王 濤

（中央儲(chǔ)備糧泰安直屬庫(kù)有限公司，山東 泰安 271000）

國(guó)家對(duì)糧食等重要農(nóng)產(chǎn)品倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施建設(shè)的支持力度在逐漸的加大，淺圓倉(cāng)因其散裝程度高、單位存儲(chǔ)量大、噸糧造價(jià)低等一系列優(yōu)勢(shì)，深受糧食倉(cāng)儲(chǔ)單位的青睞，成為了新建糧食倉(cāng)儲(chǔ)設(shè)施的首選倉(cāng)型之一。近年來(lái)，糧食倉(cāng)儲(chǔ)企業(yè)發(fā)生粉塵爆炸的事故時(shí)有發(fā)生，淺圓倉(cāng)成為了事故發(fā)生頻率最高的倉(cāng)型。淺圓倉(cāng)一旦發(fā)生粉塵爆炸，威力巨大，往往出現(xiàn)相鄰倉(cāng)房的連鎖反應(yīng)，容易造成嚴(yán)重的后果，因此防止粉塵爆炸是淺圓倉(cāng)安全生產(chǎn)防控的重中之重。本文從淺圓倉(cāng)粉塵成分及造成爆炸的機(jī)理、粉塵爆炸的影響因素、防爆設(shè)計(jì)、防爆管控措施等方面進(jìn)行分析，以期為有關(guān)單位防控粉塵爆炸，避免安全事故的發(fā)生提供參考。

1 淺圓倉(cāng)粉塵的成分及爆炸機(jī)理

1.1 粉塵成分

淺圓倉(cāng)內(nèi)粉塵主要是在出入倉(cāng)過(guò)程中懸浮的糧食伴生粉塵，是一種細(xì)小的顆粒狀有機(jī)質(zhì)塵埃，一般直徑在0.1～500.0 μm，主要成分為灰分、纖維素、淀粉和蛋白質(zhì)等[1]，大部分成分不導(dǎo)電，但具有可燃性。小麥、玉米等糧食種類不同，粉塵的成分也不盡相同，其中玉米出入倉(cāng)時(shí)可燃類粉塵較多，危險(xiǎn)性最大[2]。

1.2 爆炸機(jī)理

在淺圓倉(cāng)出入倉(cāng)過(guò)程中，提升和輸送系統(tǒng)中的積塵以及糧食自上而下灌入倉(cāng)內(nèi)時(shí)引起的揚(yáng)塵會(huì)使粉塵濃度急劇升高，當(dāng)可燃粉塵組分與空氣混合達(dá)到爆炸濃度范圍時(shí)，若遇到電路打火、靜電火花、機(jī)械高溫等足夠熱量或溫度的引火源，會(huì)發(fā)生氧化燃燒，放出大量的熱，倉(cāng)內(nèi)的有限空間會(huì)壓力驟增，產(chǎn)生爆炸。爆炸引起高能量以超音速傳播，瞬間壓力最大能達(dá)到6.5×105Pa以上[3]，容易形成破壞力更大的循環(huán)爆炸，其他相連的淺圓倉(cāng)也會(huì)被接連波及。

2 淺圓倉(cāng)粉塵爆炸的影響因素

2.1 主觀因素

2.1.1 糧食伴生粉塵具備爆炸的基本條件

糧食伴生粉塵本身具有爆炸性，在熱源或引火源作用下迅速的干餾或汽化而產(chǎn)生可燃?xì)怏w，與空氣中的氧氣混合而燃燒，產(chǎn)生的熱量以熱傳導(dǎo)和火焰輻射的方式傳給附近懸浮或被吹揚(yáng)的粉塵，這些粉塵受熱汽化后使燃燒循環(huán)進(jìn)行下去，并成跳躍式發(fā)展，最終導(dǎo)致連續(xù)性爆炸，破壞力非常強(qiáng)。

2.1.2 糧食伴生粉塵有顯著的爆炸特性

各種糧食的伴生粉塵因?yàn)槠淙紵裏岬母叩?、氧化速度的快慢、帶電的難易程度和含揮發(fā)物的多少而具有不同的燃燒爆炸特性。一般來(lái)說(shuō)，顆粒越細(xì)小、破碎程度越高，粉塵顆粒的表面積越大，氧吸附越多，越易達(dá)到爆炸濃度極限；糧食的含水量越低，空氣越干燥，伴生粉塵的最小引爆能量越低，危險(xiǎn)性越大[4]。部分農(nóng)產(chǎn)品可燃粉塵的爆炸特性見(jiàn)表1。

表1 部分農(nóng)產(chǎn)品可燃粉塵的爆炸特性

2.2 客觀因素

2.2.1 糧食伴生粉塵在生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中容易形成

淺圓倉(cāng)在出入倉(cāng)生產(chǎn)作業(yè)過(guò)程中，各類糧食需要經(jīng)過(guò)提升、除雜、輸送、散落等工序，由于糧食在每一道工序上都要受到摩擦、碰撞、擠壓，從而產(chǎn)生可燃性粉塵。這些粉塵是糧食伴生粉塵的主要來(lái)源，極易吸附在設(shè)備表面或沉積在設(shè)備的犄角旮旯，而且不易清掃，從而成為粉塵爆炸的最主要危險(xiǎn)源，也是連續(xù)性爆炸的主力點(diǎn)。

2.2.2 淺圓倉(cāng)的設(shè)施設(shè)備提供了多種引火源

淺圓倉(cāng)相對(duì)于房式倉(cāng)來(lái)說(shuō)，設(shè)施設(shè)備多，機(jī)械撞擊碰撞、滾筒和托輥的轉(zhuǎn)動(dòng)摩擦?xí)乖O(shè)備產(chǎn)生高熱或火花，從而形成機(jī)械火源；電氣設(shè)備短路、過(guò)載、虛接以及電氣開(kāi)關(guān)合閘時(shí)產(chǎn)生的火花電弧等會(huì)形成電路火花；糧食在輸糧通道內(nèi)的流動(dòng)摩擦形成靜電火花；雷電對(duì)高建筑物的雷擊形成雷電火花；這些都是能滿足粉塵爆炸的最小點(diǎn)火能量。

2.2.3 淺圓倉(cāng)的工作環(huán)境屬于有限空間

淺圓倉(cāng)的卸糧坑、提升系統(tǒng)、輸送系統(tǒng)、倉(cāng)房設(shè)施都是密閉或半密閉的空間，極易在一定的空間內(nèi)達(dá)到爆炸濃度，在建筑防火上稱之為爆炸極限。爆炸極限最高值和最低值分別被稱為爆炸上限和爆炸下限，二者之間為爆炸范圍。糧食伴生粉塵的爆炸下限僅高于鎂、鋁等可燃金屬，稍不注意就能達(dá)到。淺圓倉(cāng)糧堆一般高10 m以上，糧食保管難度較大，易產(chǎn)生糧堆發(fā)熱和霉變現(xiàn)象，從而產(chǎn)生乙醇等可燃蒸氣與空氣結(jié)合形成爆炸式混合氣體，使爆炸危險(xiǎn)性增大。

3 淺圓倉(cāng)防爆總體設(shè)計(jì)

3.1 淺圓倉(cāng)火災(zāi)危險(xiǎn)性分析

根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》，谷物筒倉(cāng)工作塔運(yùn)輸各類谷物，滿足“浮游狀態(tài)的粉塵和纖維能與空氣形成爆炸性混合物”的條件，屬于“乙類”廠房火災(zāi)危險(xiǎn)性；谷物儲(chǔ)存，滿足“可燃固體”的條件，屬于“丙類”倉(cāng)庫(kù)火災(zāi)危險(xiǎn)性。

3.2 淺圓倉(cāng)防火防爆等級(jí)及建設(shè)要求

淺圓倉(cāng)耐火等級(jí)不應(yīng)低于二級(jí)，宜設(shè)置在明火或散發(fā)火花地點(diǎn)的常年主導(dǎo)風(fēng)向的下風(fēng)或側(cè)風(fēng)向且不低于30 m的間距，與辦公生活區(qū)進(jìn)行有效的物理隔離。根據(jù)《爆炸與火災(zāi)危險(xiǎn)環(huán)境電力裝置設(shè)計(jì)規(guī)范》，淺圓倉(cāng)粉塵環(huán)境屬于11區(qū)“有時(shí)會(huì)將積留下的粉塵揚(yáng)起而偶然出現(xiàn)爆炸性粉塵混合物的場(chǎng)所”，谷物筒倉(cāng)工作塔宜采用敞開(kāi)式或半敞開(kāi)式，應(yīng)設(shè)置在淺圓倉(cāng)倉(cāng)體的外部。

3.3 淺圓倉(cāng)防爆工藝

3.3.1 設(shè)置除塵系統(tǒng)

設(shè)置高效的除塵系統(tǒng)，能有效地將糧食伴生粉塵濃度控制在爆炸下限以下，這是防止粉塵爆炸的最關(guān)鍵措施。淺圓倉(cāng)內(nèi)除塵系統(tǒng)的吸塵點(diǎn)主要設(shè)置在提升機(jī)、糧食清理設(shè)備、密閉輸送設(shè)備、倉(cāng)體頂部，推薦使用脈沖布袋除塵裝置，合理設(shè)置吸風(fēng)量，一般情況下工作塔及輸送清理設(shè)備不低于1 000 m3/h，淺圓倉(cāng)倉(cāng)頂吸風(fēng)量不低于1 500 m3/h[5]。工作塔的吸塵點(diǎn)與倉(cāng)頂吸塵點(diǎn)不應(yīng)使用一套管路，防止串爆引起更大損失。

3.3.2 設(shè)置泄壓設(shè)施

為減少爆炸造成的損失，應(yīng)在淺圓倉(cāng)的工作塔、輸送清理設(shè)備、倉(cāng)頂設(shè)置用低強(qiáng)度材料做成的面積足夠大的泄壓口。泄壓面積根據(jù)《建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范》相關(guān)規(guī)定進(jìn)行計(jì)算， 一般由工作場(chǎng)所的容積和泄壓比決定。特別注意的是脈沖布袋除塵器一定要設(shè)置泄壓口，它連接著整個(gè)除塵系統(tǒng)，發(fā)生粉塵爆炸的危險(xiǎn)性較大。泄壓口可以為輕質(zhì)倉(cāng)頂、輕質(zhì)的部分構(gòu)筑物主體，應(yīng)連接緊密，保證氣密性，不得朝向在庫(kù)區(qū)人員經(jīng)常活動(dòng)的區(qū)域。

3.3.3 設(shè)置防爆型電氣設(shè)備

根據(jù)《可燃性粉塵環(huán)境用電氣設(shè)備》，淺圓倉(cāng)粉塵環(huán)境應(yīng)屬于可燃性粉塵環(huán)境21區(qū)“在正常運(yùn)行過(guò)程中，可能出現(xiàn)粉塵數(shù)量足以形成可燃性粉塵與空氣混合物”，應(yīng)采用粉塵防爆型電氣設(shè)備，采用限制外殼最高表面溫度和采用“塵密”或“防塵”外殼來(lái)限制粉塵進(jìn)入的方式，在安全可靠、經(jīng)濟(jì)合理、維修使用方便的前提下，根據(jù)糧食粉塵的爆炸特性選擇。

4 淺圓倉(cāng)防爆管控措施

4.1 落實(shí)責(zé)任制度

淺圓倉(cāng)單位要建立淺圓倉(cāng)使用責(zé)任管理制度，明確責(zé)任人，定期開(kāi)展專項(xiàng)安全生產(chǎn)教育，增強(qiáng)管理人員和作業(yè)人員對(duì)粉塵爆炸嚴(yán)重性的認(rèn)識(shí)，掌握相關(guān)防爆知識(shí)，加強(qiáng)組織領(lǐng)導(dǎo)，防止麻痹思想。

4.2 隱患排查與治理

對(duì)淺圓倉(cāng)設(shè)施設(shè)備、通風(fēng)及除塵裝置需進(jìn)行定期安全檢查，可以聘用專業(yè)的第三方機(jī)構(gòu)進(jìn)行定期鑒定，梳理淺圓倉(cāng)在出入倉(cāng)作業(yè)和儲(chǔ)存過(guò)程中的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)，建立警示標(biāo)志，定期修訂淺圓倉(cāng)使用管理規(guī)定和操作規(guī)程。作業(yè)人員要按嚴(yán)格按照淺圓倉(cāng)設(shè)施設(shè)備技術(shù)規(guī)范和操作規(guī)程進(jìn)行操作，定期進(jìn)行設(shè)施設(shè)備的維保，確保作業(yè)系統(tǒng)、除塵通風(fēng)系統(tǒng)處于安全有效的狀態(tài)。不得將火種帶入淺圓倉(cāng)區(qū)域，禁止電氣焊等明火作業(yè)，確需時(shí)要嚴(yán)格審批手續(xù)，專人監(jiān)控。倡導(dǎo)安裝粉塵濃度預(yù)警系統(tǒng)，并與除塵通風(fēng)系統(tǒng)建立互通互聯(lián)裝置，人防和技防同時(shí)上線。

4.3 建立應(yīng)急預(yù)案

根據(jù)淺圓倉(cāng)自身的特點(diǎn)，淺圓倉(cāng)單位要建立淺圓倉(cāng)安全事故應(yīng)急預(yù)案，并報(bào)當(dāng)?shù)匕踩a(chǎn)監(jiān)督管理部門(mén)備案，適時(shí)進(jìn)行預(yù)案演練，對(duì)針對(duì)性的措施和必要的器材設(shè)備要做到心中有數(shù)，切實(shí)提高應(yīng)急處置能力。

5 結(jié) 論

隨著糧食流通程度的加快，對(duì)淺圓倉(cāng)出入倉(cāng)作業(yè)速度的要求也越來(lái)越高，整日的連續(xù)作業(yè)，倉(cāng)房設(shè)施的粉塵濃度會(huì)急劇升高，引發(fā)粉塵爆炸的可能性增大。為了保障國(guó)家糧食安全和倉(cāng)儲(chǔ)作業(yè)人員的生命財(cái)產(chǎn)安全，必須要高度重視淺圓倉(cāng)防爆這一課題，特別是在國(guó)家大規(guī)模建倉(cāng)的大環(huán)境下，要緊盯這一課題，加強(qiáng)淺圓倉(cāng)的防爆設(shè)計(jì)、改造老舊設(shè)備、修訂安全技術(shù)規(guī)范、加強(qiáng)安全培訓(xùn)與管理，確保防爆工作落到實(shí)處，確保淺圓倉(cāng)管理“零事故”。