1. 粉塵爆炸的定義

可爆性粉塵涉及的行業廣泛，包括化工、食品、制藥、飼料、金屬加工、木材加工、塑料及橡膠、農業加工、礦山等，企業如未辨識可爆性粉塵的風險或風險防控不當，在操作可爆性粉塵時可能導致粉塵爆炸。據2005-2015年統計，中國大陸地區爆炸事故共72起，死亡262人，受傷634人。粉塵爆炸是一個涉及范圍廣，并且不可忽視的風險。

大多數加工行業中的粉塵是“可燃的”。當懸浮在空氣中的可燃性粉塵達到支持火焰傳播的濃度時，同時點火源有足夠能量，爆炸就會發生。就粉塵云而言，術語“可燃”、“可爆”都具有相似的含義，可以互換使用。通常的可爆炸粉塵為[CH]碳氫化合物、[CHO]碳水化合物、食品、谷物和其他有機物，金屬包括鋁、鈦、鎂、鎢、鉭、鈦、鋰、鋅、鉻、鋯、金、鉑、鈉、鋼。DEKRA德凱的全球粉塵測試統計數據顯示，約有70%的測試粉塵為可爆的，不可爆的粉塵通常為完全氧化的氧化物、如碳酸鹽、硫酸鹽、鹵化物等無機鹽類等。另外，粉塵的粒徑也是決定粉塵是否可爆的關鍵因素，研究發現，可爆的粉塵粒徑為500μm以下，而顆粒越細，比表面積越大，粉塵發生爆炸的可能性更高。

2. 粉塵爆炸的條件及相關測試

燃燒需要三個要素(1)燃料; (2)氧化劑，通常是空氣中的氧氣; (3)有足夠能量的點火源。如果這三個元素中的任何一個被移除，就不能觸發燃燒。前兩種元素（燃料和氧化劑）在適當的比例下稱為易燃環境。

可燃粉塵的爆炸，需要兩個附加條件：(4)可燃粉塵在爆炸下限以上的空氣中懸浮或混合; (5)密閉空間。如沒有密閉空間，可燃粉塵云被點燃時，會發生“閃火”，如果粉塵爆炸的五個要素均具備，燃燒的粉塵空氣混合物將被限制在容器或建筑物內，燃燒過程的熱膨脹會受到阻礙，氣體膨脹導致壓力增加，最終演變為粉塵爆炸。粉塵爆炸還具有溫度高、持續時間長、破壞性強的特點，爆炸產生的沖擊波、高溫及碎片對設備、建筑物及人員將造成嚴重影響。典型的粉塵爆炸的災難性事故為2014年江蘇省昆山中榮金屬制品有限公司的金屬鋁粉塵爆炸事故，造成146人死亡。

對于涉及粉塵操作的企業，僅通過化學成分來判斷粉塵是否可爆的可信度較低，準確的判定依據是粉塵可爆炸性測試，通常采用Go/No-Go（ASTM E1226, IEC 80079-20-2或GB/T 3836.12，粉塵可爆炸性篩查鑒定測試），該測試將給出定性的結論Go可爆炸/No-Go不可爆炸，如可爆炸，再通過一系列的測試確定粉塵的爆炸敏感性及嚴重度，以評估合適的粉塵爆炸防控措施。

2.1 粉塵爆炸有關測試

對于結論為Go可爆炸的粉塵，企業可開展以下測試以量化粉塵的燃爆特性，并用于安全風險評估：

實驗室測試確定“爆炸的可能性 (點火感度)”

最小爆炸濃度 (ASTM E151)最小爆炸濃度 (MEC) 測試確定粉塵云在空氣中能產生火焰傳播的最小濃度。這個測試可以回答“是否容易形成爆炸性粉塵云？”。

最小點火溫度 (ASTN E1491/E2021)最小點火溫度 (MIT) 測試確定能點燃分散的粉塵云及粉塵層所需的最低溫度。MIT是一個評價粉塵對熱表面及摩擦火花等點火源的點火敏感度的重要參數。

最小點火能量 (ASTM E2019)最小點火能量 (MIE) 測試確定在最佳粉塵云濃度點燃時所需的最小靜電火花能量。本試驗主要用于評估粉塵云被靜電火花或摩擦火花點燃的敏感性。

靜電體電阻率 (ASTM D257)按體積電阻率將粉末分為低、中等或高絕緣。絕緣粉末具有保留靜電電荷的傾向并能在靠近導電的設施、設備或人員時產生危害性靜電放電；而導電性粉塵在接地失效時，其本身可能產生危險的靜電放電。

極限氧濃度 (LOC)極限氧濃度 (LOC)測試確定能夠支持燃燒的最小氧濃度（實驗中通過惰性氣體進行置換，例如氮氣）。氧濃度低于LOC的環境不能支持燃燒，因此也不能產生粉塵爆炸，該數據通常用于設計惰性氣體保護措施。

實驗室測試確定“爆炸后果（爆炸烈度）”

最大爆炸壓力，最大壓力上升速率，爆炸烈度 (Kst Value) (ASTM E 1226)實驗室測量最大爆炸壓力和最大壓力上升速率，并用于計算粉塵云的爆炸烈度值Kst。這些數據可用于設計粉塵爆炸保護措施如泄爆、抑爆、耐爆、隔爆等裝置。

3. 粉塵爆炸風險評估

企業防范粉塵爆炸的第一步工作是對粉塵爆炸危險進行辨識并開展風險評估，中國的相關法規對此也有相關的強制規定，如：

1

2021年發布的應急管理部令第6號《工貿企業粉塵防爆安全規定》第十一條 粉塵涉爆企業應當定期辨識粉塵云、點燃源等粉塵爆炸危險因素，確定粉塵爆炸危險場所的位置、范圍，并根據粉塵爆炸特性和涉粉作業人數等關鍵要素，評估確定有關危險場所安全風險等級，制定并落實管控措施，明確責任部門和責任人員，建立安全風險清單，及時維護安全風險辨識、評估、管控過程的信息檔案。

2

GB 15577-2018 粉塵防爆安全規程 4.1 企業應辨識所存在的粉塵爆炸危險場所，確定可燃性粉塵爆炸危險性以及粉塵爆炸危險場所的數量、位置、危險區域等，分析存在的粉塵爆炸危險因素，評估粉塵爆炸風險，并制定能消除或有效控制粉塵爆炸風險的措施。

然而，目前國內外對于可燃液體及氣體的燃爆數據及評估方法較為全面，而系統性的粉塵爆炸方面的評估開展甚少，中國現行的法規也未明確如何開展粉塵爆炸評估。因此，對粉塵爆炸的風險辨識、評估及控制成為很多企業的難點。

3.1 推薦的評估方法

DEKRA德凱推薦參考NFPA 652及NFPA 654（美國防火協會）的方法開展粉塵爆炸評估，其規定涉及粉塵燃爆危險的新建項目應開展DHA（Dust Hazards Analysis, 粉塵燃爆危害評估），并且DHA應至少每5年進行一次更新。如果設施處理的材料已被確定為可燃或可爆，DHA應分別評估火災、閃火和爆炸的危險。評估包括：

- 危險識別，包括識別安全操作界限

- 確定現有的火災、閃火和爆炸危險的防護措施

- 現有的防護措施不足時，額外的防護措施建議

評估應識別涉及粉塵燃爆危險的工藝設施內（設備、儲罐、管道）及設施所在建筑內的風險，當涉及粉塵燃爆危險的設施內或建筑內存在以下因素時，具有潛在的粉塵爆炸風險：

- 氧化劑環境

- 可信的點火源

- 存在粉塵懸浮的可能

NFPA規定了判定粉塵危險的方法，并舉例了開展DHA的流程，下圖結合NFPA及中國相關規定的要求概括了定性DHA的流程。

在液體和氣體相關的燃爆評估方面，目前可供參考的資料及數據較多，但對于粉塵，由于相關的燃爆特性數據也會隨著粉塵的成分、水分含量、粒徑等數據的變化而改變。如不了解粉塵的燃爆數據，評估可能會過于高估或低估粉塵爆炸的風險，如采用數據庫的數據，或供應商提供的數據，不能完全代表企業涉及粉塵操作工藝的特性，所以建議企業應了解所操作粉塵的燃爆特性，不僅有利于開展準確的DHA，還可制定針對性的保護措施。

4. 總結

可燃粉末在合適的條件下可以引起粉塵云爆炸。如果分散的細小可燃粉塵顆粒被分散在空氣中，在足夠的濃度和高能點火源同時存在時，粉塵云爆炸也會發生在加工設備或建筑物之內。

防止粉塵云爆炸以確保安全的預防措施包括，防止形成爆炸性粉塵云環境、防止點火源、以及設計爆炸保護設施，以便發生爆炸事件時保護人員和和設施。爆炸預防和/或保護措施的選擇是基于粉塵的爆炸特性，過程和操作的性質，粉塵爆炸對人員及環境的影響，以及粉塵爆炸帶來的業務中斷影響決定的。上文提及的粉塵燃爆參數的測試，以及粉塵爆炸風險評估（DHA），DEKRA德凱實驗室均可依照客戶的需求開展，協助客戶有效管理加工中的粉塵危害。

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審核編輯 ：李倩