“82”昆山粉尘爆炸事故案例分析

“8.2”昆山粉尘爆炸事故案例分析一、事故背景江苏省昆山市中荣金属制品有限公司坐落于昆山经济开发区，创办于1998年，已有10多年的历史，主要从事铝合金表面处理，表面镀层有铜镍铬，对高低档的铝合金制品均可以进行电动加工。公司通过了相关的ISO和美国的OEM认证，厂房面积达到五万多平方，职工有五百多名，有4条现代化全自动电镀生产线。2014年8月2日上午7时37分许，该公司汽车轮毂抛光车间在生产过程中发生爆炸，当时在车间上班的员工261人。爆炸发生后，当场确认死亡44人，随后在前往医院救治途中和在抢救过程中死亡24人，截至8月4日，爆炸共造成75人死亡，185人受伤。二、事故分析（一）直接原因事故车间除尘系统较长时间未按规定清理，铝粉尘集聚。除尘系统风机开启后，打磨过程产生的高温颗粒在集尘桶上方形成粉尘云。1号除尘器集尘桶锈蚀破损，桶内铝粉受潮，发生氧化放热反应，达到粉尘云的引燃温度，引发除尘系统及车间的系列爆炸。因没有泄爆装置，爆炸产生的高温气体和燃烧物瞬间经除尘管道从各吸尘口喷出，导致全车间所有工位操作人员直接受到爆炸冲击，造成群死群伤。原因分析：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。1.可燃粉尘。事故车间抛光轮毂产生的抛光铝粉，主要成分为88.3%的铝和10.2%的硅，抛光铝粉的粒径中位值为19微米，经实验测试，该粉尘为爆炸性粉尘，粉尘云引燃温度为500℃。事故车间、除尘系统未按规定清理，铝粉尘沉积。2.粉尘云。除尘系统风机启动后，每套除尘系统负责的4条生产线共48个工位抛光粉尘通过一条管道进入除尘器内，由滤袋捕集落入到集尘桶内，在除尘器灰斗和集尘桶上部空间形成爆炸性粉尘云。3.引火源集尘桶内超细的抛光铝粉，在抛光过程中具有一定的初始温度，比表面积大，吸湿受潮，与水及铁锈发生放热反应。除尘风机开启后，在集尘桶上方形成一定的负压，加速了桶内铝粉的放热反应，温度升高达到粉尘云引燃温度。（1）铝粉沉积:1号除尘器集尘桶未及时清理，估算沉积铝粉约20千克。（2）吸湿受潮:事发前两天当地连续降雨；平均气温31℃，最高气温34℃，空气湿度最高达到97%;1号除尘器集尘桶底部锈蚀破损,桶内铝粉吸湿受潮。（3）反应放热：根据现场条件，利用化学反应热力学理论，模拟计算集尘桶内抛光铝粉与水发生的放热反应，在抛光铝粉呈絮状堆积、散热条件差的条件下，可使集尘桶内的铝粉表层温度达到粉尘云引燃温度500℃。4.助燃物。在除尘器风机作用下，大量新鲜空气进入除尘器内，支持了爆炸发生。5.空间受限。除尘器本体为倒锥体钢壳结构，内部是有限空间，容积约8立方米。（二）管理原因1.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。（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。（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。三、经验教训粉尘的爆炸可视为由以下三步发展形成的：第一步是悬浮的粉尘在热源作用下迅速地干馏或气化而产生出可燃气体；第二步是可燃气体与空气混合而燃烧；第三步是粉尘燃烧放出的热量，以热传导和火焰辐射的方式传给附近悬浮的或被吹扬起来的粉尘，这些粉尘受热汽化后使燃烧循环地进行下去。随着每个循环的逐次进行，其反应速度逐渐加快，通过剧烈的燃烧，最后形成爆炸。1、粉尘爆炸的概念粉尘爆炸是指粉尘在爆炸极限范围内，遇到热源（明火或温度），火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间，爆炸发生，同时释放大量的热，形成高温高压，具有很强的破坏力。2、粉尘爆炸产生的条件（1）可燃性粉尘以适当的浓度在空气中悬浮，形成人们常说的粉尘云；（2）有充足的空气和氧化剂；（3）有火源或者强烈振动与摩擦。3、粉尘爆炸的爆炸原理一般比较容易发生爆炸事故的粉尘易发生爆炸燃烧的原因是都有较强的还原剂H、C、N、S等元素存在，当它们与过氧化物和易爆粉尘共存时，便发生分解，由氧化反应产生大量的气体，或者气体量虽小，但释放出大量的燃烧热。粉尘爆炸的难易与粉尘的物理、化学性质和环境条件有关。这些导电不良的物质由于与机器或空气摩擦产生的静电积聚起来，当达到一定量时，就会放电产生电火花，构成爆炸的火源。4、粉尘爆炸的主要特点粉尘爆炸的最大特点就是多次爆炸。第一次爆炸气浪，会把沉积在设备或地面上的粉尘吹扬起来，在爆炸后短时间内爆炸中心区会形成负压，周围的新鲜空气便由外向内填补进来，与扬起的粉尘混合，从而引发二次爆炸。二次爆炸时，粉尘浓度会更高，破坏力更大。（2）粉尘爆炸所需的最小点火能量较高，一般在几十毫焦耳以上。（3）与可燃性气体爆炸相比，粉尘爆炸压力上升较缓慢，较高压力持续时间长，释放的能量大，破坏力强。5、粉尘爆炸的影响因素物理化学性质物质的燃烧热越大，则其粉尘的爆炸危险性也越大，例如煤、碳、硫的粉尘等；越易氧化的物质，其粉尘越易爆炸，例如镁、氧化亚铁、染料等；越易带电的粉尘越易此起爆炸。粉尘在生产过程中，由于互相碰撞、磨擦等作用，产生的静电不易散失，造成静电积累，当达到某一数值后，便出现静电放电。静电放电火花能引起火灾和爆炸事故。粉尘爆炸还与其所含挥发物有关。如煤粉中当挥发物低于10%时，就不再发生爆炸，因而焦炭粉尘没有爆炸危险性。颗粒大小粉尘的表面吸附空气中的氧，颗粒越细，吸附的氧就越多，因而越易发生爆炸，而且，发火点越低，爆炸下限也越低。随着粉尘颗粒的直径的减小，不仅化学活性增加，而且还容易带上静电。粉尘的浓度与可燃气体相拟，粉尘爆炸也有一定的浓度范围，也有上下限之分。但在一般资料中多数只列出粉尘6、粉尘爆炸的主要危害（1）具有极强的破坏性；（2）容易产生二次爆炸，二次爆炸时，粉尘浓度会更高，破坏性更强，威力更大。（3）能产生有毒气体。一种是一氧化碳；另一种是爆炸物(如塑料)自身分解的毒性气体。毒气的产生往往造成爆炸过后的大量人畜中毒伤亡，必须充分重视。7、粉尘爆炸的防范措施如采用有效的通风和除尘措施，严禁吸烟及明火作业。在设备外壳设泄压活门或其他装置，采用爆炸遏制系统等。对有粉尘爆炸危险的厂房，必须严格按照防爆技术等级进行设计，并单独设置通风、排尘系统。要经常湿式打扫车间地面和设备，防止粉尘飞扬和聚集。保证系统要有很好的密闭性，必要时对密闭容器或管道中的可燃性粉尘充入氮气、二氧化碳等气体，以减少氧气的含量，抑制粉尘的爆炸。常用的防护措施或方案主要有四种：遏制、泄放、抑制、隔离。在实际应用中，并不是每一种防护措施单独使用，往往采用多种防护措施进行组合运用，以达到更可靠更经济的防护目的。综上所述，在工业高速发展的今天，伴随的粉体爆炸事故日益增加，非常普遍，并且给工业带来了巨大的损失，甚至远远超出了火灾带来的危害。根据国际标准规范的指导，为了工业的安全生产，为了人身和设备的安全，又由于爆炸的不确定性，务必提高安全防范意识，在设计、制造、使用带危险性的粉体设备时，应当给工业粉体设备上保险：采取合适的防护措施进行防爆。四、事故启示纵观安全生产事故中，大多数企业存在着制度不落实，制度挂在墙上，应付检查，形同虚设，企业主注重经济效益，忽视安全工作，把落实安全保障措施与创造经济效益，争取最大利润对立起来。企业主还存有侥幸心理，认为企业不会出安全事故，一旦出现安全事故后悔莫及，给劳动者造成极大的心理和身体伤害，给他们的家庭带来了不幸，企业也会受到严厉的处罚和问责。因此，安全工作责任重于泰山，这绝不是小题大做。一是要克服侥幸心理，思想重视安全生产工作。安全生产工作做得怎么样，很大程度取决于企业主思想上重视程度，对职工生命的关心就是对职工最大的关心，必须认识到安全生产关系到每一个劳动者家庭幸福美满，关系到企业和谐稳定。安全生产也是效益，是口碑，一个经常出安全事故的企业，劳动者怎么敢去应聘，怎么去工作。因此，要以党的十八大、十八届三中全会和全国、全省安全生产工作会议精神为指导，以宣传贯彻习近平总书记系列重要讲话精神、大力实施安全发展战略为主线，以“强化红线意识、促进安全发展”为主题，企业经营者必须把安全生产工作摆在重要位置，承担第一责任人责任，企业主要领导要亲自过问安全生产工作。二是要克服麻痹心理，认真落实安全生产各项规章制度。企业必须贯彻执行《安全生产法》，根据安全生产的需要制定企业安全生产规章制度，成立安全生产组织，要把安全工作当作企业经营工作的一项重要内容，坚持同布置、同检查、同考核、同奖惩。要组织职工学习安全制度，要把安全制度的学习纳入职工教育培训中来，不走形式，不走过场，确保安全制度落实到位，要在构建安全文化上下功夫，注重预防，要用事故教训推动企业落实责任。安全隐患早发现、早排除，让安全的意识扎根在职工的心窝上，落实在企业日常管理中。三是要克服形式主义，加强安全的督促检查。企业要成立安全生产的管理部门，配备一定数量的安全检查人员。要加强安全生产的日常检查，发现隐患及时排查，要把安全工作与部门、车间负责人的聘任、晋升、奖励、考核结合起来，使他们重视安全、落实安全，确保安全生产网无漏洞。要克服形式主义，认为企业安全检查就是走走过场，应付一下。要对安全生产有作为、有成效的部门和人进行奖励，对无视安全、漠视职工生命的行为给予重罚，提高安全管理者的法治理念，要坚决打击企业不重视安全，草菅人命的违法犯罪行为。四是劳动者要遵守安全操作规程，强化安全责任心。劳动者不遵守安全操作规程是安全工作最大的隐患，必须加强安全常识和责任心教育，让劳动者思想上的“安全弦”不松懈。要充分利用发生在身边的安全事故为教材，举办安全大讨论，班组例会等教育职工熟练掌握安全生产操作流程，认识到安全生产对家庭、对企业的重要性。发生安全事故对家庭、对企业都没有好处，安全工作要反复讲、天天讲，入心、入脑，见行动，增强劳动者安全防范意识，提高劳动者的预防事故，自救