當前,我國正處于粉塵爆炸的高發(fā)期,存在爆炸性粉塵的企業(yè)“量大面廣”,治理難度大,特別是2014年江蘇昆山“8·2”粉塵爆炸事故,造成75人死亡,185人受傷,引起了全社會的廣泛關(guān)注。實際上,美國、德國、日本等發(fā)達國家在工業(yè)化高速發(fā)展時期,都曾出現(xiàn)過粉塵爆炸事故多發(fā)的情況,這些國家通過近幾十年時間的治理已取得了較好的效果。通過總結(jié)研究這些國家在防范粉塵爆炸方面的成功經(jīng)驗,可以給我國粉塵防爆帶來許多啟示。
一、美國
?。ㄒ唬┙⒔∪晟频臉藴鼠w系
一般而言,發(fā)達國家粉塵防爆標準主要分為四大類:通用標準、技術(shù)標準、產(chǎn)品標準和管理標準。完善的標準體系是美國防范粉塵爆炸的成功因素之一。早在20世紀40年代中期,美國就開始建立粉塵防爆的國家標準。到上世紀70-80年代,面對粉塵爆炸事故頻發(fā)的局面,粉塵防爆研究更為活躍,形成了美國防火協(xié)會標準(nfpa),為世界兩大權(quán)威標準化組織之一。
美國的粉塵防爆標準體系是以美國防火協(xié)會標準(nfpa)為主,主要包括:nfpa484《可燃金屬標準》、nfpa61《農(nóng)產(chǎn)品及食品加工裝置中火災(zāi)與粉塵爆炸的預(yù)防標準》、nfpa499《可燃粉塵分類和化工工藝區(qū)域中電氣裝置危險區(qū)域設(shè)置分類推薦實施規(guī)程》、nfpa654《可燃性固體顆粒的生產(chǎn)、加工和搬運中防火和防塵爆標準》等。從內(nèi)容上看,這些標準不僅包含常規(guī)粉塵的通風及防爆技術(shù)要求,而且還詳細規(guī)定了特殊可燃粉體具體防爆規(guī)程。從操作性看,這些標準可操作性強,如nfpa654標準,就從粉塵管理、點火源管理、減輕事故損害三個方面做了詳細規(guī)定,對消除粉塵爆炸隱患、防范粉塵爆炸事故起到了很大的作用。
(二)實行嚴格的事故預(yù)防管理
美國在建立完善的防爆基礎(chǔ)類、管理類標準基礎(chǔ)上,針對近年來出現(xiàn)的許多新的粉塵和粉塵處理方式,前瞻性地預(yù)防事故發(fā)生。例如:生產(chǎn)加工的高級化使得粉塵更加微細,資源循環(huán)利用以及垃圾處理過程中對各種不明物質(zhì)的處理等,在某種程度上,均提升了粉塵爆炸的潛在風險。美國粉塵防爆的預(yù)防管理主要從四個方面入手:粉塵管理、火源管理、減輕事故受害程度以及安全生產(chǎn)培訓(xùn)。
在粉塵管理方面,美國主要是評估生產(chǎn)企業(yè)的粉塵危險性;采用先進生產(chǎn)設(shè)備,減少生產(chǎn)過程和通風設(shè)備中產(chǎn)生的粉塵量;廣泛采用集塵系統(tǒng)和集塵設(shè)備;定期檢查地面、機械設(shè)備表面以及窗戶等處的粉塵堆積狀況;及時清理堆積粉塵;將粉塵爆炸危險區(qū)域與火源以及釋放壓力的安全閥等設(shè)備隔離開來等。在安全生產(chǎn)培訓(xùn)方面,企業(yè)高度重視職工應(yīng)有的安全技術(shù)和業(yè)務(wù)培訓(xùn),特別是在高危行業(yè),使崗位管理人員和工人對于安全生產(chǎn)法規(guī)、粉塵防爆知識、粉塵爆炸危險場所的危險程度與防爆措施充分了解。
?。ㄈ┘訌娤冗M的防爆技術(shù)應(yīng)用
先進的技術(shù)是防止粉塵爆炸事故的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。美國較早設(shè)立了粉塵爆炸科研項目,系統(tǒng)地支持粉塵爆炸相關(guān)技術(shù)的研究,主要以爆炸性測試方法與裝置、泄爆、抑爆技術(shù)與設(shè)備等為主,在爆炸抑制系統(tǒng)以及關(guān)系到火花檢測等關(guān)鍵技術(shù)領(lǐng)域至少領(lǐng)先我國30年。在這過程中,也出現(xiàn)了不少專注于粉塵防爆系統(tǒng)解決方案的優(yōu)秀企業(yè),比如在安全泄放技術(shù)領(lǐng)域領(lǐng)先的bs&b安全系統(tǒng)有限公司、在工業(yè)除塵領(lǐng)域領(lǐng)先的美國唐納森集團等。唐納森除塵器的設(shè)計包含了各種防爆配置,能有效降低粉塵爆炸的風險。
二、德國
粉塵爆炸是眾多工業(yè)領(lǐng)域的安全隱患??v觀歷史,在制造業(yè)發(fā)達的德國,也未能“幸免”這種風險。1965年-1980年間,德國發(fā)生各類粉塵爆炸事故768起,其中較嚴重的是木粉及木制品粉塵和糧食飼料爆炸事故。為積極應(yīng)對粉塵爆炸事故,降低工廠事故發(fā)生率,德國采取了以下措施:
(一)充分利用和挖掘大數(shù)據(jù)價值
大數(shù)據(jù)提供了海量數(shù)據(jù)及其處理能力,將其應(yīng)用于粉塵防爆系統(tǒng)上,可以快速整合信息數(shù)據(jù),構(gòu)建起安全模型,綜合分析各類事故、自然災(zāi)害和突發(fā)公共事件等。為了厘清粉塵爆炸的龐雜數(shù)據(jù),提高安全評估機構(gòu)和企業(yè)隱患排查的效率,德國政府投入了大量資金和人力,分析和評估了100余種常見的工業(yè)粉塵,在反復(fù)試驗核實之后,于2012年建立了在線的粉塵參數(shù)數(shù)據(jù)庫。通過應(yīng)用海量數(shù)據(jù)庫,全國機構(gòu)和企業(yè)可以免費查詢各種粉塵在具體環(huán)境中,發(fā)生燃燒和爆炸時的臨界溫度、壓力、能量等大量參數(shù),并對生產(chǎn)過程中的多個參數(shù)進行分析對比,從而有效界定事物狀態(tài)是否構(gòu)成安全隱患。該數(shù)據(jù)庫不僅對于安全評估等預(yù)防工作意義重大,而且對于發(fā)生粉塵爆炸事故后的事故調(diào)查工作也具有非常重要的作用,通過這個數(shù)據(jù)庫,事故調(diào)查專家能夠分析出事故發(fā)生時粉塵燃燒和爆炸的全過程,對事故發(fā)生情況一目了然,為指導(dǎo)事故預(yù)防,采取有針對性的對策措施,提供了決策依據(jù)。
(二)建立權(quán)威的粉塵防爆標準體系
目前,美國和德國的粉塵防爆標準體系在國際上的權(quán)威性最高,其中德國以德國工程師協(xié)會(vdi)制定的粉塵防爆標準體系為代表。除此之外,歐盟也形成了一套防爆標準體系,基本與德國vdi類似。德國的vdi粉塵防爆標準體系主要包括粉塵爆炸泄壓標準(這與我國的《粉塵爆炸泄壓指南》內(nèi)容基本一致)、評估測試粉塵危險性以及預(yù)防粉塵火災(zāi)爆炸的標準要求等。
vdi標準之所以能成為權(quán)威標準。首先,該標準體系涵蓋多個方面,范圍較廣泛。由于有著深厚的基礎(chǔ)理論、應(yīng)用研究作支撐,制訂出的系列防范粉塵爆炸參數(shù)測試類標準、技術(shù)類標準、產(chǎn)品標準等,都達到了減少粉塵爆炸事故和傷害程度的目的。其次,該標準體系能及時制修訂,加以完善。德國標準加快轉(zhuǎn)化步伐,逐步與國際標準接軌。最后,該標準體系操作性極強。例如,粉塵防爆產(chǎn)品類標準既設(shè)定了對重點設(shè)備的防火防爆標準,又設(shè)定了相關(guān)的分析和檢測標準,并進行了舉例說明,具有很強的實際應(yīng)用性和可操作性。
?。ㄈ┛茖W的安全規(guī)劃和建設(shè)
加強工廠的安全規(guī)劃和建設(shè)是保證安全生產(chǎn)的基礎(chǔ)。一是從廠房規(guī)劃和配備機械設(shè)備等初始階段開始,企業(yè)就必須到由德國政府頒發(fā)評估資質(zhì)的機構(gòu),聘請相關(guān)安全評估專家對新廠房進行全方位的安全生產(chǎn)評估。如果企業(yè)的生產(chǎn)活動會造成粉塵堆積,那么企業(yè)就必須嚴格按照vdi粉塵防爆標準做好粉塵防爆工作,對生產(chǎn)空間進行區(qū)間隔離。二是為降低粉塵爆炸造成的損害,在廠房規(guī)劃和建設(shè)中,增加隔爆、抑爆、卸爆等裝置。防范“二次爆炸”及多次爆炸引發(fā)的更大傷害,減少粉塵燃燒爆炸時產(chǎn)生有毒有害氣體造成的傷亡等。三是專業(yè)的評估機構(gòu)將對各企業(yè)進行實地采樣,綜合分析、評估粉塵爆炸的可能性。評估機構(gòu)需在掌握粉塵的普遍特性的基礎(chǔ)上,根據(jù)被考察企業(yè)中粉塵的具體物理、化學特性,做出盡量準確的分析和評估,以求盡可能降低事故發(fā)生的概率。
三、日本
在日本,歷史上也曾發(fā)生過嚴重的粉塵爆炸事故,最知名的是1963年11月發(fā)生的煤塵爆炸,導(dǎo)致458人死亡,輕重傷者達555人,成為日本戰(zhàn)后最大的煤礦事故。此后,日本雖仍有類似事故發(fā)生,但后果未再如此嚴重,這與日本對粉塵爆炸危險性的高度重視和嚴格安全管理制度等密不可分。
?。ㄒ唬┰敱M的粉塵法律法規(guī)
及時頒布相關(guān)的法律法規(guī)、規(guī)范標準是粉塵防爆的重要保證。對存在爆炸危險性的粉塵作業(yè)場所,日本制定了相關(guān)法律對其進行了嚴格的規(guī)范管理。首先,嚴格規(guī)定了“特定工廠”的選址和建設(shè)。早在1959年3月,日本就制定了《工廠布局法》(2010年12月進行了最新修改),明確了具有排煙、污水排放、產(chǎn)生噪音、產(chǎn)生粉塵和產(chǎn)生振動等行為的工廠,并界定為“特定工廠”。在此基礎(chǔ)上,1971年6月制定的《特定工廠公害防止法》(2011年6月進行了最新修改)進一步對“特定工廠”的建設(shè)進行了嚴格規(guī)范。
其次,諸多法律法規(guī)明確規(guī)定,產(chǎn)生大量粉塵的工廠受到嚴格限制。例如,在日本《大氣污染防治法》中,粉塵被定義為“粉碎和篩選物質(zhì)以及其他機械處理時產(chǎn)生的分散物,與煤煙和汽車尾氣一起定為受限制對象。”《勞動衛(wèi)生法》中,粉塵也被認定為給工作帶來危險和有害的物質(zhì)?!督ㄖ飪?nèi)確保環(huán)境衛(wèi)生法》規(guī)定,漂浮粉塵量不能高于每立方米0.15mg。根據(jù)這些法律的明確規(guī)定,產(chǎn)生大量粉塵的工廠受到嚴格限制,必須保護員工的身體健康,控制粉塵的產(chǎn)生,防范粉塵爆炸事故。
?。ǘ﹪栏竦陌踩芾砼c監(jiān)督
日本高度重視粉塵爆炸的危險性,實行嚴格的安全管理與監(jiān)督。首先,日本工業(yè)規(guī)格(jis)于2002年規(guī)定了測量粉塵的方法,主要分為“jisz8817”和“jisz8818”兩種測量方法,前者測量的是可燃性粉塵的爆炸壓力和上升速度,后者測量的是可燃性粉塵的爆炸下限的濃度。其次,從頻度和強度兩方面評估粉塵爆炸的危險性。在一般的風險管理中,發(fā)生頻率越低認為越安全,但粉塵爆炸危害性極大,因此即使發(fā)生頻度很低也要評估為高風險。再次,嚴格執(zhí)行安全管理措施。例如,為了減小安全隱患,保持環(huán)境清潔尤為必要。特別是鋁和鎂類金屬粉末等危險化學品,除了采用除塵設(shè)備外,必須定期清掃粉塵。比如日本有些工廠每隔兩小時就清掃一次
?。ㄈ┐罅ν茝V除塵設(shè)備應(yīng)用
除塵設(shè)備是防止粉塵爆炸事故的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。對于冶金、有色、建材、機械等易發(fā)生粉塵防爆的行業(yè),日本近年來傾向于采用更多的行政干預(yù),來推廣關(guān)鍵的防爆技術(shù)和產(chǎn)品的應(yīng)用。第一,日本法規(guī)要求,產(chǎn)生粉塵的工廠車間必須安裝集塵器,強制企業(yè)對除塵設(shè)備的使用和安裝,以此促進除塵設(shè)備的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展。第二,提高除塵設(shè)備專業(yè)化發(fā)展水平。如天野公司,作為一家專門生產(chǎn)除塵設(shè)備的企業(yè),研制開發(fā)出一種感知粉塵爆炸危險的教育器械。該器械顯著特點是可以了解粉塵爆炸的身體感覺,確認粉塵爆炸的情形和漂浮的各種粉塵的危險程度等。第三,日本粉體工業(yè)技術(shù)指導(dǎo)會定期對除塵設(shè)備進行技術(shù)指導(dǎo),并制定了協(xié)會的規(guī)格以及測試方法等。
四、對我國的啟示
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與美國nfpa、德國vdi標準體系相比,我國的標準研究工作較為滯后。首先,我國僅有通用類、管理類和防護設(shè)施及裝置3類,共15項標準。應(yīng)學習和借鑒發(fā)達國家5大類相關(guān)標準體系的成功經(jīng)驗,根據(jù)我國涉及防范粉塵爆炸行業(yè)特點,盡快建立健全適應(yīng)我國防范粉塵爆炸特點的標準體系。其次,我國部分同類標準在使用中可操作性不如美國標準。以金屬拋光粉塵防爆為例,美國的nfpa484涵蓋了金屬生產(chǎn)環(huán)節(jié)的防爆、泄爆、抑爆等各個方面,但我國的gb17269《鋁鎂粉加工粉塵防爆安全規(guī)程》主要規(guī)定了鋁鎂粉生產(chǎn)的防爆標準,對于發(fā)生爆炸后的抑爆和泄爆等補救措施沒有相關(guān)的規(guī)范。同樣,德國的vdi系列防爆標準既設(shè)定了分析和評估風險的標準,又設(shè)定相關(guān)預(yù)防技術(shù)的標準,并進行了舉例說明,具有很強的實際應(yīng)用性和可操作性。研究美國和德國的粉塵防爆標準體系,對于我國結(jié)合自身特點,制修訂自己的粉塵防爆標準具有重要的意義。
(二)推進除塵設(shè)備產(chǎn)業(yè)化發(fā)展
借鑒發(fā)達國家的成功經(jīng)驗,加強粉塵防爆的技防和物防,大力推動相關(guān)設(shè)備產(chǎn)業(yè)化發(fā)展,特別是產(chǎn)粉車間除塵器的研發(fā),對減少粉塵爆炸事故,發(fā)揮了重要作用。然而我國企業(yè)目前使用的粉塵防爆技術(shù)及設(shè)備基本還處于美國上世紀七八十年代的水平。國內(nèi)生產(chǎn)的具有高技術(shù)含量的產(chǎn)品較少,許多粉塵防爆設(shè)備都依賴進口,大大增加了企業(yè)的粉塵防爆成本。
我國粉塵爆炸防護規(guī)章制度的健全,必將推動企業(yè)生產(chǎn)的轉(zhuǎn)型升級,促進企業(yè)對除塵設(shè)備的使用和安裝。除塵設(shè)備行業(yè)的發(fā)展正面臨良好的機遇。據(jù)推測,到2018年,我國除塵設(shè)備制造業(yè)市場規(guī)模有望達到1000億元。因此,目前應(yīng)重點做好三方面工作:一是大力推廣除塵設(shè)備示范應(yīng)用,努力培育市場需求;二是將防范粉塵爆炸設(shè)備納入安全產(chǎn)業(yè)支持范疇,優(yōu)先給予除塵設(shè)備產(chǎn)業(yè)化投融資支持;三是將存在粉塵爆炸危險的企業(yè)納入安全生產(chǎn)專項提取費用的范疇。
?。ㄈ┐罅訌姺蹓m防爆技術(shù)改造
安全技術(shù)改造是工業(yè)領(lǐng)域提高安全生產(chǎn)的重要舉措。粉塵防爆技術(shù)改造同其他技術(shù)改造不同,直接產(chǎn)生的經(jīng)濟效益較少,企業(yè)實施技術(shù)改造的主動性和積極性相對較低。要解決此類問題,首先,政府和科研機構(gòu)要將防范粉塵爆炸技術(shù)改造列為重點攻關(guān)項目,提供技術(shù)改造專項資金。其次,要強化對企業(yè)技術(shù)改造的支撐,支持加快淘汰落后工藝技術(shù)和設(shè)備,推廣應(yīng)用自動化、數(shù)字化、網(wǎng)絡(luò)化、智能化的先進除塵技術(shù)和裝備,減少危險作業(yè)場所的人員。最后,要鼓勵企業(yè)引進國外先進技術(shù)設(shè)備,推動企業(yè)進行消化吸收、再創(chuàng)新和集成創(chuàng)新,提升相關(guān)粉塵企業(yè)和生產(chǎn)車間的本質(zhì)安全水平。