1、西南科技大學(xué)本科生畢業(yè)論文“8.2”昆山粉塵爆炸事故原因分析與控制摘要：2010年以來，我國工業(yè)粉塵爆炸事故頻發(fā)。2014年8 月 2 日，江蘇省昆山市中榮金屬制品有限公司拋光車間發(fā)生粉塵爆炸特別重大事 故，造成 75 人死亡，185 人受傷。中榮金屬制品有限公司系臺商獨(dú)資企業(yè)，為美國通用汽車提供零部件，主要基材為鋁或鋁合金，由于噴砂拋光和拋銅過程中金屬粉塵濃度過高，在遭遇明火后產(chǎn)生爆炸，瞬間產(chǎn)生的高溫高壓氣體的爆燃，發(fā)生連鎖反應(yīng)。關(guān)鍵詞：粉塵； 爆炸原因；控制Analysis and Control Kunshan Explossion Accident on August 2ndAbstr

2、act:Industrial dust accidents have taken place frequaently since 2010.On August 2nd,2014, a serious dust explosion happened in polising workshop of Zhongrong Metal Products Co. in Kunshan ,Jiangsu,which result in 75 deaths ,185people injured. Zhongrong metal products Co., Ltd. is individual propriet

3、orship of Taiwan, providing spare parts for USA GM,.The company products the main material for the aluminum or aluminum alloy, because the metal dust sandblasting polishing and polishing process of copper concentration is too high, resulting in the encounter after the fire explosion, deflagration of

4、 high temperature and high pressure gas generated instantly, sets off a chain reaction.Key words: dust, the cause of explosion, control目錄第一章 緒論第二章 事故概況2.1企業(yè)概況2.2事故案發(fā)情況第三章 事故分析3.1 粉塵爆炸參數(shù)3.2 鋁粉塵容易發(fā)生爆炸原因3.3 結(jié)合粉塵爆炸三要素分析此次事故3.4 事故發(fā)生主要原因第四章 事故控制措施4.1 控制可燃粉塵4.2 控制點(diǎn)火源4.3減少爆炸損失結(jié)論致謝參考文獻(xiàn)12第一章 緒論2014年8月2日，江蘇昆山市

5、開發(fā)區(qū)中榮金屬制品有限公司汽車輪轂拋光車間在生產(chǎn)過程中發(fā)生爆炸。截至8月4日，爆炸已造成75人死亡、185人受傷。事故調(diào)查分析確認(rèn)是汽車鋁合金輪轂拋光產(chǎn)生的鋁鎂粉塵引發(fā)了爆炸。粉塵爆炸，指粉塵在爆炸極限范圍內(nèi)，遇到熱源（明火或溫度） ，火焰瞬間傳播于整個混 合粉塵空間，化學(xué)反應(yīng)速度極快，同時釋放大量的熱，形成很高的溫度和很大的壓力，系統(tǒng)的 能量轉(zhuǎn)化為機(jī)械功以及光和熱的輻射，具有很強(qiáng)的破壞力。自2010年以來，中國各地粉塵爆炸開始頻頻發(fā)生。，全國冶金、有色、建材、機(jī)械、輕工、紡織、煙草、商貿(mào)等行業(yè)企業(yè)粉塵爆炸事故時有發(fā)生，已成為冶金等工商貿(mào)企業(yè)安全生產(chǎn)中的突出問題。對江蘇省來說，粉塵爆炸并不新鮮

6、。在此次昆山爆炸之前的2012年8月，溫州郭溪曾發(fā)生一起拋光爆炸事件；2011年年4月初，浙江一家摩托車廠的零件拋光車間發(fā)生了粉塵爆炸，4月底，該省另外一家木材廠，也發(fā)生粉塵爆炸；而在2010年河北秦皇島市的一個淀粉車間的粉塵爆炸，最終造成了19人死亡。粉塵爆炸是一個比較復(fù)雜的過程，它所引發(fā)的爆炸給從事生產(chǎn)人員帶來極大的人身危害。只有不斷地認(rèn)識粉塵的危害性，在生產(chǎn)過程或檢維修作業(yè)中，全面采取綜合的粉塵治理技術(shù)和防靜電火花措施，才能收到良好的效果，從而避免危險(xiǎn)?？傊诟餍懈鳂I(yè)中，凡是有可燃性粉塵存在的場所，都應(yīng)該嚴(yán)格采取防塵措施，控制高溫和火源，以杜絕粉塵爆炸的發(fā)生，確保人身及生命財(cái)產(chǎn)的安全。

7、第二章 事故概況1.1 企業(yè)概況江蘇昆山中榮金屬制品有限公司為外商獨(dú)資企業(yè)，坐落于昆山經(jīng)濟(jì)開發(fā)區(qū)，員工500多人，占地5萬余平方。成立于1998年，已有10多年的歷史，主要從事鋁合金表面處理，表面鍍層有銅鎳鉻，對高低檔的鋁合金制品均可以進(jìn)行電動加工，公司通過了相關(guān)的ISO和美國的OEM認(rèn)證，已經(jīng)建成了4條現(xiàn)代化全自動電鍍生產(chǎn)線是美國通用汽車指定供應(yīng)商。1.2 事故案發(fā)情況從事故現(xiàn)場圖片可以看到，車間中部位置外墻損傷嚴(yán)重，爆出兩個大洞，外墻部分被爆炸引起的煙火熏黑。車間所有玻璃碎裂，部分墻體只剩下鋼筋結(jié)構(gòu)。在車間門口，到處散落著衣服、鞋子。爆炸的車間有一處圍墻坍塌，爆炸沖擊波把重型設(shè)備炸出了車間

8、外墻。爆炸車間對面的車間也受到不同程度的波及，爆炸中心50米左右的地面都是碎玻璃。第三章 事故分析2.1 粉塵爆炸參數(shù)國內(nèi)外的研究表明，鋁粉在空氣中的爆炸下限是3750毫克/立方米，最低點(diǎn)火溫度645，最大爆炸壓力可達(dá)6.3公斤/平方厘米（相當(dāng)于每平方米面積上瞬間增加63噸的重量），氮?dú)庵斜ㄗ畹脱鹾?%，爆炸時產(chǎn)生的空氣溫度高達(dá)20003000。在化學(xué)危險(xiǎn)物品管理中，鋁粉被列為二級易燃物品。2.2 鋁粉塵容易發(fā)生爆炸原因1、拋光出來的粉塵具有隨時發(fā)威的爆脾氣汽車鋁合金輪轂在加工拋光過程當(dāng)中，工人在打磨拋光時候把輪轂的鋁鎂金屬材料加工成許許多多比頭發(fā)絲還細(xì)小的粉塵，而拋光機(jī)消耗電能對被加工的

9、汽車輪轂做功，使鋁鎂金屬材料被粉碎。其中，拋光機(jī)所做的功的一部分轉(zhuǎn)化成能量，被儲存在被粉碎以后的鋁鎂金屬顆粒表面，這部分能量在物理化學(xué)中被叫做“表面吉布斯自由能”。對于一定的物質(zhì)來說，被粉碎的程度越大，即顆粒越小，則比表面積越大，那么表面能也就越大。例如，一塊1公斤重的二氧化硅的表面能為0.2焦耳，這是很小的，它只相當(dāng)于把1公斤的物體舉高0.02米所做的功。但是，若把它粉碎成面粉一樣細(xì)小的粉塵后，其表面能可達(dá)2.7×106焦耳，即相當(dāng)于把同樣重的物體舉高2700米所做的功，表面能竟增大了1000萬倍！由于粉塵具有這么高的表面能，同大塊的物料相比，它就很容易發(fā)生物理變化或化學(xué)變化將其能

10、量釋放出來。這個道理就好似由于高處的水比低處的水有多余的勢能，因此它要向低處流一樣。所以，這些平時看起來微不足道的細(xì)小粉塵已經(jīng)具有隨時釋放能量的火爆威力。2、鋁粉本身屬于遇濕易燃的危險(xiǎn)化學(xué)品在危險(xiǎn)化學(xué)品管理當(dāng)中，因?yàn)殇X粉遇潮濕、水蒸氣能自燃；與氧化劑混合能形成爆炸性混合物；與氟、氯等接觸會發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)；與酸類或與強(qiáng)堿接觸，也能產(chǎn)生氫氣，引起燃燒爆炸。因此，鋁粉被列為遇濕易燃危險(xiǎn)貨物，在國家建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范當(dāng)中，鋁粉的火災(zāi)危險(xiǎn)性屬于乙類可燃性粉末。3、鋁粉遇到適宜的條件就不可避免地引發(fā)爆炸由于鋁粉體與空氣能形成爆炸性混合物，當(dāng)達(dá)到一定濃度（鋁粉的爆炸下限37g/m3）并存在足以點(diǎn)燃爆炸性粉

11、塵混合物的火花（鋁粉的最小點(diǎn)火能量10mJ，現(xiàn)場使用非防爆工機(jī)具以及操作人員非防靜電的勞保著裝放電都有可能大于鋁粉的最小點(diǎn)火能量）、電弧或高溫（鋁粉堆積的引燃溫度230），一當(dāng)遇到這些適宜的條件，鋁粉它就會迅速地發(fā)生激烈的燃燒反應(yīng)，在瞬間放出巨大的能量，因?yàn)槿紵磻?yīng)速度非?？欤怪車目諝庋杆倜土遗蛎洠瑥亩l(fā)生爆炸。23 結(jié)合粉塵爆炸三要素分析此次事故1、粉塵本身是可燃的 。可燃粉塵包括有機(jī)粉塵和無機(jī)粉塵兩大類。在危險(xiǎn)化學(xué)品管理當(dāng)中，因?yàn)殇X粉遇潮濕、水蒸氣能自燃；與氧化劑混合能形成爆炸性混合物；與氟、氯等接觸會發(fā)生劇烈的化學(xué)反應(yīng)；與酸類或與強(qiáng)堿接觸，也能產(chǎn)生氫氣，引起燃燒爆炸。因此，鋁粉被列為

12、遇濕易燃危險(xiǎn)貨物，在國家建筑設(shè)計(jì)防火規(guī)范當(dāng)中，鋁粉的火災(zāi)危險(xiǎn)性屬于乙類可燃性粉末。中榮公司從事汽車相關(guān)行業(yè)的輪轂加工，汽車鋁合金輪轂在加工拋光過程中，工人在打磨拋光時把輪轂的鋁鎂金屬材料加工成許許多多比頭發(fā)絲還細(xì)小的粉塵，80%-90%的顆粒物在1微米左右2、粉塵以一定濃度懸浮在空氣懸浮粉塵只有其濃度處于有 一定的范圍內(nèi)才能爆炸。這是因?yàn)榉蹓m濃度太小，燃燒放熱太少，難于形成持續(xù)燃燒而無法爆炸；濃度太大，混合物中氧氣濃度太小，也不會發(fā)生爆炸。本次發(fā)生爆炸的車間為兩層結(jié)構(gòu)，不足2000平米，卻設(shè)計(jì)了29條生產(chǎn)線，每條生產(chǎn)線上有16個工位，所以工作量很大產(chǎn)生的粉塵也多。一名員工提到 “中午吃飯，從車

13、間出來臉上抹了一層灰，藍(lán)顏色的粉末”，除塵機(jī)平時很少清理，一般是一個月休息一天兩天時才會清理一次。車間沒有按規(guī)定進(jìn)行每班清理加工產(chǎn)生的積塵，造成鋁粉塵聚積超標(biāo)，這等于給粉塵爆炸埋下了炸彈。3、存在足以引起粉塵爆炸的火源粉塵燃燒首先需要加熱，或熔融蒸發(fā)，或受熱分解，放出可燃?xì)怏w。因此，粉塵爆炸需要較多能量。鋁粉在空氣中爆炸的最低點(diǎn)火溫度645，最小點(diǎn)火能為10100MJ.此處的火源包括明火、靜電、摩擦。經(jīng)調(diào)查， 中榮公司廠房內(nèi)有天然氣管道，南墻放著配電柜，東墻放著空調(diào)，這些都有可能產(chǎn)生明火。 現(xiàn)場使用非防爆工機(jī)具以及操作人員非防靜電的勞保著裝，放電都有可能大于鋁粉的最小點(diǎn)火能量、電弧或高溫（鋁粉

14、堆積的引燃溫度230）。 沒有穿戴阻燃、防靜電的工作服，加上車間里所有的電機(jī)、閘刀、配電柜、電線電纜都不是防爆的，這又相當(dāng)于給鋁粉爆炸提供了導(dǎo)火索和點(diǎn)火源。2.4 事故發(fā)生主要原因昆山中榮金屬制品有限公司為什么會發(fā)生如此慘重的生產(chǎn)安全事故？原因主要有：第一，昆山中榮金屬制品有限公司是一家臺資企業(yè)，盡管企業(yè)已從事汽車零配件加工已近15年，但從公司領(lǐng)導(dǎo)再到一線生產(chǎn)職工都不知道鋁粉會發(fā)生爆炸，思想痳痹這是誘發(fā)事故發(fā)生的最大隱患。第二，沒有按規(guī)定進(jìn)行每班清理加工產(chǎn)生的積塵，造成鋁粉塵聚積超標(biāo)，這等于給粉塵爆炸埋下了炸彈。第三，生產(chǎn)職工沒有經(jīng)過安全培訓(xùn)，沒有穿戴阻燃、防靜電的工作服，加上車間里所有的電機(jī)

15、、閘刀、配電柜、電線電纜都不是防爆的，這又相當(dāng)于給鋁粉爆炸提供了導(dǎo)火索和點(diǎn)火源。第四，車間通風(fēng)除塵設(shè)備不足，加上廠房建設(shè)不符合標(biāo)準(zhǔn)，2000平方米的生產(chǎn)車間違規(guī)安排了265名員工人挨著人密密地?cái)D在29條生產(chǎn)流水線上從事汽車輪轂拋光，這無異使粉塵發(fā)生爆炸后進(jìn)一步擴(kuò)大現(xiàn)場作業(yè)人員傷亡埋下巨大的隱患。第四章 事故控制措施粉塵爆炸的5個條件是：可燃粉塵、空氣中的氧氣、點(diǎn)火源、粉塵懸浮并達(dá)到爆炸下限、存在受限空間。防止粉塵爆炸的方法就是消除其中一個或幾個條件打磨拋光作業(yè)系統(tǒng)不可能是完全封閉的系統(tǒng)，因此不可能控制氧濃度。所以，可行的爆炸防護(hù)方法為：控制可燃粉塵、防止形成分粉塵云和控制點(diǎn)火源。3.1控制可燃

16、粉塵1、濕法打磨與拋光。打磨拋光作業(yè)在封閉的打磨柜中油機(jī)械手進(jìn)行，過程中用噴管將混合了切削油的霧化水或水滴不斷噴向被打磨部分。濕法打磨與拋光要加強(qiáng)空間以排除氫氣。2、濕法除塵。采用濕法除塵器可以確保收集到除塵器的粉塵不再參與粉塵爆炸。但仍需采用泄壓設(shè)計(jì)。3、 粉塵惰化。在粉塵進(jìn)入袋式除塵器前可通過自動喂料系統(tǒng)摻入碳酸鈣等惰性粉塵。4、粉塵清掃。通過定期清掃和清理控制車間地面、鋼結(jié)構(gòu)、管道內(nèi)粉塵的積累。3.2控制點(diǎn)火源1、電氣防爆。鋁鎂金屬打磨拋光車間應(yīng)進(jìn)行粉塵爆炸危險(xiǎn)區(qū)域劃分，并按區(qū)域劃分選用粉塵防爆型電氣設(shè)備。車間內(nèi)電氣布線應(yīng)規(guī)范。2、防靜電。打磨拋光設(shè)備、被打磨工件、吸塵罩、除塵管道、除塵

17、器、風(fēng)機(jī)等應(yīng)電位跨接并接地。作業(yè)人員也應(yīng)接地。不使用不導(dǎo)電的軟連接，應(yīng)使用金屬軟連接或者防靜電軟連接。3、使用葉輪不易產(chǎn)生火花的防爆風(fēng)機(jī)。4、控制明火，規(guī)范工業(yè)用火。3.3減輕爆炸損失1、建筑設(shè)計(jì)和工藝設(shè)備布置。打磨拋光車間宜為頂部泄壓的單層建筑。如為多層建筑應(yīng)采用具有足夠泄壓面積的框架結(jié)構(gòu)。一層以上的樓層應(yīng)有獨(dú)立的逃生通道。工藝設(shè)備的布置應(yīng)保證人員能及時疏散。2、相對獨(dú)立的除塵系統(tǒng)。一個作業(yè)工位發(fā)生著火或者爆炸，爆炸火焰會通過除塵管道迅速傳播到同一除塵系統(tǒng)的其他工位。因此同一除塵系統(tǒng)所帶的打磨拋光工位不宜過多（一般不超過20個）。除塵系統(tǒng)之間不應(yīng)有管道互連。3、爆炸泄壓。對于除塵器和管道，最可行的爆炸保護(hù)方法是爆炸泄壓。目前的標(biāo)準(zhǔn)要求不應(yīng)再室內(nèi)泄壓。但實(shí)踐表明，除塵管道在室內(nèi)泄壓能較好緩解爆炸沖擊波和火焰對工位的沖擊。4、個體保護(hù)。作業(yè)人員應(yīng)穿戴阻燃的個體防護(hù)裝備，佩戴防護(hù)眼鏡。結(jié)論近年來，我國打磨拋光粉塵爆炸事故頻發(fā)，造成了大量人員傷亡和經(jīng)濟(jì)損失。通過對“8.2”昆山鋁粉塵爆炸事故的分析，其根本原因是企業(yè)缺乏對粉塵爆炸危害認(rèn)識，除塵能力不足和粉塵清掃不及時。如果認(rèn)真執(zhí)行粉塵爆炸相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，采取措施控制可燃粉塵、控制點(diǎn)火源和減輕爆炸損失，絕大多數(shù)的粉塵爆炸危害可以避免的。致謝 通過一個月的時間終于把這篇論文完成，在論文的寫作中還是遇到了不少的困難，