防爆袋（dài）式除塵器如何防（fáng）止粉塵爆炸

發布日期：2017-12-11 13:16

袋式（shì）除塵器防止粉塵爆炸技術措施
1、粉塵爆炸的特點
　　粉塵爆炸（zhà）就（jiù）是懸浮物於空氣中的粉塵顆粒（lì）與空氣中的氧氣充（chōng）分接觸，在特定（dìng）條（tiáo）件下瞬（shùn）時完成的氧化反應，反應中放出大量（liàng）熱量，進而產生高溫、高壓的現象（xiàng）。任何粉塵（chén）爆炸都必（bì）須具備這樣三個（gè）條（tiáo）件：點火源；可燃（rán）細粉塵；粉塵懸浮（fú）於空氣中且達到爆炸濃度極限範圍。
　　(1)粉塵爆炸要（yào）比可燃物（wù）質及可燃氣體複雜（zá）　一般地，可燃粉塵懸浮於空氣中形成在爆炸濃度範圍內的粉塵雲，在點火源作用下，與點火源接觸（chù）的部分粉塵首先被點燃並形成（chéng）一個（gè）小火球。在這個小火球燃燒放出的熱量作用下，使得（dé）周圍臨（lín）近（jìn）粉塵被加熱、溫度升高、著火燃燒現（xiàn）象產生，這樣火球就將迅速擴大而形成粉塵爆炸。
　　粉塵爆炸的難易（yì）程度和劇烈（liè）程度（dù）與粉塵的物理、化學性質以及（jí）周圍空氣條件密（mì）切相關。一般地，燃燒熱越大、顆（kē）粒越細，活（huó）性越高的粉塵（chén），發生（shēng）爆炸（zhà）的危險（xiǎn）性越大；輕的懸浮物可燃物質的爆炸危險性（xìng）較大；空氣中氧氣含量高時，粉塵易被燃點，爆炸也較為劇烈。由於水分具有（yǒu）抑製爆炸的作用，所以粉塵和（hé）氣體越幹燥（zào），則發生爆（bào）炸的危險性越大。
　　(2)粉（fěn）塵爆炸發生之後，往（wǎng）往會產生（shēng）二次爆炸　這是由於在第（dì）一次爆（bào）炸時（shí），有不少粉塵沉積在一（yī）起，其濃度超過了粉塵爆炸的（de）上限濃度值（zhí）而不能爆炸。但是，當第一次爆炸形成的衝擊波或氣浪將（jiāng）沉積粉（fěn）塵重新揚（yáng）起時，在空中與空氣混合，濃度在粉塵爆炸範圍內，就可能緊接著產生二次爆炸。第二（èr）次爆炸所造成的災害往往比第一次爆炸要嚴重（chóng）得多。
　　O某鋁（lǚ）品生產廠1963年發生的塵爆炸（zhà）事故的直接原因（yīn）是排風（fēng）機葉輪與吸入口端麵摩擦起火引起（qǐ）的。風機吸入口處的蝦米彎及褲衩三通氣流不暢，容（róng）易積塵。特（tè）別是（shì）停機時更容易滯留粉塵，一旦啟動，沉積的粉塵被揚（yáng）起，很快達到爆炸（zhà）下限，引（yǐn）起（qǐ）粉塵爆炸。
　　(3)粉塵爆炸的機理（lǐ）　可燃粉塵在空氣中燃燒時（shí）會（huì）釋放出能量，井產生大量氣體，而釋（shì）放出能量的快慢即燃燒速度的大小與粉體暴露在（zài）空氣中的麵積有關。因此，對於同一種固體物質的粉體，其粒（lì）度越小，比表麵積則越大，燃燒擴散就越快（kuài）。如果這種固體的粒度很細。以至可懸浮起來，一旦（dàn）有點火源使之（zhī）引燃，則可在極（jí）短的時間內釋放出大量的能量。這些（xiē）能量來不及散逸到周圍環境中去（qù），致使該空間內氣體受到加熱並絕（jué）熱膨（péng）脹，而另一（yī）方麵粉體燃燒時（shí）產生（shēng）大量的氣體，會使體係形成局部高壓，以致產生（shēng）爆炸及傳播，這就是（shì）通常稱作（zuò）的粉塵爆炸（zhà）。
　　(4)粉塵爆炸（zhà）與燃燒的區別　大（dà）塊的固體可燃（rán）物的燃燒是以近於平行層向內部推（tuī）進，例如煤的燃燒等。這種燃燒能量的釋放比較緩慢。所產（chǎn）生的熱量和氣體可以迅速逸散（sàn）。可燃（rán）性粉塵的堆狀燃燒，在（zài）通風良好的情況下形成明火燃燒，而在（zài）通風不好的情況下。可形成無煙或焰的隱燃。
可燃粉（fěn）塵燃燒時有幾個階段（duàn）：第一階（jiē）段，表麵粉也被加（jiā）熱；第二階段，表（biǎo）麵（miàn）層氣化（huà），溢出揮發分；第（dì）三階段，揮發分發生氣相燃燒。
超細（xì）粉體（tǐ）發生爆炸（zhà）也是一個較為複雜的過程，由於粉塵雲的尺度一般較（jiào）小，而火焰傳播速度較快，每秒幾（jǐ）百米，因此（cǐ）在粉塵中心（xīn）發生火源點火，在不到0.1s的（de）時間內就可燃遍整個粉塵雲。在此過程中，如果粉塵已燃盡，則會生成O高的壓強；若未燃（rán）盡，則生成較低的壓強。可燃粒（lì）子（zǐ）是否（fǒu）能燃完，取決（jué）於粒子的尺寸和燃燒深度。
　　(5)可燃粉塵分類　粉體按其可燃性可劃分為兩類：一（yī）類為可（kě）燃；一類為非可燃。可燃粉體的分類方法和標準在不同的O有（yǒu）所不同。
美國將可燃（rán）粉體劃為Ⅱ級危險品，同時又將其中的金屬粉、含碳（tàn）粉塵、穀物粉塵列入不同的組。美國製定的分類（lèi）方法是按（àn）被測粉體在標準試驗裝置內發生粉塵爆（bào）炸時所得升壓速度來進行分（fèn）類，並劃（huá）分為三個（gè）等級。我國目前尚未見到關於可燃粉塵分類的現成標準。
2、粉塵濃（nóng）度（dù）和顆粒對爆炸的影響
　　(1)粉塵濃度　可燃粉塵爆炸也存在粉塵濃度（dù）的（de）上下（xià）限。該值受點火能（néng）量、氧濃度、粉體粒度、粉體品（pǐn）種、水分等多種因素的影（yǐng）響。采用簡化公式，可估算出爆炸極限，一般而言粉塵爆（bào）炸下（xià）限（xiàn）濃度為20～60g/m3，上限（xiàn）介於2～6kg/m3。上限受到多種（zhǒng）因素（sù）的影響，其值不如下限易確定，通常（cháng）也不易達到上限的濃度。所以，下限值更重（chóng）要、更有用。
　　從物理意義上講（jiǎng），粉塵濃度上下限值反映了粒子間距（jù）離對粒子燃燒火焰（yàn）傳（chuán）播的（de）影響，若粒子間距離達到使燃（rán）燒火焰不能延伸至相鄰粒子時（shí），則燃燒就不能（néng）繼續進行(傳播)，爆炸也就不會發生；此時（shí）粉塵濃度（dù）即低於爆炸的下限濃度值。若粒子間的距離過小，粒子間氧不足以提供（gòng）充分燃燒條件，也就不能形成（chéng）爆炸，此時粒子（zǐ）濃度即高於上限值。
　　(2)粉（fěn）體粒度　可（kě）燃物粉體顆粒大於400um時，所形成的粉塵雲不再具有可爆性。但對（duì）於超細粉（fěn）體當（dāng）其粒度在10um以（yǐ）下時則具有較大的危險性。應引起注意的是，有時即使粉體（tǐ）的平均粒度大於400um，但其（qí）中往往也含有較細的粉體，這少部（bù）分的粉體也具備爆炸性。
　　雖然粉體（tǐ）的粒度對爆炸性能影響的規律性並不強，但粉體的尺（chǐ）寸越小，其比表麵就越大，燃燒就越快，壓強升（shēng）高速度隨（suí）之呈線性增加。在一定條件下O壓強變化不（bú）大，因為（wéi）這是取決於燃燒時發出的總能（néng）量，而與釋放能量的速度並無（wú）明顯的關係。
3、粉塵爆炸的技術措施
　　燃燒反應需要有可燃物質和氧氣，還（hái）需要有（yǒu）一定能（néng）量的點（diǎn）火源。對於粉塵爆炸來說應具備三個要素：點火源（yuán）；可（kě）燃細粉塵；粉塵懸浮（fú）於空（kōng）氣中，形成在爆炸濃度範圍內的粉（fěn）塵雲。這（zhè）三個要素（sù）同時存（cún）在才（cái）會發生爆炸（zhà）。因此，隻要消除其中一條件即可（kě）防止（zhǐ）爆炸的發生（shēng）。在袋式除塵器（qì）中常采用以下技（jì）術措（cuò）施（shī）。
　　(1)防爆的（de）結構設計措施　　本體結構（gòu）的特殊設計中，為防止除塵器內部（bù）構件可燃粉塵的積灰，所有梁、分隔板等應設置（zhì）防塵（chén）板，而防塵（chén）板斜（xié）度應小於70度。灰鬥的溜（liū）角大於70度，為防止因兩鬥壁間夾角（jiǎo）太小而積灰，兩相鄰側（cè）板應焊上溜料板，消除粉（fěn）塵的沉積，考慮到由於操作不正常和粉（fěn）塵濕度大時出現灰（huī）鬥結（jié）露堵寒，設計灰鬥時，在（zài）灰鬥壁板（bǎn）上對高溫（wēn）除（chú）塵器增加蒸汽管保溫或管狀電加熱器。為防止灰鬥蓬料，每個灰鬥還需設置倉臂振（zhèn）動器或空（kōng）氣炮。
　　1台除塵器少則2～3個灰鬥，多（duō）則5～8個，在使用時會產生風量不均引起（qǐ）的偏斜，各灰（huī）鬥內煤粉量不均，H後邊的灰量大。
　　為（wéi）解決風量不（bú）均勻問題在結構可（kě）以采取以下措施：①在風道斜隔板上加（jiā）擋（dǎng）風板，如圖5—168所示。擋板（bǎn）的尺寸需根據等風量和等風壓原理確定（dìng）；②再考慮到現場的實際（jì）情況的變化，在提升（shēng）閥杆與閥板之間采（cǎi）用可調，使出（chū）口高h為變化（huà）值（zhí），以進一步修正；③在進風支管設風量調節閥，設備運行後對各箱室風量（liàng）進行調（diào）節。使各箱室風（fēng）量差別控製在5%以（yǐ）內。
　　(2)采用防靜電濾袋　在除塵（chén）器內部，由於高濃度粉塵隨在流動過程中互相摩擦，粉塵與濾布也有相互摩擦都能產（chǎn）生靜電，靜電的積集會產生（shēng）火花而引起燃燒（shāo）。對於脈衝清灰方式，濾袋用（yòng）滌（dí）綸針刺氈，為（wéi）消除滌綸針刺氈（zhān）易產（chǎn）生靜（jìng）電不足，除塵濾袋布料中中紡入導電的金屬絲或（huò）碳纖維，在安（ān）裝（zhuāng）濾袋時，除塵布袋通過鋼骨架和多孔板相連，經過殼體連入車（chē）間接地（dì）網。對（duì）於反吹風清灰的濾袋，已（yǐ）開發出MP922等多種防靜電產（chǎn）品。使用效果都很好。
　　(3)設置安全孔（kǒng）(閥（fá）)　為（wéi）將爆炸局限於（yú）袋式除塵器內部而不向其他方麵擴展，設置安全孔和必不可少的消火設備，實為重要。設置安全孔的目的不是讓（ràng）安全孔防止（zhǐ）發生（shēng）爆炸，而是用它（tā）限製爆炸範（fàn）圍和（hé）減少爆炸次數（shù）。大多（duō）數處理爆炸性粉塵的除塵器都是在（zài）設置安（ān）全孔條件下進（jìn）行運轉的。正因為這樣，安全孔的設計（jì）應保證萬一出現爆炸事故，能切實起到作用；平時要加強對安（ān）全孔的維護管理。
　　破裂板型安全孔（kǒng）是用（yòng）普通薄金屬板製成。因（yīn）為袋式除塵器箱體承受不住很大壓力，所以設計破裂板的強度時應（yīng）使該（gāi）板在更低的壓力下即被破壞。有時由於箱體長期受壓使鋁板（bǎn）產生疲（pí）勞變形以致發生破裂現象，即使這是正常的也（yě）不（bú）允（yǔn）許更換（huàn）高強度的（de）厚板。
　　彈簧門型安全孔（kǒng）是通過增減彈簧張力來調節開啟（qǐ）的壓力（lì）。為了保證事故時門型孔能切實起到安全作用，必須（xū）定期對其進行動作試驗。
　　安全孔（kǒng）的麵積應該按照粉塵爆炸時的O壓力、壓力增高的速度以及箱體的耐壓強度之間的關係來確定，但目前尚無確切（qiē）的資料。要根據（jù）袋式除塵器的形（xíng）式、結構來確（què）定安全孔麵積的大小、下面一进一出好爽视频認為對中小型除塵器安全孔與除塵（chén）器體積之比為1/10～1/30，對大中型（xíng）除塵器其（qí）比值（zhí）為1/30～1/60較為合適。遇到（dào）困難時，要適（shì）當參照其（qí）他裝置（zhì）預留安全防爆孔的實際（jì）確定。
　　①防爆板　防爆板是（shì）由壓力差驅動、非自動關閉的緊急泄（xiè）壓裝置，主要用於管道或（huò）除（chú）塵設備，使它（tā）們避免因超壓或真空而導致破壞。與安全閥相比，爆破片具有泄放麵積大、動作靈敏、精（jīng）度高、耐腐蝕和不（bú）容易堵塞等優點。爆破片可單（dān）獨使用，也可與安全閥組合使用（yòng）。
　　防爆板裝置由爆破片和夾（jiá）持器兩部分組（zǔ）成，夾持器由Q235、16Mn或OCr13等材（cái）料製（zhì）成，其作用是夾緊和保護防爆板，以保證爆（bào）破壓力穩定。防（fáng）爆板由（yóu）鋁、鎳、不鏽鋼或石墨等材料製成，有不同形狀：拱形防爆板的凹麵朝向受壓側，爆破時發生拉伸或剪切破壞；反拱形防爆板的凸麵朝向受壓側，爆破時因失（shī）穩突然翻轉被刀刃割（gē）破或沿縫槽撕裂；平麵形防爆板爆破時也（yě）發生拉伸或剪切破壞。
　　除塵器（qì）選擇防爆板的耐（nài）壓力應以除塵器工作壓（yā）力為（wéi）依據。因（yīn）為除塵器本體耐壓要求8000～18000Pa按設（shè）定耐壓（yā）要求查資料確定泄爆閥膜破裂壓力。
　　②防（fáng）爆閥設計　安全防爆閥設計主要有兩種：一種是防爆板；另一種是重錘式防爆閥（fá）。前一種破裂後需更換新的板，生產要中斷，遇高負壓時，易坯且不易保溫。後一種較前一種先進一些，在關閉狀態靠重錘壓，嚴密性（xìng）差。上述兩種方法都不宜采用（yòng）高壓脈衝清灰。為解決嚴密性問題，在重錘式肪爆閥上可設計防爆安全鎖。其特點是（shì）：在關閉時，安全（quán）門的（de）鎖合主要是（shì）通過此鎖，在遇爆炸時可（kě）自動打開進行釋放，其釋放力(安全力)又可（kě）通過彈簧來調整。為了使（shǐ）安全門受（shòu）力（lì）均（jun1）衡，一般根（gēn）據安全門麵積（jī）需設置4～6個鎖不等。為使防爆門嚴密不漏（lòu）風可設計成防爆板與安全鎖的雙重結構。
　　(4)檢測和消防措施　為防範於未然，在除塵係統（tǒng）上可采取必要的消防措施。
　　①消防設施。主要有水、CO2和惰性滅火劑。對於水泥廠主要采甩、CO2，而鋼廠可采用氮氣。
　　②溫度的檢（jiǎn）測。為了解除塵器溫度的變化（huà）情況，控製著火點，一（yī）般在除塵器入口處（chù），灰（huī）鬥上分別（bié）裝上若幹溫度計。
　　③CO的檢測。對於大型除塵設備因（yīn）體積較大，溫度計的（de）裝設是很有限的，有時（shí）在溫度計（jì）測（cè）點較遠處發生燃燒現象難於從溫度計上（shàng）反映出（chū）來。可在除塵器出口處裝設一台CO檢測裝置，以幫助檢（jiǎn）測，隻要（yào）除塵器內任何地方發（fā）生燃燒現象，煙氣中的CO便會升高，此時把CO濃度升高的報警與除塵係統（tǒng）控製聯銷，以便及時停止係統除塵（chén）器的運行。
　　(5)設備接地措（cuò）施　防爆除（chú）塵器因運行安全需要常（cháng）常露天布置。甚至露天布置在高大的鋼結構上，根據設備接地要求，設備接地避雷成為一項必不可少（shǎo）的措施，但（dàn）是除塵器一般不設避雷針。
　　除塵器所有連接法蘭間（jiān）均增設傳導（dǎo）性能較好的導體，導體形式可做成卡片式。也可做（zuò）成線條式。線條式導（dǎo）體見圖。卡片式導體（tǐ）見圖。無（wú）論采用（yòng）哪一種形式導體，連接必須（xū）牢固，且需表麵處埋，有一（yī）定耐腐蝕功能。否則都將影（yǐng）響設備接地避雷效果。
　　(6)配套部件防爆　在（zài）除塵器防爆措施中選擇防爆部件是必不可少的。防爆除塵器忌諱運行工況中的粉塵竄入電氣負（fù）載內誘（yòu）發誘導產生爆炸危險。除塵器運行時電氣負載、元件在電流傳（chuán）輸接觸（chù）時，甚（shèn）至導通中也難免產生電擊火化，放電火花誘導超過極限濃度的塵源氣體爆炸也是極易發生的事，電氣負載（zǎi）元件必須全部選用防爆（bào）型部件，杜絕爆炸誘導因素產（chǎn）生。保證設備運行和操作（zuò）安全。例如，脈衝除塵器的脈衝閥、提升閥用的電磁閥都應當（dāng）用防爆產品。
　　(7)防止火星混入措施　在（zài）處理木屑鍋爐、稻殼鍋爐、鋁再生爐和冶煉爐等廢氣的袋（dài）式除塵器中，爐（lú）子中的已燃粉塵（chén）有可能（néng）隨風（fēng）管氣流進入箱體，而使堆積在（zài）濾布（bù）上的粉塵著火，造成事故。
　　為防止火星進入袋式除塵器，應采取如下措施（shī）。
　　①設置預除塵器和冷卻管道。圖為（wéi）設有旋風除塵器或惰性除塵器作為預除塵器，以捕集（jí）粗粒粉塵和火星。用這種方法太細的微（wēi）粒火星（xīng）不易捕集，多數情況下微粒（lì）粉塵在進入除塵器之（zhī）前（qián）能（néng）夠燃盡。在預除（chú）塵器之後設置冷卻管道，並控製（zhì）管內流速，使之盡量低。這是一種比較可靠的（de）技術措施，它可使氣體在（zài）管內有充分的停留時間（jiān）。
　　②玲卻噴霧塔（tǎ）。預先直（zhí）接（jiē）用（yòng）水（shuǐ）噴霧的（de）氣體冷卻法。為保證袋式除塵（chén）器內的含（hán）塵氣（qì）體安全（quán）防火，冷卻用水量是控製供給的。大部分燃燒著（zhe）的粉塵一經與（yǔ）微細水滴接觸即可冷卻（què），但是水滴卻易氣化，為使尚未與水滴（dī）接（jiē）觸的燃燒粉（fěn）塵能夠（gòu）冷卻，應（yīng）有必要的空間和（hé）停留（liú）時間。
在特殊情況下，采用噴霧塔、冷卻（què）管和預除塵器等聯合並用，比較徹底地防止火星混入。
　　③火星捕集裝置見圖。在管道上（shàng）安裝（zhuāng）火星捕集裝置是一（yī）種簡便可行的方（fāng）法（fǎ）。還有（yǒu）的在火星通過捕集器的瞬間，可使（shǐ）其發出電氣信號，進行報警。同時，停止操作或改變氣體回（huí）路等。
火星捕集器設計要求如下：
　　a、火花捕集器用於高溫（wēn）煙氣中的火花顆粒捕集時，設備主（zhǔ）體材料一般采用15Mo3或16Mo，對粱、柱和平台梯子等則采用Q235，火花捕集（jí）器作為煙氣預分離器時除旋（xuán）轉葉片一般（bān）采用15Mn外，其他材料可采用Q235；
　　b、設（shè）備（bèi）進（jìn）出口速度一般在18～25m/s之間；
　　c、考慮粉塵的分離效（xiào）果。葉片應一定的耐磨措施和恰當的旋轉角度；
　　d、設備結構設計要考慮到高溫引起的設備變形。
　　(8)控製入口粉塵濃度和加入不燃性（xìng）粉料　袋式除塵器在運轉過程中，其內部（bù）濃度分布不可避免地會使某部位（wèi）處於爆炸界限之（zhī）內（nèi），為了提高安全（quán）性，避開管道內的（de）粉塵爆炸上下限之間的（de）濃度。例如（rú），對於氣力（lì）輸送和粉碎分級等粉塵（chén）收集工作（zuò）中，從設計時就要（yào）注意到，使之在超過上限的高濃度下進行運轉；在（zài）局部收集等情（qíng）況下，則要在管路中保持粉塵濃（nóng）度在下限以下的低（dī）濃度。
　　利（lì）用稀釋法防止火災的一例。在收集爆（bào）炸（zhà）性粉塵時，由於設置了吸塵（chén）罩，用空氣稀釋了粉塵（chén），在管道中濃度遠遠（yuǎn）低於爆炸（zhà）下限（xiàn）。從係（xì）統中間（jiān）向管（guǎn）道內連續提供不燃性粉料，如黏土（tǔ）、膨潤土等，在除塵器內部對爆炸性（xìng）粉塵加以稀釋，以便（biàn）防止發生爆炸和火災的危險。