管道内粉尘颗粒形成爆炸规律研究(3)
1966年，日本横滨饲料厂的玉米粉尘爆炸，引起累积性连锁燃烧，使整个工厂遭到蔓延性的重大“天灾”。
以上事例都是警示我们粉尘爆炸是不可轻视的，其危害对社会财产及生命安全都造成了不可估量损失。
随着近代工业的发展，粉末冶金、有机合成、塑料等工业多采用粉体做原料，有些中间体或成品也是粉料，因此粉料的种类繁多而用量大大增加，工艺操作连续化程度也迅速增大。但是，工业上对粉尘爆炸危害及预防的资料报导不多，对粉体加工、运输、储存中的安全管理比较混乱，当前，许多粉体加工企业缺乏必要的防火防爆设施，这都导致了粉尘爆炸发生的危险性越来越大。
为了做到安全生产，确保操作者及现场人员的生命安全，非常有必要对粉尘爆炸事故发生规律、事故模式进行更加深入、更加广泛、更符合生产实际的研究。
制药粉体加工行业其主要工艺过程都离不开管道输运输送，工艺上运输管径尺寸不大，设计风速一般都较高，管路的设计是其比较重要的环节，在管道系统中不可避免的要遇到变径、三通等管道变化环节，在这些环节过程中将产生气流风速的改变，气流风速的改变将不可避免的带来粉尘的沉积、风管沉积将带来风管堵塞等问题，而阻塞、气流通道变窄等问题将加剧风流改变，空气流体的改变又带来风压、风向、风速、紊流度的突然变化，甚至产生压缩冲击波或激波，在该作用下，沉积于壁面的粉尘将再次被卷扬，在运输过程可达到爆炸极限浓度的粉尘云。一方面，粉尘首次爆炸造成的超压可能将给设备管道带来相应的破坏作用，造成管道阀门等破裂，管道设备破裂将带来泄露问题，泄露的产生会导致粉尘扩散到整个厂房，同时也带来新鲜空气的大量涌入，使火灾爆炸“三角”形成条件超越临界点，同时也导致达到爆炸极限的后续粉尘云连续形成、发生、发展。另一方面，制药工业颗粒并非单一均质物，同时存在粒径、结构、比表面积、反应系数等不同属性的颗粒混合问题，他们的混合将影响粉尘爆炸的发展速度和传播强度。
本文以经典药物（克拉文酸钾）粉尘云、粉尘层的着火特性以及粉尘云的爆炸特征为基础，着重对管道内粉尘发生爆炸条件下的迁移规律进行模拟分析，对引发爆炸时粉尘在管道内的分布状况进行研究。从而了解在工业除尘过程中，粉尘在管道内形成爆炸的各种因素，以预防此类事故再次发生。
1 粉尘爆炸事故成因案例分析
1.1 基本数据统计分析
据不完全统计，我国粉尘爆炸事故按年代的发生趋势如图1.1所示。
图1.1 粉尘爆炸事故发生次数随年代的变化
我国经济发展20世纪60～70年代受到“文革”的影响，工业生产遭受一定程度的破坏，粉尘爆炸事故出现了暂时的略减，80年代经济迅速发展后，粉体加工业发达，粉尘爆炸事故开始增多。
粉尘爆炸事故涉及的物质有多种，如煤、无机物、金属、农产品、有机化学药品、合成物及纤文类等，笔者将统计的主要粉尘爆炸事故次数及造成的人员伤亡情况整理列于表1.1。[1]
表1.1 粉尘爆炸事故发生频率及伤亡人数
粉尘种类 次数 事故所占比重（%） 死伤人数 死 伤
金属 44 21.53 155 35 120
农产品 40 19.23 113 16 97
有机物化学药品 37 17.79 71 9 62