1.7.2　粉尘浓度监测及爆炸预警

随着生产技术向均质化、流态化发展，出现可燃性粉尘的行业越来越多。如金属：镁粉、铝粉、锌粉；碳素：活性炭、电炭、煤；粮食：面粉、淀粉、玉米面；饲料：鱼粉；农产品：棉花、亚麻、烟草、糖；林产品：木粉、纸粉；合成材料：塑料、染料，等等。粉尘的火灾爆炸事故多发生在煤矿、面粉厂、糖厂、纺织厂、硫磺厂、饲料厂、塑料厂、金属加工厂及粮库等厂矿企业。

粉尘是引发职业病的主要因素之一，主要在煤矿、有色金属、钢、水泥、发电、面粉、机械和建筑行业等作业场所，如图1-19所示。工人长时间接触粉尘可引发尘肺病，尘肺病是一种不可治愈之症。近10年来，尘肺病发病率在我国一直居高不下。据国家卫生计生委统计，2015年新增尘肺病26 873例，尘肺病报告病例数占2015年职业病报告总例数的89.66%。环保部和国家煤矿安全监察局对粉尘危害非常重视，对作业场所的粉尘排放浓度制订了相关标准，严格控制粉尘浓度，以减少粉尘危害。

图1-19　粉尘作业环境

另外，可燃粉尘是指爆炸边界内以一定浓度在空气中悬浮及扩散的微纳颗粒混合云团，遇到热源（明火或温度），极易形成爆炸。近年来，粉尘爆炸事故频发，诸如小麦面粉厂爆炸、铝粉管道内燃爆炸，如图1-20所示。根据美国化学安全调查委员会的统计，1985—2015年，美国发生粉尘爆炸事件281起，死亡119人，受伤718人。根据东北大学工业爆炸及防护研究所不完全统计，2005—2015年，我国共发生粉尘爆炸事故72起，死亡262人，受伤634人。其中我国仅2014年粉尘爆炸事故就多达7起。昆山铝合金粉尘爆炸事故造成146人死亡，114受伤的惨痛悲剧。2015年，中国台湾新北市发生玉米淀粉颜色粉尘爆炸意外事故，造成12人死亡，500余人受伤，带来巨大的人员和经济损失。2019年1月7日，江苏泰州巨腾电子科技有限公司废料仓库发生镁铝粉爆炸事故。

爆炸浓度是可燃粉尘爆炸的前提条件，对易形成粉尘云团的区域进行分布式浓度监测，是确保可燃粉尘不在爆炸浓度边界范围内，从根本上预防可燃粉尘爆炸事故发生的主要技术途径。因此，及时有效地对作业场所的粉尘浓度进行监测，研制探测粉尘浓度传感器，研发一套智能检测识别粉尘扩散浓度系统，更好地掌握粉尘浓度状况，进行有效的除尘和降尘，建立粉尘防爆安全监测与预警系统，对确保人身安全和提高环境质量有着极其重要的作用。

图1-20　可燃粉尘爆炸事故图

（a）小麦面粉厂爆炸；（b）玉米淀粉厂爆炸；（c）铝粉管道内燃发生爆炸；（d）铝粉厂爆炸