安全技術：鋁鎂粉塵除塵工藝安全分析（一）

安全技術：鋁鎂粉塵除塵工藝安全分析（一）一、引言眾所周知，鋁粉鎂粉被列入危險化學品目錄，其粉塵屬于燃爆性粉塵，且屬于遇水放出易燃氣體的物品。歷史上發(fā)生過多次鋁鎂粉塵爆炸事故。鋁、鎂等粉塵爆炸和火災事故的危害程度，比可燃氣體混合物爆炸、火災事故的危害程度要嚴重得多。用鋁﹑鋁合金或鎂合金材料加工成產品的過程中，采用機械設備或帶有動力的工具進行磨削、打磨、拋光、拋丸噴砂等工藝方法，這些生產工序往往會產生鋁鎂合金粉塵，這些粉塵在大氣中(或氣態(tài)氧化劑中)依其自身重量可沉淀下來，但也可持續(xù)懸浮在空氣中一段時間，包括含有鋁或鋁合金、鎂合金微小顆粒的纖維和飛絮，若形成濃度達到爆炸下限的粉塵云，且遇有點火源，便可以發(fā)生粉塵爆炸，因此涉及鋁鎂粉塵的企業(yè)應高度重視，對鎂、鋁粉塵場所采取相應防火防爆措施。二、充分認識鋁鎂粉塵爆炸風險鋁鎂粉塵廢屑存在的火災爆炸風險。鋁鎂機加工企業(yè)產生的粉塵廢屑是典型的爆炸性粉塵，在與足夠的空氣混合后，在火源（明火、電氣短路、靜電火花等）作用下，極易發(fā)生粉塵爆炸。而且空氣中懸浮的鋁、鎂粉粉狀可燃物可能會發(fā)生擴散型二次爆炸。粉塵顆粒越小，越易發(fā)生燃燒。鋁鎂粉塵遇濕產生氫氣爆炸的風險。鋁、鎂粉塵遇水、受潮能產生氫氣，在空氣流動不暢的受限空間內，尤其是容器的頂部空間，產生的氫氣積集，極易引起火災爆炸，其爆炸極限范圍寬，爆炸壓力危害大，是導致鋁、鎂粉加工行業(yè)潛在危害的重要因素。而且氫氣燃爆后，還可能引起粉塵的二次爆炸。昆山漢鼎精密金屬有限公司“3?31”事故就是由氫氣閃爆引發(fā)的粉塵爆炸。全面認知鋁鎂粉塵爆炸的危害性。一是具有極強的破壞性。鋁鎂粉塵爆炸速度或爆炸壓力上升速度比爆炸氣體小，但燃燒時間長，產生的能量大，破壞程度大。二是爆炸感應期較長。鋁鎂粉塵的爆炸過程比氣體的爆炸過程復雜，要經過塵粒的表面分解或蒸發(fā)階段及由表面向中心延燒的過程，所以感應期比氣體長得多。三是產生二次爆炸、多次連環(huán)爆炸。因為粉塵初次爆炸產生的沖擊波會將堆積的粉塵揚起，懸浮在空氣中，在新的空間形成達到爆炸極限濃度范圍內的混合物，而飛散的火花和輻射熱成為點火源，引起第二次爆炸，這種連續(xù)爆炸會造成嚴重的破壞。全面認知鋁鎂粉塵爆炸的破壞性。鋁、鎂粉粉塵爆炸屬于爆炸式燃燒，其危害性巨大。當空氣中粉塵與適量的空氣預混，達到一定濃度范圍，點燃后爆炸就會發(fā)生。從機理上粉塵爆炸被認為是一種瞬間的過程，爆炸的結果威力極大，造成巨大的破壞，可以將整棟建筑物摧毀。因為爆炸時產生的空氣溫度高達2000～3000℃，甚至更高，通常爆炸氣體產生的熱量瞬間擴散，會引起附近的可燃物質產生高溫后燃燒，繼而引發(fā)鋁、鎂粉火災，加重爆炸的破壞程度。三、涉及鋁鎂粉塵企業(yè)基本安全要求鋁鎂制品機械加工企業(yè)應進行粉塵爆炸危險識別及危險評估，排查生產安全事故隱患，依照《粉塵防爆安全規(guī)程》（GB15577）以及相關標準要求采取粉塵防爆安全措施；粉塵爆炸環(huán)境危險區(qū)域廠房建筑的防火設計應符合《建筑設計防火規(guī)范》（GB50016）的要求，廠房建筑物防爆泄壓設計應符合《粉塵爆炸泄壓指南》（GB/T15605）的要求；廠區(qū)建筑物防雷設計應符合《建筑物防雷設計規(guī)范》（GB50057）的要求并定期進行防雷檢測；鋁鎂制品機械加工產生的粉塵未經除塵系統(tǒng)處理不得向外排放；粉塵爆炸環(huán)境危險區(qū)域送、排風系統(tǒng)防火安全應符合《建筑設計防火規(guī)范》（GB50016）的要求，集中通風，采暖和空調管線在管線進入粉塵爆炸環(huán)境危險區(qū)域之前應設置防火閥，空調系統(tǒng)的制冷(熱)裝置不得設置在粉塵爆炸環(huán)境危險區(qū)域；粉塵爆炸環(huán)境危險區(qū)域不得采用產生明火，高溫和釋放可燃氣體等存在產生粉塵爆炸危險的生產作業(yè)方式及工藝，不得設置和使用存在產生爆炸危險的空氣壓縮機、壓力容器、氣瓶、加熱及蒸汽系統(tǒng)等設備和裝置；粉塵爆炸環(huán)境危險區(qū)域因特殊需要臨時安排動火作業(yè)，應停止進行包括鋁鎂制品機械加工在內的生產作業(yè)，設備維護檢修作業(yè)和現場清掃作業(yè)，動火作業(yè)應獲得危險作業(yè)審批許可并按照《粉塵防爆安全規(guī)程》（GB15577）的要求采取防火安全措施；粉塵爆炸環(huán)境危險區(qū)域應設置安全警示標志牌。四、導致粉塵爆炸的條件鋁鎂制品機械加工過程粉塵釋放如果形成粉塵環(huán)境，存在鋁鎂粉塵或鋁鎂粉塵與空氣形成爆炸性粉塵混合物，其濃度在爆炸極限以內，存在點燃鋁鎂粉塵或鋁鎂粉塵與空氣形成爆炸性粉塵混合物的火花、電弧、高溫﹑靜電放電或能量輻射，或者存在助燃氣體，或者存在鋁鎂粉塵與鐵銹、水或其他化學物質接觸發(fā)生放熱反應產生自燃。上述條件若同時存在，將導致產生爆炸。五、粉塵爆炸環(huán)境危險區(qū)域的劃分應按粉塵的量、粉塵云爆炸極限和通風條件確定粉塵爆炸環(huán)境危險區(qū)域的分區(qū)；根據粉塵爆炸環(huán)境出現的頻繁程度和持續(xù)時間劃分為20區(qū)、21區(qū)、22區(qū)；在正常生產中，不可能形成粉塵云的爆炸性環(huán)境，且鋁鎂制品機械加工區(qū)域應與其他加工方式的車間或作業(yè)區(qū)隔離設置，鋁鎂制品機械加工區(qū)域的通風、采暖和空氣調節(jié)系統(tǒng)應獨立設置，廠房內應保持負壓，且不采用循環(huán)空氣，可劃為非爆炸危險區(qū)域。六、建(構)筑物的布局與結構廠房內存在鋁鎂制品機械加工粉塵爆炸環(huán)境危險區(qū)域，廠房建筑物應獨立設置，與學校、醫(yī)院、商業(yè)等重要公共建筑之間的防火間距不小于50m，與民用建筑之間的防火間距不小于25m；鋁鎂制品機械加工粉塵爆炸危險區(qū)域設置在聯合廠房內，粉塵爆炸危險區(qū)域布置在聯合廠房的外側，設置耐火極限不低于3.00h的實體結構隔墻，與其他加工方式的作業(yè)區(qū)隔離；存在粉塵爆炸環(huán)境危險區(qū)域的廠房建筑宜采用單層設計，單層建筑的屋頂應采用輕型結構，多層建筑物應采用框架結構，樓層之間隔板的強度能承受粉塵爆炸產生的沖擊，廠房建筑物的墻體應設有泄壓口，或其他開口作為泄壓口，泄爆面積計算應符合《粉塵爆炸泄壓指南》（GB/T15605）的要求；存在粉塵爆炸環(huán)境危險區(qū)域的廠房，應按照《建筑設計防火規(guī)范》（GB50016）乙類廠房的要求設置安全通道和安全出口，廠房的門(包括廠房內車間的門)應向疏散逃生方向開啟，安全通道應暢通，不得堆放包括易燃易爆物品在內的任何物品；存在粉塵爆炸環(huán)境危險區(qū)域的廠房內，不得設置辦公室、休息室、會議室、倉庫和危險化學品倉庫；廠房地面應無積水、污垢、油污，且應有防滑措施。七、消防設施和電氣防爆安全廠區(qū)應按照《建筑設計防火規(guī)范》（GB50016）的要求設置消防通道，高寬均不得小于4m；生產車間應按照（GB50140）的要求設置消防設施及滅火器材，粉塵爆炸環(huán)境危險區(qū)域應采用用于熄滅鋁鎂制品機械加工粉塵燃燒火焰的滅火器材(D類或冷金屬)、覆蓋劑進行滅火；滅火器材應放置于明顯﹑容易取得的地方；應定期對消防設施及滅火器材進行檢查、維護。鋁鎂制品機械加工作業(yè)場所電氣線路和電氣裝置應符合《電纜線路施工及驗收規(guī)范》（GB50168），《電氣裝置安裝工程接地裝置施工及驗收規(guī)范》（GB50169），《剩余電流動作保護裝置安裝和運行》（GB13955）的要求；設置在粉塵環(huán)境爆炸危險區(qū)域電氣設備、控制裝置﹑監(jiān)測報警裝置的選型和安裝應符合《可燃性粉塵環(huán)境用電氣設備第1部分通用要求》（GB12476.1）、《可燃性粉塵環(huán)境用電氣設備第2部分選型和安裝》（GB12476.2）的要求；設置在粉塵環(huán)境爆炸危險區(qū)域的電氣設備、控制裝置﹑監(jiān)測報警裝置的電氣連接應符合《爆炸危險環(huán)境電力裝置設計規(guī)范》（GB50058）的要求；除塵系統(tǒng)、金