昆山“8·2”粉尘爆炸事故非官方分析(三)-事故原因分析
1. 对国家安监局事故调查组初步调查结果的解析
8 月4 日，事故调查组确定：粉尘浓度超标，遇到火源发生爆炸，昆山爆炸是一起重大责任事故；责任主体是中荣金属制品公司，主要责任人是企业董事长吴基滔等；当地政府领导责任和监管责任落实不力。注意，此前央视报道的“明火”已经改成“火源”。
国家安监局调查组总结了5 点事故原因：
① 企业厂房没有按二类危险品场所进行设计和建设，生产车间违规采用双层设计，且建筑间距不够。
② 生产线过紧过密，2000 平方米的车间内布置了29 条生产线，300 多个工位。
③ 除尘设备没有按规定为每个岗位设计独立的吸尘装置，除尘能力不足。
④ 车间内所有电器设备没有按防爆要求配置。 ⑤ 安全生产制度和措施不完善、不落实，没有按规定每班按时清理管道积尘，造成粉尘聚集超标；没有对工人进行安全培训，没有按规定配备阻燃、防静电劳保用品；违反劳动法规，超时组织作业。 以上5 点原因分别涉及建筑消防、设备布置、除尘系统、电气防爆和管理（清扫、培训和劳动保护）。
以下逐条解析一下专家组的5 条原因。
① 建筑设计问题 由于建筑采用两层设计，二楼工人无法及时逃生，这是事故损失扩大的原因。
根据GB 15577 第5.2 条规定，车间宜采用单层设计。这里的“宜”表示条款为推荐性条款。GB 17269 第5.2.2 条也规定，用于加工、转运或贮存铝镁粉的建筑物宜为不带地下室的单层建筑。
根据GB 50016 ，铝合金粉尘为乙类危险品，车间应为乙类生产厂房。GB 50016 也未强制要求乙类危险品生产厂房为单层。 因此从现有标准看建筑采用两层设计似乎并不违规，但当前的标准可能需要更新。例如GB 15577 的5.2 可改为：“除非工艺要求必须采用多层，车间应采用单层设计。当采用多层设计时，应保证楼层之间隔板的强度能承受爆炸的冲击，并应在一层以外的楼层设置快速逃生设置”。 GB 17269 第5. 1.2 条规定铝镁粉加工厂的内部距离应大于10 m，GB 50016 规定乙类厂房的建筑间距与厂房耐火等级有关，当耐火等级为一级或二级时，间距为10m。建筑间距不够在本次事故中并未造成严重后果。
② 生产线布局问题
由于生产线布置过密，导致车间人员逃生困难，这是事故损失扩大的原因。同时，在同一个车间布置过多工位易于发生群死群伤的特大事故。
③ 除尘系统设计
除尘能力不足，导致粉尘在工位沉积，也导致粉尘在管道沉积。作业时产生的粉尘飞扬和工人在清扫作业时产生的粉尘飞扬会导致粉尘迁移沉降到建筑高处的钢结构。车间内和管道内粉尘集聚过多是本次事故的直接原因。除尘系统设计不合理、粉尘清扫不够是本次事故的根本原因。
多岗位共用除尘系统可能导致一个岗位着火并被吸入除尘系统后，爆炸通过除尘管道传播到其它岗位。但每个岗位设计独立的吸尘装置是不现实的。一般为每条生产线（中荣为12 个岗位）配备一套除尘系统。 ④ 电气防爆根据GB 12476.3 ，打磨台附近应划分为21 区，打磨车间应划分为22 区。打磨车间应按照所在的区域使用粉尘防爆型电气设备。对于铝镁合金粉尘，可选用T4 温度组别。
电气设备不防爆是否为本次事故的直接原因尚需等待专家组的进一步调查。
⑤ 管理问题（清扫、培训和劳动保护）
清扫不足和缺乏培训也是造成本次事故的根本原因。车间和打磨台面一般每班次清扫1 次，除尘管道和除尘器至少一周维护一次。从照片上，看不到除尘管道有清扫孔。如果打开除尘管道，应该看到大量燃尽铝合金的氧化物和未燃铝合金粉。作业人员如果配备防火服和防护眼镜，可增加的逃生机会，减少烧伤面积。
2. 除尘系统设计缺陷 在打磨台面的上方安装有除尘管道和吸尘罩。估算吸尘管直径为100mm ，吸尘罩尺寸为300mm×300mm 。假定管道风速为23m/s （铝合金打磨标准风速），则每个吸尘点的风量为650m3/h。每条生产线12 个吸尘点，4 条线48 个吸尘点，总风量为31200 m3/h，对应总风管直径为700mm 。从图1看，通风管道的直径约为500mm 。从图2 除尘器的体积看，除尘器的风量不大于15000 m3/h。因此当前除尘系统的除尘风速达不到23m/s ，也就是说与国家强制标准不符。
图1 除尘风管（圆形的）
图2 除尘系统（视图1） 如果每个吸尘点的管道风速为10m/s ，则48 个吸尘点的风量为13560m3/h。现有除尘系统的管道风速估算为10m/s 左右，吸尘罩开口为300mm×300mm ，估算面风速为0.87m/s， 吸尘罩离打磨产尘点的平均距离约为400mm~500mm （见图3）。在面风速低于1m/s 的情况下，吸尘罩对400mm~500mm 外的粉尘的吸力有限。因此现有的除尘系统只能吸走部分粉尘。部分粉尘因为离吸尘罩比较远会沉降在倾斜台面，并滑落在底部托盘。
图3 中荣公司手动打磨生产线
部分粉尘悬浮到空气中，导致车间环境很差。工人工作一个班次下来脸上看起来像兵马俑，可见车间粉尘浓度比较高。工业卫生标准规定，车间粉尘浓度上限为10mg/m3。但是，车间粉尘浓度估计不超过100mg/m3（超标9 倍），因为粉尘浓度为1g/m3 就伸手不见五指了。因此，车间粉尘浓度离铝合金爆炸下限（约40g/m3）还差得很远。也就是说，车间粉尘浓度超标还只是工业卫生问题，与粉尘爆炸原因并无直接关联。
由于除尘系统设计不合理，导致在打磨台面、管道和车间出现粉尘集聚。这才是事故的直接原因。
3. 事故点火源 要想确定事故的点火源是非常困难的。除非有足够的证据，事故调查报告中点火源通常是几种可能。本次事故可能的点火源有： ① 风机叶轮打火 ② 打磨机内部着火 ③ 打磨台电气线路短路
④ 静电放电
⑤ 明火
以下分别分析以上点火源的可能性
(1) 风机叶轮打火 袋式除尘器除尘效率不是100% ，因此部分铝合金粉尘会穿过除尘器进入风机并在空气中水分的作用下附着在风机的壳体内。如果风机不定期维护（三个月至半年），粉尘层会逐渐变厚变硬。风机叶轮可能和壳体内的粉尘层摩擦起火并发生爆炸。爆炸逆向传播到除尘器、风管而进入室内。对于这种情况，作业人员完全没有反应时间。
通过逐台检查风机内是否有厚且坚硬的燃烧产物、摩擦划痕可确定该假设的可能性。 (2) 打磨机内部着火
气动打磨机由壳体、气动马达和传动轴组成。传动轴顶端可以固定小刷子或者快粘布（用于粘背面有毛的砂纸）。气动马达和壳体之间有缝隙，如果打磨机不每天维护，铝合金粉尘进入过多打磨机可能着火。这种情况，作业人员有反应时间（例如，有人会喊“不好，着火了”）。
可以调查以前是否有打磨机着火事故。 (3) 打磨台电气线路短路
如果打磨台的灯具、穿线管不防爆，铝合金粉进入可能导致短路着火。这种情况下，着火有一个过程，不会马上爆炸，作业人员有反应时间。 (4) 静电放电 除尘管道软连接不导电，因此吸尘罩没有接地。吸尘罩静电积累可能放电，因为燃烧在吸尘罩附近发生，作业人员反应时间很有限。
图4 除尘管道软连接 (5) 明火 明后包括抽烟、手机爆炸、空调压缩机爆炸等。如果管控严格，一般不存在抽烟和手机明火。但中荣公司好像允许手机进入车间。
从工艺看，打磨二车间不用蒸汽，无需锅炉。8 月2 日说爆炸原因为锅炉应该是没有依据的。
(6) 其它火源 南墙有配电柜，东墙有空调。这些设备有可能成为点火源。配电柜油漆完好，估计不是爆炸位置。东墙空调不知情况如何。希望记者朋友们能发布一些照片。
图5 南墙倒塌，可看到配电柜油漆完好
图6 东墙部分倒塌，可看到移位的大设备
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