發布日期：2017-12-11 13:16
袋式除塵器防止粉塵爆（bào）炸技術措施
1、粉塵爆炸的特點
粉塵爆炸就是懸浮物於空氣中的粉塵顆粒與空氣中的氧（yǎng）氣（qì）充分接觸，在特（tè）定條件下瞬（shùn）時完（wán）成的氧化反應，反應中放出大量熱量，進而產生高溫、高壓的（de）現象。任何粉塵（chén）爆炸都（dōu）必須具（jù）備這樣（yàng）三個條件：點火（huǒ）源；可燃細粉塵；粉塵懸浮於（yú）空氣中且達到爆炸濃度極限範圍（wéi）。
(1)粉塵（chén）爆炸要比（bǐ）可燃（rán）物質及可燃氣體複雜 一般地，可燃粉塵（chén）懸浮於空氣中形（xíng）成在爆炸濃度範圍內的粉塵（chén）雲，在點火源（yuán）作用下（xià），與點火源（yuán）接觸的部分粉塵首先被點燃並形成一個小火球。在這個小火球燃燒放出的熱（rè）量作用下，使得周圍臨（lín）近粉塵被加（jiā）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（nán）易程度（dù）和劇烈程度與粉塵的物理（lǐ）、化學性質以及周圍空氣條件密切相關。一般地，燃燒熱越大、顆粒越細，活性越高（gāo）的粉（fěn）塵，發生爆炸的危險性越大；輕的懸浮物可（kě）燃物質的爆炸危險（xiǎn）性較（jiào）大；空氣中氧氣含量高時，粉塵易被（bèi）燃點，爆炸也較為劇烈。由於水分（fèn）具有抑製爆炸的（de）作用，所以粉塵和氣體越幹燥，則發生爆炸的危險（xiǎn）性越大（dà）。
(2)粉塵爆（bào）炸發生之後，往往（wǎng）會產生二次爆炸 這是由於在第一次爆炸時，有（yǒu）不少粉塵沉積在一起，其濃度超過了粉塵爆炸的上限濃度值而不能爆炸。但是（shì），當第一次爆炸形成的衝擊波或氣浪將沉積（jī）粉塵重（chóng）新揚（yáng）起時，在空中與（yǔ）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。第二次爆炸所造成（chéng）的災害往往比第（dì）一次爆炸要嚴重得多。
O某鋁品生產廠1963年發生的塵爆炸事（shì）故的直接原因是排風機葉輪與吸入口（kǒu）端麵摩擦起火引（yǐn）起的。風機吸入（rù）口處的蝦米彎及褲（kù）衩三通氣流不暢，容易積塵。特別是停機時更（gèng）容易滯留粉塵，一旦啟動，沉積的粉塵被揚起，很快達到爆炸下限，引起粉塵爆炸。
(3)粉（fěn）塵爆炸的機理（lǐ） 可燃粉（fěn）塵在空氣中燃燒時會釋放出能量，井產生大量氣體，而釋放出能量的快慢即燃燒速度（dù）的大小與粉體（tǐ）暴露在空氣中的麵積有關。因此，對於同一種固體物質的粉體，其粒度越（yuè）小，比表麵積（jī）則越大，燃燒（shāo）擴散就越快。如果這種固體的粒（lì）度很細。以至可懸浮起來，一（yī）旦有（yǒu）點火源使之引燃，則可（kě）在極短的時間內釋放出大量的能量。這些能（néng）量來不及散逸到周圍環境中去，致使該空間內氣體受到加熱並（bìng）絕熱膨脹，而另一方麵粉（fěn）體燃燒時（shí）產生大量的氣體（tǐ），會使體係（xì）形成局部高壓，以（yǐ）致產生爆（bào）炸及傳播，這就是通常稱作的粉塵爆炸。
(4)粉塵爆炸與燃燒的區別（bié） 大塊（kuài）的固體（tǐ）可（kě）燃物的燃燒（shāo）是以近於平行層向內部推進，例如煤的燃燒等。這種燃燒能（néng）量的釋放比較緩慢。所產生的熱量和氣體可以迅速逸散。可燃性粉塵的堆狀燃燒，在（zài）通風良好的情況下形成明火燃燒（shāo），而在通風（fēng）不好的情況下。可形成無（wú）煙或焰的隱燃。
可燃粉塵燃燒時有幾個階段：第一階段，表麵粉也被加熱；第二階段，表麵層氣化，溢出揮（huī）發分；第三階段，揮發分發生氣相燃燒。
超細粉體發生爆炸也是一個（gè）較為複雜的過程，由於粉塵雲的尺度一般較小，而（ér）火焰傳播速度較快（kuài），每秒幾百米，因此在粉塵中心發生火源點（diǎn）火，在不到0.1s的時間內就可燃遍整個粉塵雲。在（zài）此（cǐ）過程中，如果粉塵已燃盡，則會生（shēng）成O高的壓強（qiáng）；若（ruò）未燃盡，則生成較低的壓強。可燃粒（lì）子是否能（néng）燃完，取決於粒子的尺寸和燃燒深度。
(5)可燃粉塵分類 粉體按（àn）其可（kě）燃性可劃分（fèn）為兩（liǎng）類：一類為可燃；一類為非可燃（rán）。可（kě）燃粉（fěn）體的分類方法和標準在不（bú）同的O有所（suǒ）不同。
美國將可燃粉體劃為Ⅱ級危險品，同時又將其中的金屬粉、含碳粉塵、穀物粉塵（chén）列（liè）入不同的組。美國製定的分類方法是按被測粉體在標準（zhǔn）試驗裝置內發生粉塵爆炸時所得升壓（yā）速度來進行分類，並劃分為三個等級。我國目前尚未（wèi）見到（dào）關（guān）於可燃粉塵（chén）分類的現成標準。
2、粉塵濃度（dù）和顆粒對爆炸的影響（xiǎng）
(1)粉塵（chén）濃度 可燃粉塵爆炸也存在粉塵濃度的（de）上下限。該值受點火能量、氧濃度、粉（fěn）體粒度、粉體品種、水分（fèn）等（děng）多種因（yīn）素的影響。采用簡化公式，可估算（suàn）出爆炸（zhà）極限，一般而言粉塵爆炸下（xià）限（xiàn）濃度為（wéi）20～60g/m3，上限介於2～6kg/m3。上限受到多種（zhǒng）因素的影響，其值不（bú）如下限易確定，通常也不易達到（dào）上限的濃度。所以（yǐ），下限值更重要、更有（yǒu）用。
從物理意義上講，粉塵濃度上下限值反映了粒子間距（jù）離對粒子（zǐ）燃燒火焰傳播的影響，若粒子間距離達到使燃燒（shāo）火焰不能延伸至相鄰粒子時，則燃燒（shāo）就不能繼續進行(傳播)，爆炸也就不會發生；此（cǐ）時粉塵濃度即（jí）低於爆炸的下（xià）限濃度值。若粒子間的距離過小，粒子間氧不足以提供充分燃燒條件，也就不能形成爆炸（zhà），此時粒子濃度即高於上限值（zhí）。
(2)粉體粒度 可燃物粉體顆（kē）粒大於400um時，所形（xíng）成的粉塵雲不再具（jù）有可爆性。但（dàn）對於超細粉體當其粒度在10um以下時（shí）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（jun1）粒（lì）度大於400um，但其中往往也含有較細的粉體，這少部分的粉體也（yě）具備爆炸（zhà）性。
雖然（rán）粉（fěn）體（tǐ）的粒（lì）度對（duì）爆炸性能影響的規律性並（bìng）不（bú）強，但粉體的尺寸越小，其比表麵就越大，燃燒就越快，壓（yā）強升高速度隨之呈線性增加。在一定條件下O壓強變化不大（dà），因為這是取決於燃燒時（shí）發出的總能量，而與釋放能量的速度並無明顯的關係。
3、粉塵（chén）爆炸的技術措施
燃燒反應需要有可燃物質和氧（yǎng）氣，還需要有一定能量的點火源。對於粉塵爆炸來說（shuō）應具備（bèi）三個要素：點火源；可燃細粉塵；粉塵懸浮於空氣（qì）中，形成在爆炸濃度範圍內的粉塵雲。這三個（gè）要素同（tóng）時存在（zài）才會發（fā）生爆炸。因此，隻要消除其中一條件即可防止爆炸的發生。在袋式除塵器中常采用以下技術措施。
(1)防爆的結構設計措施 本體結構（gòu）的特殊設計中，為防止除塵器內部構件可燃粉塵的積灰，所有梁、分隔板等應設置防塵板，而防塵板斜（xié）度應小於70度。灰鬥的溜角大於70度，為防止（zhǐ）因兩鬥壁間夾角太小而積灰，兩相鄰側板應焊上（shàng）溜料板，消除（chú）粉塵（chén）的沉積，考慮到由於（yú）操作不正常和粉塵濕（shī）度（dù）大時出現灰（huī）鬥結露堵寒，設計灰鬥時，在灰鬥壁板上對高溫除塵器（qì）增加（jiā）蒸汽管保溫或管狀電加熱（rè）器。為防止灰鬥蓬料，每個灰鬥還需設（shè）置倉臂振動器或空氣炮。
1台除塵器少則2～3個灰鬥，多則5～8個，在使用時會產生風量不均引起的偏斜，各灰鬥內煤粉（fěn）量不均，H後邊的灰量大。
為解（jiě）決風量不均勻問題在結構可以采取以下措施：①在風道斜隔板上加擋風板，如圖5—168所示。擋板（bǎn）的尺寸需根據等風量和（hé）等風壓原理確定；②再考慮到現場的實（shí）際情況的變化，在提升閥杆與閥板之間采用可調，使出口高h為變化值，以進一步修正；③在進風（fēng）支管設風量調節閥，設備（bèi）運（yùn）行後對各箱室風量進行調節。使各箱室風量差別控製在5%以內。
(2)采用防靜電濾袋 在除（chú）塵器內部，由於高濃度（dù）粉塵隨（suí）在流動過程中互相摩擦，粉塵與濾布也有相互摩擦都能產生靜電，靜電的積集會產生火花而引起燃燒。對於（yú）脈衝清灰（huī）方式，濾袋用滌綸（lún）針刺氈，為（wéi）消除滌綸針刺氈易產生靜（jìng）電不足，除（chú）塵濾袋布料（liào）中中紡入導電的金屬絲或（huò）碳纖維，在安裝濾袋時，除（chú）塵布袋通過鋼骨架（jià）和（hé）多孔（kǒng）板相連，經過（guò）殼體連入車間接地（dì）網。對於反吹風清灰的濾袋，已開發出MP922等多種防靜電產品。使用效果都很好。
(3)設置安全孔(閥) 為將（jiāng）爆炸局限於袋式除塵（chén）器內部而不（bú）向其他方（fāng）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（bú）是讓安全孔防止發生爆炸，而是用它限（xiàn）製爆（bào）炸範圍和減少爆炸次數。大多數處理（lǐ）爆炸性粉塵（chén）的除塵器都是在設置安全孔條件下進行運轉的。正因（yīn）為這樣，安全孔（kǒng）的設計應保證萬一出現爆炸事故，能切（qiē）實（shí）起到作（zuò）用；平時要加強（qiáng）對安全孔的維護管理。
破（pò）裂板型安全孔是用普通（tōng）薄金屬板製成（chéng）。因為袋式（shì）除塵（chén）器（qì）箱體承（chéng）受不住很（hěn）大壓力，所以設計破裂板的強度時應（yīng）使該板在更低的壓力下即被破壞。有時由於箱體長期受壓使鋁（lǚ）板產生疲勞變形以致發生破（pò）裂現象，即使這是正（zhèng）常的也不允許更換高強度的厚板。
彈簧門型安全孔是通過增減彈簧張力來調節開啟的壓力（lì）。為了保證事故時（shí）門型孔能切實起到安全作用，必（bì）須定期對其進行動作試驗。
安全孔的麵積應該按照粉塵爆炸（zhà）時的O壓力、壓力（lì）增高的速（sù）度以及（jí）箱體的耐壓強（qiáng）度之間的關係來確定，但目前尚無確切的資料。要根據袋式除塵器的形式、結構來確定安全孔麵積的大小、91看片認為對中小型除塵器安全孔與除塵器體積之比為1/10～1/30，對大中型除塵器其比值為1/30～1/60較為合適。遇到困難時，要適當（dāng）參照其他裝置預留安全防爆（bào）孔的（de）實際（jì）確定。
①防爆板 防爆板（bǎn）是（shì）由壓力差驅（qū）動、非自動關閉的緊急泄壓裝置，主要用於管道或除塵設備，使它們避免因超壓（yā）或真空而導致破壞。與安全閥相比，爆破片具（jù）有（yǒu）泄放麵積大、動作靈敏、精度高、耐腐蝕和不容（róng）易堵（dǔ）塞等優點。爆破片可單（dān）獨使用，也可（kě）與安全閥組合使用。
防爆板裝（zhuāng）置由（yóu）爆破片和（hé）夾持器兩部分（fèn）組成，夾持（chí）器由Q235、16Mn或OCr13等材料製成（chéng），其作用是夾緊和保護（hù）防爆板，以保證爆破壓力穩定。防爆板由鋁、鎳、不鏽鋼或石墨等材料製（zhì）成，有不同形狀：拱形防爆（bào）板的凹麵朝（cháo）向（xiàng）受壓側，爆破時發生拉伸或剪切破壞；反拱（gǒng）形（xíng）防爆（bào）板的凸麵朝向（xiàng）受（shòu）壓側，爆破時因失穩突然翻轉被刀刃割破或沿縫槽撕（sī）裂；平麵形防爆板爆破時也發生拉伸或剪切破壞。
除塵器選擇（zé）防爆板的（de）耐壓力應以除塵器工作壓力為依據。因為除（chú）塵器本體（tǐ）耐壓要求8000～18000Pa按設定耐壓要求查（chá）資料確定泄（xiè）爆閥膜破裂壓力（lì）。
②防爆（bào）閥設計 安全防爆閥設計主要有兩（liǎng）種：一種是防爆（bào）板（bǎn）；另（lìng）一種是重錘式防爆閥。前一種破裂後需更換新的板，生產要中斷，遇高負壓（yā）時，易坯且（qiě）不易保溫。後一種較前一種先進一些，在關（guān）閉（bì）狀態靠重錘壓，嚴密性差。上述兩（liǎng）種方法都不宜采用高壓脈衝清灰。為解決嚴密性問（wèn）題，在重錘式肪爆閥上可（kě）設計防爆安全鎖。其特點是：在關閉時，安全門的鎖合主要是通過此鎖（suǒ），在遇爆（bào）炸時可自動打開進行（háng）釋放，其釋（shì）放力(安全（quán）力)又可通過彈簧（huáng）來調整。為了使安全門受力均衡，一般根據安全門（mén）麵（miàn）積需設置4～6個鎖不等。為使防爆門嚴（yán）密不漏風（fēng）可（kě）設計成防爆板與安全鎖的雙重結構。
(4)檢測和消防措施 為（wéi）防範於未然，在除塵係統（tǒng）上（shàng）可（kě）采取必要的消防措（cuò）施。
①消防設施。主（zhǔ）要有水、CO2和惰性滅火劑。對於水泥廠（chǎng）主要采甩、CO2，而鋼廠可采用氮氣。
②溫（wēn）度的檢測。為（wéi）了解除塵器溫度的變化情況，控製著（zhe）火點，一（yī）般在（zài）除塵（chén）器入口（kǒu）處，灰鬥上（shàng）分別裝上若幹溫度計。
③CO的檢測。對於大型除塵設備因（yīn）體積較大，溫度計（jì）的（de）裝設（shè）是很有限的，有時在溫度（dù）計測（cè）點較遠處發生燃燒現（xiàn）象難於（yú）從溫度計上反映出來。可在（zài）除塵（chén）器（qì）出口處裝設一台CO檢測裝（zhuāng）置，以幫（bāng）助檢測，隻要除塵器內（nèi）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（de）報警與除塵（chén）係統控製聯銷，以便及（jí）時停止係統（tǒng）除塵器的（de）運（yùn）行。
(5)設備接地措施 防爆除塵器因運（yùn）行安全（quán）需要常常露（lù）天布置。甚至露天布置在高大的鋼結構上（shàng），根（gēn）據設備接地要求，設備接地避雷成為一項必不可少的措施，但是除塵器一般不設（shè）避雷針。
除塵器所有連接法蘭間均增設傳導性能較好的導體，導體形式可做成卡片式。也可做成（chéng）線條式。線條式（shì）導體見圖。卡片式導體見圖。無論采用哪一種形式導體，連接必須牢固，且需表麵處埋，有一定耐腐蝕功能。否則都將（jiāng）影響設備接地避雷效（xiào）果。
(6)配套部件防（fáng）爆 在除塵器防爆措施中選擇（zé）防爆（bào）部（bù）件是必不可（kě）少的。防爆除塵器忌諱運行工況中（zhōng）的粉塵竄入電氣負載內誘發誘導產生爆炸危險。除塵器（qì）運行時電氣負（fù）載、元件在電流（liú）傳輸接觸時，甚至導通中也（yě）難免產生電擊（jī）火（huǒ）化，放電火花（huā）誘（yòu）導超過極（jí）限濃度的塵源氣體（tǐ）爆炸也是（shì）極易發生的事，電氣負載（zǎi）元件必須全部選用（yòng）防爆型（xíng）部件，杜絕爆炸誘導因素產生。保證設備運行和操作安全。例如，脈衝除塵器的脈衝（chōng）閥、提升（shēng）閥用的電磁（cí）閥都應當用防爆產品（pǐn）。
(7)防止火星混入（rù）措（cuò）施 在（zài）處理木屑鍋爐、稻殼鍋爐（lú）、鋁（lǚ）再生爐和冶煉爐等（děng）廢氣的袋（dài）式除塵器中，爐子（zǐ）中（zhōng）的已燃粉塵有可能隨風管氣流進入箱體（tǐ），而（ér）使堆積（jī）在（zài）濾布上的粉塵著火，造成事故。
為防止火星（xīng）進入袋式除塵器，應采取如下措施。
①設置（zhì）預除塵器和（hé）冷卻管道。圖為設有旋風除（chú）塵器（qì）或惰性除塵（chén）器作為預除塵器，以捕（bǔ）集粗粒粉塵（chén）和火星。用這種方法（fǎ）太細的微粒火（huǒ）星不易捕集，多數情況下微粒粉塵在進入除塵器之前能夠燃盡。在預除塵器之後設置冷卻管道（dào），並控製管內流速，使之盡量低。這是一種比較（jiào）可（kě）靠的技術措施，它可使氣（qì）體在管內有充分的停留時間。
②玲卻噴霧塔。預先直接用（yòng）水噴霧的氣體冷卻法。為保證（zhèng）袋式除塵器內的含塵氣體（tǐ）安（ān）全防火，冷卻用水量是控製供給的。大部分燃燒著的粉塵（chén）一經與微（wēi）細水滴接（jiē）觸即可冷（lěng）卻，但是水滴（dī）卻易氣化，為使尚未與水滴接（jiē）觸的燃燒粉塵能夠冷卻，應有必要的空間和停留時間。
在特殊情況下，采用噴霧塔、冷卻管和預除塵器（qì）等聯合並用，比較徹底地防止火星混入（rù）。
③火星捕集裝置見圖。在管道上安裝火星捕集裝置是一種簡便可行的方法（fǎ）。還有的在火星通過捕集器的瞬間，可（kě）使其發出（chū）電氣（qì）信（xìn）號，進行報警。同（tóng）時，停止操作或（huò）改變氣體回（huí）路等。
火星捕集器設計要求（qiú）如下：
a、火花捕集器用於高溫煙氣中的（de）火花顆粒捕集（jí）時，設備主體（tǐ）材料一（yī）般采（cǎi）用15Mo3或16Mo，對粱、柱和平（píng）台梯子等則采（cǎi）用（yòng）Q235，火花捕集器作為煙（yān）氣預分離器時除旋轉葉片一般采（cǎi）用15Mn外，其他材料可采用Q235；
b、設備（bèi）進出口速度一般在18～25m/s之間；
c、考慮粉塵的分離效果（guǒ）。葉（yè）片應一定的耐磨措施和恰當的旋轉角度；
d、設備結（jié）構（gòu）設計要考慮到高溫引起的設備變形。
(8)控製入口粉塵濃（nóng）度和加入不燃性粉料 袋式除塵（chén）器在運轉過程中，其內部濃（nóng）度分布不可避免地會（huì）使（shǐ）某部位（wèi）處於（yú）爆炸（zhà）界限（xiàn）之內，為了提高安（ān）全性，避開管道內的粉塵爆炸上下限之間（jiān）的濃度。例如，對於氣力輸送和粉碎分級等粉塵收集工作中，從設計時就要注（zhù）意到，使之在超過上限的高濃度下進行運轉（zhuǎn）；在局部收集等情況下，則要在管路中保持粉塵濃度在下限以下的低濃（nóng）度。
利用稀釋法防止火災的一例。在收集（jí）爆（bào）炸性粉塵時，由於設置了吸（xī）塵罩，用空氣稀（xī）釋了粉塵，在管道中濃度遠遠（yuǎn）低於爆炸下限。從係統中間向管道內連續提供不燃性粉（fěn）料，如黏土、膨潤土等，在除塵器內部對（duì）爆炸性粉塵加以稀釋，以便防（fáng）止發生爆炸和火災的（de）危險。
