粉塵爆炸后的現(xiàn)場(chǎng)圖大家都看過，可謂是滿目瘡痍。不過重大粉塵爆炸事故之所以會(huì)造成這么大的傷亡和損失，很大程度上是因?yàn)樵谀抢锇l(fā)生了二次爆炸——不僅波及范圍更大，爆炸炸威力也要大得多。

一次爆炸，二次爆炸？

首先來明確一下定義：

粉塵爆炸( dust explosion) : 火焰在粉塵云中傳播，引起壓力、溫度明顯躍升的現(xiàn)象

二次爆炸(subsequent explosion)：發(fā)生粉塵爆炸時(shí)，初始爆炸的沖擊波將未發(fā)生爆炸區(qū)域內(nèi)的沉積粉塵揚(yáng)起，形成粉塵云，并被傳播來的火焰引燃發(fā)生的爆炸。

一般來說，可燃粉塵與空氣混合被點(diǎn)燃后的燃燒波傳播速度常壓下為1 m/s或更低，但當(dāng)爆炸發(fā)生在封閉的容器內(nèi)時(shí)，由于燃燒放出大量的氣體會(huì)使容器內(nèi)氣壓劇增，燃燒波的傳播速度便會(huì)加快（一般都在300 m/s以上，甚至可以達(dá)到1000 m/s）。這種速度會(huì)形成強(qiáng)大的沖擊波，對(duì)周圍事物造成極大的破壞；同時(shí)沖擊波還可沿通風(fēng)管道或輸送設(shè)備傳播到其它部位，造成連環(huán)爆炸，產(chǎn)生非常嚴(yán)重的危害。

如上圖示意，在最初的爆炸中，氣浪會(huì)把沉積在設(shè)備或地面上的粉塵吹揚(yáng)起來，在爆炸后的短時(shí)間內(nèi)爆炸中心區(qū)會(huì)形成負(fù)壓，周圍的新鮮空氣便由外向內(nèi)填補(bǔ)進(jìn)來，與揚(yáng)起的粉塵混合，在第一次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。二次爆炸時(shí)，粉塵濃度一般比一次爆炸時(shí)高得多，故爆炸威力也會(huì)更大。

二次爆炸的威力有多大？

舉個(gè)例子，2008年2月7日，一系列猛烈的糖粉塵爆炸摧毀了美國(guó)喬治亞州溫特沃斯港薩凡納市西北部的美國(guó)帝國(guó)糖業(yè)的制糖廠。此次爆炸一共造成14人死亡，38人受傷，下方就是爆炸后的現(xiàn)場(chǎng)鳥瞰圖。

美國(guó)糖業(yè)從1971年開始運(yùn)營(yíng)，是美國(guó)最大的糖精煉和包裝廠之一。制糖廠的砂糖被儲(chǔ)存在3個(gè)100ft（30.48m）高的筒倉里，然后被輸送到包裝廠，在那里包裝配送。砂糖也被轉(zhuǎn)化為特殊糖產(chǎn)品，例如紅糖和糖粉。

這些糖會(huì)通過斗式升降機(jī)、螺旋輸送機(jī)和輸送帶組成的一個(gè)復(fù)雜的系統(tǒng)來輸送，在此過程中，糖會(huì)濺到整個(gè)工作區(qū)域的地板上形成堆積，此外錘式粉碎機(jī)粉碎砂糖時(shí)也會(huì)制造粉塵。雖然廠房配有集塵系統(tǒng)，但并沒有連接到斗式升降機(jī)和輸送機(jī)上，而且年久失修，糖粉塵得不到有效收集。加上工人一般采用壓縮空氣清潔包裝機(jī)，進(jìn)一步加劇了粉塵的擴(kuò)散。久而久之，包裝廠房便變成了粉塵爆炸的高危區(qū)。

大量的糖粉漂浮于空中

雖然起火的確切原因尚不清楚，但爆炸是在一個(gè)運(yùn)行在糖筒倉下方隧道里的傳送帶上發(fā)生的。這些糖會(huì)通過斜槽流到鋼輸送帶上進(jìn)行運(yùn)送，但時(shí)常會(huì)因?yàn)榻Y(jié)塊而卡在其中一個(gè)斜槽里，阻礙輸送帶上其他糖的正常流動(dòng)，因此大量的糖被濺到地面上產(chǎn)生了粉塵。但由于隧道內(nèi)風(fēng)量一般都很足，所以浮塵不會(huì)達(dá)到爆炸極限。

但在2007年，這家公司為了保護(hù)糖不受外界污染，用不銹鋼板封閉了輸送帶，而且沒有配備集塵系統(tǒng)，因此糖粉在這個(gè)密閉的空間內(nèi)很輕易就達(dá)到爆炸極限濃度。在爆炸事故當(dāng)晚，糖粉塵在接觸了附近的火源后（可能是過熱的軸承）便發(fā)生了爆炸，就像上文中提到的那樣，由于是發(fā)生在密閉空間內(nèi)的爆炸，因此形成了巨大的火焰沖擊波，不僅炸裂了輸送帶的密封結(jié)構(gòu)，還沖入了包裝廠房，揚(yáng)起并點(diǎn)燃了沉積在設(shè)備或地面上的粉塵，形成了二次爆炸。

左：粉塵在密封結(jié)構(gòu)內(nèi)跑不出去，右：爆炸產(chǎn)生的沖擊波將密封結(jié)構(gòu)掀翻

二次爆炸產(chǎn)生的壓力波掀翻了厚厚的混凝土地面，讓幾乎所有的磚墻都倒塌了，堵住了樓梯井和其他出口通道。同時(shí)爆炸帶來的大火摧毀了整個(gè)包裝廠房、部分精煉廠房以及儲(chǔ)存散裝糖的大樓，造成嚴(yán)重的傷亡和損失。

應(yīng)對(duì)措施

為了避免出現(xiàn)粉塵爆炸及后續(xù)的二次爆炸，最基本的應(yīng)對(duì)措施其實(shí)就是反復(fù)提的那幾個(gè)：防止粉塵沉積、及時(shí)清理粉塵，容易產(chǎn)生粉塵的工作場(chǎng)合應(yīng)單獨(dú)隔離開并設(shè)保護(hù)罩及吸塵裝置；加強(qiáng)管理消除粉塵爆炸的點(diǎn)火源；增加混合系中的水分；添加惰性物質(zhì)（如氮?dú)猓┓乐乖O(shè)備中的粉塵爆炸；降低升壓速率；抑爆系統(tǒng)設(shè)計(jì)等。

另外，當(dāng)粉塵爆炸火災(zāi)已經(jīng)發(fā)生時(shí)，為了防止沉積粉塵因受沖擊而懸浮引起二次爆炸，不可用直流噴射的水和泡沫、有沖擊力的干粉、二氧化碳等來進(jìn)行滅火，霧狀水會(huì)是更好的選擇，既可以熄滅燃燒粉塵，又可以濕潤(rùn)未燃粉塵，驅(qū)散和消除懸浮粉塵，降低空氣濃度。若起火的是鋁、鎂等會(huì)與水反應(yīng)的金屬粉塵，可使用干砂、石灰等來滅火。

粉體圈 小榆整理