工业爆炸事故成因伤害机理及防范工作指引

发布日期：2025-04-04 11:26 阅读： 次
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工业爆炸事故成因伤害机理及防范工作指引


  一、工业爆炸事故类型与成因
  （一）物理爆炸
  物理爆炸（或物理性爆炸）是指由于物理的原因引起的物质的状态发生突变而导致的爆炸现象。其爆炸前后的物质种类与化学成分均不发生变化。
  容器及设备因物理爆炸而破裂通常有两种情况：一种是在正常操作压力下发生的；一种是在超压情况下发生的。而正常工作压力下发生的设备破裂原因：一是在高应力下破坏的，即由于设计、制造、腐蚀等原因，使化工设备在正常操作压力下器壁的平均应力超过材料的屈服极限或强度极限而破坏；二是在低应力下破坏的，即由于低温、材料缺陷、交变载荷和局部应力等原因，使化工设备在正常操作压力下器壁的平均应力低于或远低于材料的屈服极限而破坏。正常操作压力下发生的破坏常见于脆性破裂、疲劳破裂和应力腐蚀破裂。例如，2019年义马气化厂719爆炸事故，前期冷箱爆炸倒塌属于物理爆炸，后期属于化学爆炸。
  设备在超压情况下发生物理爆炸而破裂，一般是由于没有按规定装设安全泄放装置或装置失灵、液化气体充装过量且严重受热膨胀、操作失误或违章超负荷运行等原因而引起超压导致爆炸破裂，这种破坏形式一般属于韧性破裂。发生物理爆炸时，尽管有时升压速度也比较快，但有一段增压过程。
  例如，锅炉与废热锅炉、水夹套汽包、化工容器与设备试压（不包括违章用氧、可燃性气体补压）、石油液化气瓶在正常操作压力和超压下引起的爆炸均属于物理爆炸。
  （二）化学爆炸
  化学爆炸（或化学性爆炸）又称化学反应爆炸，它是指物质发生极迅速、剧烈的化学反应而产生大量热量和气体产物，高温高压的产物对外膨胀做功而引起的瞬间爆炸现象。
  按化学爆炸时所发生化学变化的不同，一般可分为简单分解爆炸、复杂分解爆炸和爆炸性混合物爆炸三类。这三类爆炸，除简单分解的可爆物不一定发生燃烧反应，爆炸时所需热量是由可爆物本身分解产生的以外，其他类型可爆物质爆炸时均伴有剧烈的燃烧现象。
  在工业生产中发生的化学爆炸事故，绝大部分是爆炸性混合物爆炸。所谓爆炸性混合物爆炸，是指可燃性气体、蒸气与空气混合达到一定的浓度后，遇引燃源而发生的异常激烈的燃烧爆炸。这种混合物称爆炸性混合物。
  爆炸性混合物爆炸必需的条件有3个。
  1. 具有可燃的易爆物质，如水煤气、半水煤气混合气体以及氢气、一氧化碳、乙炔、丙烷、氨、乙醚等与空气（或氧）的混合物。
  2. 上述的可燃易爆气体与空气（或氧）混合达到一定范围，即达到爆炸极限，如半水煤气与空气混合为8.1%—70.5%时，便有可能爆炸。
  3. 有起爆能量，点火源能量足以起爆爆炸性混合物，该混合物遇到明火或微小发火能量的激发，如火焰、焊接时产生的火花、电弧、机械撞击火花、静电起火和电器火花等。但需要注意的是，这种爆炸性混合物，在高压、高温情况下，在没有明火或静电作用时，同样可能发生化学爆炸，如设备升压、卸压时，由于气流速度太高，产生高温引爆或高温下积炭自燃等。
  通过对爆炸性混合物爆炸必备条件的分析，生产过程中发生爆炸性混合物爆炸的可能性较大的场所多为石油化工和化学工业生产企业，因为处理易燃易爆气体或蒸气的化工设备到处可见，空气又是常见的助燃物质，并且大量存在，无孔不入，同时设备运行、安装、检修过程中难免遇到点火源。因此，在石油化工和化学工业生产中，由于密封装置失效、设备管道腐蚀或断裂以及安装检修不良、操作失误等原因，可燃性气体从工艺装置、设备、管道内泄漏或喷射到厂房或周围的大气中，或由于负压操作、系统串气、水封不严或失效，空气窜入到化工装置、设备内，可燃性气体与空气（或氧）混合形成爆炸性混合气体，若遇到明火或高温就有发生化学爆炸的危险。
  爆炸性混合物与火源接触时，会有自由基生成，成为链锁反应的作用中心。点火后，热和链锁载体向大气传播，在传播过程中，促使邻近层的混合物迅速发生化学反应，此后，这层混合物又成为热和链锁体的传播源，继续传播，将引起一层又一层的混合物燃烧。其火焰速度也随一系列链锁反应逐渐加速，从每秒几米增至数百米，甚至高达上千米，即爆轰，并且火焰温度也随之则升，以致产生巨大能量，造成严重的破坏和伤害。
  二、爆炸事故主要伤害机理
  （一）冲击波伤害
  1. 超压破坏：爆炸瞬间产生的高压冲击波（0.06-0.1兆帕）即可致内脏破裂严重损伤或死亡、木建筑厂房房柱折断，砖墙倒塌、建筑物倒塌。
  2. 负压效应：冲击波过后形成的负压引发二次伤害（如碎片回吸 ）
  3. 结构破坏：冲击波摧毁建筑和设备，引发坍塌，造成掩埋或撞击伤，封闭空间内压力剧增，破坏力更大。
  （二）高温与热辐射
  爆炸中心温度可达2000摄氏度以上，造成严重烧伤（皮肤、呼吸道）；火球辐射热引燃周边可燃物，扩大事故范围。
  （三）碎片飞散击中人体
  设备、管道或建筑材料构件破裂后高速飞溅导致机械性创伤；碎片可能携带高温或化学物质导致烧伤或化学腐蚀。
  （四）有毒气体与缺氧
燃烧产物一氧化碳、二氧化碳、硫化氢、氰化氢、氯化氢、氮氧化物会引发中毒和窒息；空气中氧气被大量消耗导致环境缺氧引发窒息。
  三、防范工业爆炸事故工作指引
  工业爆炸事故防控坚持“安全第一、预防为主、综合治理”安全工作总方针，工业爆炸事故防控要采取“意防+人防+技防+工程防+管理防”的综合策略，重点关注易燃易爆物控制，点火源消除，惰化抑爆三大核心环节，通过安全意识提升、动态安全风险评估、严守操作规程、工程技术防护、完善安全管理措施、强化应急演练和处置等方面的工作，将工业爆炸风险降至合理可接受的最低水平。针对工业爆炸事故具体防范措施和工作指引如下：
  （一）秉承守法经营树立遵法守法安全意识。生产经营单位的管理者和员工一定要对安全生产法规心存敬畏，严格遵守，不能有急功近利、只顾发展不要安全、将个人利益凌驾于人民生命财产安全之上的错误意识，对待非法建设、非法生产、非法经营活动要坚决抵制，更不能有反社会、反安全文化、反安全管理的错误意识。生产经营单位管理者要对在易燃易爆场所工作作业人员，必须进行防爆和急救安全知识教育培训，其内容应包括所从事作业的安全知识、爆炸的危害性、紧急情况下的处理和救护方法等，要从社会层面培养员工秉持正确的安全意识，要让正确的安全意识在每一名的从业者的心中大脑里安家扎根，用正确的安全意识支配个人的行为举止，体现到熟练技能和正确的行动上。
  （二）深入开展安全风险识别与评估。生产经营单位要对本单位内部的危险源开展辨识工作，对原料、生产、储存、使用环节要定期排查易燃易爆物质全流程安全管理的问题和隐患，对易发生粉尘爆炸的粉尘作业区，要定性定量的深入分析粉尘浓度及扩散条件，采用危险与可操作性分析或保护层分析来评估安全风险等级，合理确定清理积尘时间间隔期限。
  （三）落实岗位安全责任制，严守安全操作规程。作业人员要明晰自己岗位的安全职责，接受安全交底。遵守安全操作规程，正确使用易燃易爆场所作业安全防护装备与个体防护用品。要服从作业现场负责人安全管理，接受现场安全监督，配合监护人员的指令，作业过程中与监护定时进行沟通。出现异常时立即中断作业，撤离危险环境。严格控制易燃易爆场所工作人数和工作时间。在易燃易爆场所工作时，要严格按照安全操作规程进行操作，杜绝“违章指挥、违规作业、违反劳动纪律和安全规程”三违现象发生。
  （四）执行严格的作业审批制度。对进入易燃易爆场所开展动火、动土和检维修作业要实行严格的作业审批制度，内容包括：制定作业方案、明确人员职责、开展作业审批等。工作人员作业前应对作业环境进行安全风险辨识，分析存在的危险有害因素，提出消除、控制危害的措施，编制详细的作业方案。作业方案应经本单位相关人员审核和批准。根据易燃易爆场所作业方案，确定作业现场负责人、监护人员、作业人员，并明确其安全职责。根据工作实际，现场负责人和监护人员可以为同一人。审批内容应包括但不限于是否制定作业方案、是否配备经过专项安全培训的人员、是否配备满足作业安全需要的设备设施等。审批负责人应在审批单上签字确认，未经审批不得擅自开展动火动土和检维修作业 。
  （五）严格落实工程防护和技术防护。生产经营单位要秉承设计先行，优化和落实工程防护和技术防护各项措施。对易燃易爆场所一定要采用防爆设计和防爆设备，该用防爆设备的必须使用防爆电器设备，如防爆电机、隔爆型照明、防爆监测器具。对于承压的设备、管道、压力容器，要安装泄压装置，如安全阀、爆破片，确保设备、管道、压力容器超过额定工作压力时，能够安全泄放。做好通风和监测物质浓度控制，要设置机械式通风系统，定时通风换气，防止易燃易爆气体和粉尘集聚。对于粉尘的防控可采用湿法作业，喷水抑尘和密闭输送系统，减少粉尘，要实施定期清理积尘，使用防静电工具避免产生静电放电。在火源控制方面，要划定禁火区，严控焊接、切割等动火作业，实行作业审批许可制度。易燃易爆区检维修作业一定要使用防爆工具，避免产生火花。做好建筑物防雷和相关设备接地防静电工作，加大技防力度，在易燃易爆场所安装防爆型感烟报警器、感温报警器、可燃气体报警器和可嗅探爆炸物质分子的电子鼻等监测报警设备，各类报警器组网联网并与安全阀、紧急停机等安全装置实现连锁。
  （六）完善安全管理措施。对存在易燃易爆场所的生产经营单位应加强全员安全教育培训，单位员工每年接受8小时以上的防爆专项教育培训，定期开展应急处置和应急逃生演练。生产经营单位要制定爆炸专项应急预案，明确应急处置程序、疏散路线和集合点。定期开展班组、车间、工厂层面的三级安全检查，按照巡检要求，定期巡检压力表、安全阀状态、测试探测器灵敏度，对于压力管道、压力容器要由具有检测资质的机构定期开展全面检测。生产经营单位要建立健全安全风险分级管控和隐患排查治理体系，实现从原料到工艺到产品的全链条安全管理。
  （七）科学应急处置险情。在发生工业爆炸事故时，事故区域人员应立即启动紧急停机按钮，切断相关物料供应。作业现场负责人应及时拨打119、110和120，并向本单位负责人及公安部门、安全监管部门报告事故情况，在分析事发环境危害控制情况、应急救援装备配置情况以及现场救援能力等因素的基础上，判断可否采取自主救援以及采取何种救援方式。若现场具备自主救援条件，应根据实际情况迅速实施自主救援，并确保救援人员人身安全；若现场不具备自主救援条件，必须依靠专业救援力量开展救援工作，决不允许强行施救。此外，还要做好爆炸场所的初期火灾的灭火工作以及防范二次爆炸工作。要按照企业防爆专项预案的确定的程序和步骤，将危险区域人员有序疏散至集合点。
  此工作指引不作为安全生产监督管理部门行政检查和行政执法的依据，对工业相关行业负有安全监督管理职责的应急管理部门、对工业相关行业压力容器和特种设备负有监督管理职责的市场监管部门、对工业相关行业消防领域负有监督管理职责的消防部门等监管执法部门另有法规、规定的，从其法规和规定。