钢桶涂装生产线火灾爆炸事故分析及预防措施（1）

杨文亮

近十年来，随着我国经济和科技的发展，钢桶行业也有了较大的进步。钢桶外表面涂装由原先的以手工刷漆为主发展为以自动喷漆为主；漆膜干燥由原先以自然干燥为主发展为以烘干烤漆为主。由此，钢桶的外观质量及生产效率也随之上了一个台阶，使自动化生产成为我国的主流工艺。但是，随着钢桶涂装生产自动化程度的提高，生产安全却存在着极大的隐患，涂装生产线火灾爆炸事故时有发生，不仅造成财产的极大损失，而且造成了不少的人身伤亡。

为了避免钢桶涂装生产线火灾爆炸事故的发生，不少生产厂家也采取了不同的预防措施，但是事故却依然常常发生，令人防不胜防。究其原因，是人们对火灾爆炸事故发生的原因认识不明。

因为国内生产的钢桶油漆的绝大部分类型和品种是有机合成树脂涂料，配套的稀释剂为化工合成溶剂。它们的组成材料均是属于易燃易爆的化学物质，涂料中的油料，如动植物油等也均属于易燃物质。

常用的油漆和辅助材料，根据其化学危险性，可分为一级易燃品、二级易燃品和一般可燃品三个级别（如表1）。

表1

涂料的易燃性危险等级是根据涂料所含溶剂的闪点决定的，涂料的绝大多数所含溶剂的闪点在一至二级范围内，如一级易燃液体闪点不高于28℃则不易燃。那么，什么是涂料的闪点呢？闪点即空气中存在涂料微粒及大量挥发溶剂，当温度达到一定时，如有火种导燃时，溶剂刚刚燃起的一刹那间出现闪光（也称燃点）。如空气温度达到或超过闪点时，就是没有明火，溶剂达到一定浓度时也会自燃。当溶剂浓度再超过爆炸极限时，遇着明火就会发生爆炸。常用溶剂的易燃危险性如表2所示。

表2

所以，涂料的易燃易爆性是涂装生产易发生事故的最根本原因。了解了涂料的性质，我们在钢桶生产中就应有针对性地进行预防，以从根本上减少事故的发生。

根据目前国内已发生过的钢桶涂装生产线的火灾爆炸事故原因分析来看，起因较为明确，下面我们逐类进行分析，希望引起众厂家的重视，以期达到避免和预防的目的。

一、烘干炉通风不良引起的爆炸事故

在大多数的爆炸事故中，烘干炉的通风不良是其事故发生的主要原因，如果油漆烘干炉有很好的通风，很多爆炸事故都可以避免。

某制桶厂生产出口内涂蜂密桶，内涂料烘干要求炉温为250℃，但由于烘干炉功率较小，正常生产时炉温只能达到150℃，为了达到温度要求，该厂没有采取增加功率的办法，却在生产中为了减少炉内温度的损失，错误地关小了烘干炉的排风量。于是导致炉内涂料稀释剂挥发后，浓度越积高大，超过了爆炸极限，最后发生了爆炸。炉内易燃气体爆炸后将炉体炸得粉碎，强大的热气流把现场操作人员冲出很远，距离炉口较近的一名操作工全身衣服烧光，皮肤烧伤面积达60%，造成直接经济损失近IOO万元。

油漆烘干炉的通风设施是有效降低炉内可燃气体浓度的主要措施，其排气量的大小要通过严格的计算来确定。如果通风量太大，则炉温难以保持平衡；而通风量过小，则炉内可燃气体不能及时排出，越积越多易发生危险。而国内大多数油漆烘干炉都是制桶厂自己设计制造的，大多数并没有进行科学的计算而随意设置排风量。有的排风量过小，生产过程中时开时停，因而极易发生事故。据调查，很多厂家的烘干炉设计人员根本就不知道排风量如何计算、烘干炉功率如何计算，只是根据别的现成炉子为模型，随意制造，生产中再随意调整。因而隐患大大地增加了。

钢桶油漆烘干炉功率的确定一般常用三种方法：热平衡法、估算法和幅射功率密度法，现扼要作以下介绍：

1、热平衡法

设Q1——加热钢桶所需热量；Q2——加热钢桶表面油漆等所需热量；Q3——加热输送设备（链条、挂具等）所需热量：Q4——通过炉壁、门缝、进出口及排放烟气损失的热量。根据能量守恒定律则有：

Q总=Q1+Q2+Q3+Q4

烘干炉的功率为：W=1.2Q总/860η

式中：l.2——考虑到不可预见热损失的折合系数。

η——烘干炉效率。对于密封式烘干炉取0.25～0.35之间。

关于Q1、Q2、Q3、Q4诸项热量的具体计算可参照《钢桶》杂志中的有关篇章。

2、估算法

此法主要针对电热烘干炉估算，烘干钢桶所消耗的电功率为：

W=p×c×t/860×η

式中：W——消耗电力（千瓦）

p--被烘干钢桶的总重量（公斤或公斤／小时）

C——被烘干钢桶的比热（千卡／公斤·度）

t——烘干前后温度差(℃)

η——烘干炉功率。

3、辐射功率密度法

此法适用于远红外辐射烘干炉子的功率计算。远红外烘干炉电功W=E×F

式中：E——辐射功率密度（千瓦／米：）， 一般取3-8KW/m：之间，钢桶材料厚时取大值，钢桶材料薄时取小值。

F——单位时间加热面积（米2／时）。

关于钢桶烘干炉通风系统的设计计算方法。在《钢桶》杂志中有专章讲解，因篇幅关系在此不予详述。

二、挂具上积漆太多引起烘干炉燃烧

目前大多数的钢桶生产线涂装都是采用静电喷漆或高压无气喷漆，钢桶输送采用悬挂输送的较多，也有的采用底部链条输送。不论采取什么方法，输送链，尤其是挂具上总会在喷漆时粘上油漆。输送链不停地反复通过喷漆岂，挂具上的油漆越积越厚，有时积漆超过了原挂具体积的一倍以上。

挂具在烘干炉中反复地加热使沉漆变得硬而且脆，由于挂具的活动，常使积漆从挂具上破碎掉落。当甲桶进入烘干炉中时，掉落的漆块常落在电热元件上，引起高温燃烧，燃烧的漆块很快会引燃周围的积漆，并使炉内温度剧增，同时伴有大量的烟雾产生。此时，如果炉内可燃性气体浓度很大时，还有可能产生剧烈的爆炸。

某制桶厂就发生过一起因挂具积漆太厚引起的烘干炉燃烧的事故。烘干炉燃烧初期，操作人员从炉口处发现炉内有小火苗，于是急忙将运行中的输送链停止，同时关掉了烘干炉的电源。但因炉内钢桶未清理出来，人又无法接近火源，致使火苗越烧越大，很快便引燃了整个烘干炉中的挂具和钢桶，还不时传出"嘭、嘭"的爆炸声。幸亏消防队员及时赶到，用灭火器封住了炉口，致使炉内燃烧缺氧而熄灭。但烘干炉已严重变形，虽没有造成人员伤亡，但直接经济损失达40万元。

所以，钢桶烘干炉的挂具应经常更换，随时清理，千万不可图一时的清闲而置安全于不顾。一般来说，应准备两套挂具，以便交替更换，换下来的挂具，可采用脱漆剂浸泡的方法进行脱漆。如果没有条件，也可将挂具置于一安全地点将积漆烧掉，燃烧时挂具不要放得太集中，以免温度太高致使挂具变形。

三、明火引起的烘干炉或喷漆室的燃烧

钢桶涂装生产的喷漆室和烘干炉附近溶剂挥发在空气中的浓度达到一定量，空气温度接近某种涂料溶剂闪点时，如有明火，即可引起燃烧，燃烧后还可能引起爆炸。涂料施工区域内的明火来自吸烟时的火柴、打火机点火，焊枪、金属物相互撞击打火，电气开关打火，静电火花等。烘干炉的不同热源（如煤气、燃油、远红外线或红外线）、光固化、电子束及高周波等烘干炉的电打火或超温及设备故障等，都可产生明火或火花。国内由明火产生的烘干炉或喷涂室的燃烧和爆炸事故均有发生。

对于钢桶涂装操作区域内电气设备应采取防爆措施，这样可以有效地防止电火花刁<外露。目前使用较多的静电喷涂方法，操作中稍有不慎，如高压发生器的电路组成中没有恒场电路，则很容易产生静电打火。就拿粉末喷涂来说，虽闪点比溶剂高得多，一般在430～500℃以上，但静电打火的一刹那温度可高达700℃左右，足以引起粉末燃烧和爆炸（足够浓度下）。所以要有效地防止明火，要求操作者必须遵守安全操作规程和涂装工艺，否则火灾事故难以避免。

几年前，新疆某制桶厂发生了一起较严重的爆炸事故，其原因就是静电设备高压发生器接触不良而产生打火，点燃了喷漆室内的漆雾，从而引起了爆炸，造成一人死亡，设备炸毁，直接损失达70多万元。

某制桶厂采用远红外电热管作为烘干炉的热源，由于挽熟元件上的接线头接触不良而打火，引燃了炉内的可燃溶剂气体，将半个炉子炸上了天。当然，事故的产生中还有操作区域中可燃气体浓度太大等原因，但明火的产生则是事故的导火索，千万不可忽视。