相關(guān)工藝設備主要有卸糧坑、斗式提升機、鋼皮帶機、氣墊皮帶機、刮板機、螺旋輸送機、料倉（筒倉、淺沿倉、鋼倉）、旋風除塵器、袋式除塵器、粉碎機、混合機、造粒機、噴霧干燥機、流化床干燥機、旋風干燥機、帶式干燥機、打包機等。

不同工藝設備粉塵爆炸風險見表2。

表2 不同工藝設備粉塵爆炸風險

糧食 食品與飼料行業(yè)粉塵防爆措施

加強粉塵泄漏控制與清掃

良好的密封可以防止粉塵從工藝設備逸出。如工藝設備不可能完全密封，可以通過除塵風管維持設備內(nèi)壓力為微負壓而防止粉塵泄漏。泄漏粉塵如不及時清理，必然出現(xiàn)粉塵沉積。沉積粉塵揚起發(fā)生二次爆炸是很多粉塵爆炸事故擴大的原因。

“2·7”美國帝國糖業(yè)公司粉塵爆炸、“2·24”秦皇島驪驊淀粉股份有限公司粉塵爆炸、“12·24”中央儲備糧沈陽直屬庫粉塵爆炸等事故，都是發(fā)生了嚴重的二次爆炸，二次爆炸的原因均與粉塵泄漏和粉塵清掃不及時有關(guān)。

現(xiàn)場檢查可以發(fā)現(xiàn)，大型面粉加工等食品加工企業(yè)的生產(chǎn)車間，通常粉塵控制與清掃較好。港口等糧食倉儲企業(yè)粉塵控制和清掃比大型食品加工企業(yè)相對差一些。大部分飼料加工企業(yè)和小型食品加工企業(yè)現(xiàn)場粉塵沉積嚴重，存在較大的事故隱患。某飼料廠除塵器內(nèi)的濾袋已經(jīng)完全堵塞，除塵系統(tǒng)基本失去作用，如圖3 (a) ，料倉人孔蓋板不密封，粉塵在料倉頂部和附近設備表面嚴重沉積，如圖3 (b)。

圖3 某飼料加工廠除塵設備維護不足，工藝設備不密封，粉塵沉積嚴重

加強檢維修安全管理

檢修和清掃時發(fā)生事故的可能性高?！?2·10”廣州港筒倉爆炸、“2·24”秦皇島驪驊淀粉股份有限公司粉塵爆炸、“2·6”黑龍江玉米公司車間爆炸、“5·19”壽光市新豐淀粉有限公司粉塵爆炸，均是在檢修和清掃期間發(fā)生的爆炸事故。

在檢維修時，要注意以下兩點：

第一，避免形成粉塵云。防止粉塵層被擾動或掉落形成粉塵云，例如防止內(nèi)有粉塵的軟管脫落，防止物料從人孔或檢查口大量涌出。

第二，加強動火作業(yè)管理。動火作業(yè)前徹底清理粉塵，動火后檢查確認安全再開機。

消除與控制點火源

第一，控制機械點火源。

斗式提升機的料斗和皮帶與箱體的摩擦、提升機頭部軸過熱、皮帶打滑，都可能形成機械火花或者熱表面。風機的風葉與殼體摩擦可能形成機械火花或熱表面。石頭、鐵質(zhì)異物進入粉碎設備也會成為機械點火源。通過在斗式提升機安裝跑偏打滑監(jiān)測、軸溫監(jiān)測，可有效防止斗式提升機爆炸。通過采用無火花風機可有效防止除塵器爆炸。通過安裝除石機、除鐵器可有效防止粉碎機爆炸。

注意，吸滿鐵質(zhì)異物的除鐵器的除鐵能力下降，除鐵器應經(jīng)常清理（圖4）。風機應定期檢查，防止粉塵在風機中結(jié)塊導致風葉摩擦。

圖4 除鐵器未及時清理，鐵質(zhì)異物可能進入下游設備

第二，電氣防爆。

應 根 據(jù) GB 12476.3-2007《可燃性粉塵環(huán)境用電氣設備》和GB 50058-2014《爆炸和火災危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》劃分粉塵爆炸危險區(qū)域，并根據(jù)區(qū)域劃分選擇粉塵防爆型電氣設備。在爆炸危險場所，不規(guī)范的布線也可能成為電氣點火源。

爆炸控制措施

料倉、提升機、除塵器宜布置在室外。如布置在室內(nèi)，宜靠墻布置。

對于提升機、除塵器、料倉、干燥機等工藝設備，應采取爆炸泄壓或爆炸抑制措施。目前最常用的爆炸控制措施為爆炸泄壓措施。如果泄壓保護的工藝設備位于室內(nèi)，應采用泄壓導管將泄壓口導出到室外，或采用無火焰泄壓裝置。

為了防止爆炸傳播，宜采用爆炸隔離措施。除塵系統(tǒng)的入風管道宜安裝隔爆閥。料倉宜維持一定的低料位，以通過物料實現(xiàn)隔爆。在粉碎設備的出口管道，宜安裝旋轉(zhuǎn)式隔爆閥。