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从一级消防工程师角度分析香港某大学粉尘爆炸事件

发布时间:2018-11-22来源:大立教育点击数:

导读:

港九龙塘浸会大学学生宿舍伟伦楼南座凌晨1时发生火警,怀疑有学生庆祝生日,撒面粉引起粉尘爆炸,共有12名学生受伤,包括4男8女,大部份手脚及面部烧伤。此类案例属于经典的消防安全案例分析,下面大立教育带您一起从一级消防工程师专业角度分析这一案例。

  港九龙塘浸会大学学生宿舍伟伦楼南座凌晨1时发生火警,怀疑有学生庆祝生日,撒面粉引起粉尘爆炸,共有12名学生受伤,包括4男8女,大部份手脚及面部烧伤。此类案例属于经典的消防安全案例分析,下面大立教育带您一起从一级消防工程师专业角度分析这一案例。



  据了解,事发现场位于12楼一个多用途活动室,其时有大约20名男女学生,为其中4至5名同于11月份生日的“每月之星”庆生,台上放有生日蛋糕,各人围着生日蛋糕唱歌,疑当蜡烛仍未熄灭之际,有人突然互撒面粉,导致粉尘爆炸,多人走避不及,首当其冲被烧伤。


  消防经调查后,事件并无可疑。有学生称以往为“每月之星”庆生活动期间亦有撒过面粉,但无发生事故,不排除这次撒面粉时,因火种未熄灭造成意外。


  12名伤者大部分烧伤面、手及脚,其中送广华医院6名女生属一级烧伤,送伊利沙伯医院4男2女,4人一级烧伤、2人二级烧伤,医生经初步护理后,一名姓周(21岁)男生被转往威尔斯医院留医,一名姓陈(21岁)女生情况严重,3女2男生情况稳定,其余伤者已出院。


  什么是粉尘爆炸?


  粉尘爆炸,指可燃性粉尘在爆炸极限范围内,遇到热源(明火或高温),火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间,化学反应速度极快,同时释放大量的热,形成很高的温度和很大的压力,系统的能量转化为机械能以及光和热的辐射,具有很强的破坏力。


  粉尘爆炸多在伴有铝粉、锌粉、铝材加工研磨粉、各种塑料粉末、有机合成药品的中间体、小麦粉、糖、木屑、染料、胶木灰、奶粉、茶叶粉末、烟草粉末、煤尘、植物纤维尘等产生的生产加工场所。


  粉尘爆炸条件一般有三个:


  (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;


  凡是呈细粉状态的固体物质均称为粉尘。能燃烧和爆炸的粉尘叫做可燃粉尘;浮在空气中的粉尘叫悬浮粉尘;沉降在固体壁面上的粉尘叫沉积粉尘。


  具有爆炸性粉尘有:金属(如镁粉、铝粉);煤炭;粮食(如小麦、淀粉);饲料(如血粉、鱼粉);农副产品(如棉花、烟草);林产品(如纸粉、木粉);合成材料(如塑料、染料)。


  某些厂矿生产过程中产生的粉尘,特别是一些有机物加工中产生的粉尘,在某些特定条件下会发生爆炸燃烧事故。


  (2)有充足的空气和氧化剂;


  (3)有火源或者强烈振动与摩擦。


  粉尘爆炸爆炸原理是什么?


  一般比较容易发生爆炸事故的粉尘大致有铝粉、锌粉、硅铁粉、镁粉、铁粉、铝材加工研磨粉、各种塑料粉末、有机合成药品的中间体、小麦粉、糖、木屑、染料、胶木灰、奶粉、茶叶粉末、烟草粉末、煤尘、植物纤维尘等。这些物料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。例如,铝粉只要在二氧化碳气氛中就有爆炸的危险。


  粉尘爆炸的难易与粉尘的物理、化学性质和环境条件有关。一般认为燃烧热越大的物质越容易爆炸,如煤尘、碳、硫黄等。氧化速度快的物质容易爆炸,如镁粉、铝粉、氧化亚铁、染料等。容易带电的粉尘也很容易引起爆炸,如合成树脂粉末、纤维类粉尘、淀粉等。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。


  通常不易引起爆炸的粉尘有土、砂、氧化铁、研磨材料、水泥、石英粉尘以及类似于燃烧后的灰尘等。这类物质的粉尘化学性质比较稳定,所以不易燃烧。但是如果这类粉尘产生在油雾以及CO、CH4、煤气之类可燃气体中,也容易发生爆炸。


  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。这种爆炸反应以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸压力等将持续加快和升高,并呈跳跃式的发展。


  那么,应该如何防范粉尘爆炸?有哪些措施?


  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。其中泄放分为正常情况下的压力泄放和无火焰泄放;隔离分为机械隔离和化学隔离。主要防护设备包括:防爆板(Explosion Panel)、防爆门(Explosion Vent)、无焰泄放系统(Flameless Venting)、隔离阀(Explosion Isolation Valve)以及抑爆系统(Explosion Suppression Systems)。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。


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