[技术解析]干式除尘系统的防火、防爆

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[技术解析]干式除尘系统的防火、防爆

2024-01-12 13:41| 来源: 网络整理| 查看: 265

二、除尘系统中起火爆炸的原因

为了防止粉尘污染和粉尘爆炸,采用除尘系统及时排出工作环境中的粉尘,降低车间内的粉尘浓度是必要的手段。但对于可燃性粉尘来说,除尘设备也必须采取防火、防爆措施,否则一旦使用不当也会造成爆炸起火事故。除尘系统发生爆炸、起火的原因主要是满足了条件(1)和条件(2)。因为一般除尘器都是吸入空气后再排出,故除尘系统内氧气供给充足。据调查,能引起除尘系统起火可能性的主要为静电火花、自燃发火、冲击摩擦和明火。其中静电火花是由于除尘器尼龙滤布带电、管路带电造成的。自燃发火是由于捕集下来的粉尘在布袋或灰斗内缓慢进行氧化反应而积蓄下的氧化热造成的。冲击摩擦一般认为是除尘系统吸入的铁片碰撞,或者是检修清扫过程中用锤头振落附着在灰斗或袋室内的粉尘时因碰撞而产生的火星。明火是由于检修时气焊火焰及电焊火花产生的。二、除尘系统各部位的防爆措施

粉尘爆炸事故多发生在破碎机、粉磨机、筛分机、干燥机、加料机和贮料仓等部位。在除尘系统中,粉尘入口处的吸尘罩内一般不会发生爆炸事故,因为粉尘浓度在这里仅为0.1~10g/m∧3,这个数值是安全的。但吸尘罩可以将作为火源的火花吸入,故要引起注意。例如砂轮机工作时会产生大量的火花,如果和其他设备(可燃性粉尘发生源)共用一台除尘器就非常危险,应该采取隔离措施。

除尘设备的风管发生爆炸的实例较多,这是因为粉尘在管内沉积,当受到某种冲击时,可燃性粉尘再次飞扬,在瞬间形成高浓度粉尘云,若遇上火源,很容易爆炸。粉尘在风管内沉积的主要原因,是输送风速太小或有漏风现象。所以为防止发生爆炸,可燃性粉尘的除尘管路应尽可能短些,并要求同一系统的除尘器所担负的产尘设备(生产加工中能形成粉尘的产尘源)最多不超过四台。对于系统中的弯头,变径管等,在设计时应使弯头曲率半径在管道直径D的1.5倍以上,变径管的展开角在15度以下,以减少阻力。据国外经验,若可燃性粉尘的粒径小于15μm,其沉降速度在0.1m/s左右时,管内的风速应该是沉降速度的100~200倍。当粉尘浓度增大时,输送风速也应相应地加大。在袋室和灰斗处应安装便于检修和清扫的活动门,当联接处采用插入止口联接时,应精心施工,使管内基本看不出缝隙或衬垫,没有阻挡粉尘的现象和漏气现象。对于除尘器来说,灰斗部分是工作条件最为恶劣的地方,也最容易产生起火爆炸。因为吸入风管的粉尘有一部分直接落入灰斗,大部分在滤袋中被过滤。粉尘在滤袋表面形成层后,靠重力自行脱落或被喷吹、振打后脱落,这时就有可能产生高浓度粉尘云,或者在灰斗内的加强筋上及钢板焊缝上堆积起来。如果由于某种原因造成粉尘二次飞扬,条件适宜,又遇上火源,将是非常危险的。

因此,对于产尘源(加工设备)和除尘系统的防火、防爆措施,首先是要清除火源。对于机械摩擦、撞击产生的火花,需采取措施将火星除掉,并在吸尘罩口安装适当的金属网,以防止铁片、螺钉等物被吸入与管道碰撞产生火花引起燃烧。

防止静电火花是一个重要问题,特别是对于处理有可燃性粉尘的除尘设备,应将除尘系统的除尘器、管道、风机等设施联接起来接地处理。也可采用防静电滤布或将除尘器的袋子用铁夹子夹牢后接地。

对于金属粉尘,如铅、锌、氧化亚铁、锆等,在除尘系统的灰斗中堆积时发生的缓慢氧化反应,以及塑料合成树脂、橡胶等仍保持着制品加工时的摩擦热的粉尘,应采取连续排灰的方法,勿使灰斗内积存过多的粉尘,并要经常观察灰斗及袋室内的温度,或安装温度传感器,以便随时控制装置内的温度,防止积蓄热诱发火灾引起爆炸。

生产车间的含油雾和含可燃性气体的通风排风设施,绝对不能与可燃性粉尘的除尘系统或有机溶剂作业的通风设备相联接或共用风机。特别是炼铁高炉用的袋式除尘器,尽管整个系统都有相应的防爆、防火措施,但在高炉休风时仍要严格防止煤气爆炸。为此在高炉无蒸汽的情况下,必须迅速打开煤气系统所有的放散阀及清灰阀,与箱体外大气串通,以便在很短时间内将煤气驱出除尘器。对于原则上不能分开的通风系统,除考虑以上措施外,在除尘器运转、停机前后,还应清除整个除尘系统中的残余气体。

三、除尘系统中的防灭火措施

除尘系统在采取上述措施后虽能防止发生爆炸事故,但在除尘器内局部仍有可能出现起火燃烧现象,这一点也是不能忽视的。如处理可燃性粉尘的袋式除尘器在进行烟气除尘或煤气净化过程中,当烟气冷却装置、喷雾嘴等出现故障时,滤布就可能被高温烟气烧坏,甚至造成火灾。干式除尘设备一般采用以下防灭火措施。

1.在室外设备的大型除尘装置,如果发现有着火现象需关闭除尘器风机时,为防止烟气经管道倒灌入车间,应在关闭防火阀或风量开关后,再关掉风机。电除尘及袋式除尘器的过滤部分通常是密封结构,没有特殊情况,滤袋的燃烧不会向其他部位蔓延。对设立在室内的小型除尘装置,遇到袋室起火冒烟情况则应立即关闭风机。

2.堆集在灰斗内的粉尘一旦着火,可用灭火器扑灭,然后将其内部的粉尘排出。排出的粉尘要认真处理,防止死灰复燃并要注意在清除过程中避免出现爆燃事故。灰斗或袋室清理干净后再换上新滤袋。

3.灭火后,为了防止袋室内缺氧及一氧化碳中毒,人员进入前应进行充分的通风换气,待确认安全后方可进入查看、操作。

4.治理可燃性、摩擦性强的粉尘时,原则上风机应设在袋式除尘器后。若放在前面,粉尘附着在风机叶片上,受潮后粘结形成结垢层会使叶轮失去平衡,导致运转时偏心扭矩过大轴承发热、振动或折断叶片,撞坏机壳,产生火花,成为粉尘的着火源。为了避免这种事故,可加装振动开关,当风机出现异常时自动控制风机关闭。

四、设置除尘设备的注意事项

干式除尘方式与湿式除尘方式相比,粉尘的回收和利用较为方便,不需考虑冬季的防冻措施和污水处理问题,且造价和运行费用都较低。特别是袋式除尘器,已广泛应用于各个工业部门的烟气、粉尘治理中。但对于治理可燃性粉尘的除尘系统和建筑物的设计及施工中应注意以下几点。

1.除尘器与其他生产设备应保持适当的安全距离,四周设置耐压壁。

2.有易燃粉尘的车间建筑物应采用防火结构,与其他车间的联接处应设防火门、百叶窗以及排气孔,以便驱散爆炸气体。

3.在含有易燃易爆气体的车间内设置的除尘器,一般要设计防爆孔。孔的尺寸应为袋室面积的5~6%或相对袋室容积的0.16m2/m3。

4.建筑物的换气次数和通风口的比例按防止粉尘爆炸的要求来设计。

5.要防止可燃性粉尘泄漏飘散,车间内的房梁、支架、顶棚等处不能有粉尘堆集。

五、结语

自1885年意大利发生第一次粉尘大爆炸后,世界工业发达国家对这一问题进行了大量研究。特别是日本,由于国土狭小,工业企业密集,为谋求工业的发展与保护生态环境的平衡,制订了许多规范、标准,特别是有关粉尘爆炸、消防技术的研究论著很多,并采取了越来越严密的防范措施。我国自建国以来曾发生过天津的铝粉爆炸、广州的面粉爆炸、济南的镁粉爆炸等,但人们并没有对此引起高度的重视和采取有效的防范措施与宣传教育,至今还没有一部防止粉尘爆炸的规范和设计标准,相当多的工厂只知道粉尘影响健康,职工上班要戴口罩,而对粉尘可能引起的爆炸和安全防范措施却一无所知。同时,也缺乏对除尘设备的维护管理和定期检查,致使一些高效除尘设备达不到预想效果,存在着易燃粉尘爆炸的隐患。今后如果加强这方面的研究和监测,认真采取防范措施,相信粉尘的爆炸、燃烧事故是完全可以避免的。

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