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除塵器粉塵濃度和顆粒對爆炸的影響
⑴粉塵濃度可燃粉塵爆炸也存在粉塵濃度的上下限。該值受點火能量、氧濃度、粉體粒度、粉體品種、水分等多種因素的影響。采用簡化公式,可估算出爆炸極限,一般而言粉塵爆炸下限濃度為20~60g/m3,上限介于2~6kg/m3。上限受到多種因素的影響,其值不如下限易確定,通常也不易達到上限的濃度。所以,下限值更重要、更有用。
⑵粉體粒度可燃物粉體顆粒大于400um時,所形成的粉塵云不再具有可爆性。但對于超細粉體當其粒度在10um以下時則具有較大的危險性。應(yīng)引起注意的是,有時即使粉體的平均粒度大于400um,但其中往往也含有較細的粉體,這少部分的粉體也具備爆炸性。
3、粉塵爆炸的技術(shù)措施。燃燒反應(yīng)需要有可燃物質(zhì)和氧氣,還需要有一定能量的點火源。對于粉塵爆炸來說應(yīng)具備三個要素:點火源;可燃細粉塵;粉塵懸浮于空氣中,形成在爆炸濃度范圍內(nèi)的粉塵云。這三個要素同時存在才會發(fā)生爆炸。因此,只要消除其中一條件即可防止爆炸的發(fā)生。在袋式除塵器中常采用以下技術(shù)措施。
⑴防爆的結(jié)構(gòu)設(shè)計措施本體結(jié)構(gòu)的特殊設(shè)計中,為防止除塵器內(nèi)部構(gòu)件可燃粉塵的積灰,所有梁、分隔板等應(yīng)設(shè)置防塵板,而防塵板斜度應(yīng)小于70度;叶返牧锝谴笥70度,為防止因兩斗壁間夾角太小而積灰,兩相鄰側(cè)板應(yīng)焊上溜料板,消除粉塵的沉積,考慮到由于操作不正常和粉塵濕度大時出現(xiàn)灰斗結(jié)露堵寒,設(shè)計灰斗時,在灰斗壁板上對高溫除塵器增加蒸汽管保溫或管狀電加熱器。為防止灰斗蓬料,每個灰斗還需設(shè)置倉臂振動器或空氣炮。
⑵采用防靜電濾袋在除塵器內(nèi)部,由于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(chǎn)生火花而引起燃燒。對于脈沖清灰方式,濾袋用滌綸針刺氈,為消除滌綸針刺氈易產(chǎn)生靜電不足,濾袋布料中中紡入導(dǎo)電的金屬絲或碳纖維,在安裝濾袋時,濾袋通過鋼骨架和多孔板相連,經(jīng)過殼體連入車間接地網(wǎng)。對于反吹風(fēng)清灰的濾袋,已開發(fā)出MP922等多種防靜電產(chǎn)品。使用效果都很好。
⑶設(shè)置安全孔(閥)為將爆炸局限于袋式除塵器內(nèi)部而不向其他方面擴展,設(shè)置安全孔和必不可少的消火設(shè)備,實為重要。設(shè)置安全孔的目的不是讓安全孔防止發(fā)生爆炸,而是用它限制爆炸范圍和減少爆炸次數(shù)。大多數(shù)處理爆炸性粉塵的除塵器都是在設(shè)置安全孔條件下進行運轉(zhuǎn)的。正因為這樣,安全孔的設(shè)計應(yīng)保證萬一出現(xiàn)爆炸事故,能切實起到作用;平時要加強對安全孔的維護管理。
①防爆板防爆板是由壓力差驅(qū)動、非自動關(guān)閉的緊急泄壓裝置,主要用于管道或除塵設(shè)備,使它們避免因超壓或真空而導(dǎo)致破壞。與安全閥相比,爆破片具有泄放面積大、動作靈敏、精度高、耐腐蝕和不容易堵塞等優(yōu)點。爆破片可單獨使用,也可與安全閥組合使用。
②防爆閥設(shè)計安全防爆閥設(shè)計主要有兩種:一種是防爆板;另一種是重錘式防爆閥。前一種破裂后需更換新的板,生產(chǎn)要中斷,遇高負壓時,易坯且不易保溫。后一種較前一種先進一些,在關(guān)閉狀態(tài)靠重錘壓,嚴密性差。上述兩種方法都不宜采用高壓脈沖清灰。為解決嚴密性問題,在重錘式肪爆閥上可設(shè)計防爆安全鎖。其特點是:在關(guān)閉時,安全門的鎖合主要是通過此鎖,在遇爆炸時可自動打開進行釋放,其釋放力(安全力)又可通過彈簧來調(diào)整。為了使安全門受力均衡,一般根據(jù)安全門面積需設(shè)置4~6個鎖不等。為使防爆門嚴密不漏風(fēng)可設(shè)計成防爆板與安全鎖的雙重結(jié)構(gòu)。
⑷檢測和消防措施為防范于未然,在除塵系統(tǒng)上可采取必要的消防措施。
①消防設(shè)施。主要有水、CO2和惰性滅火劑。對于水泥廠主要采甩、CO2,而鋼廠可采用氮氣。
②溫度的檢測。為了解除塵器溫度的變化情況,控制著火點,一般在除塵器入口處,灰斗上分別裝上若干溫度計。
③CO的檢測。對于大型除塵設(shè)備因體積較大,溫度計的裝設(shè)是很有限的,有時在溫度計測點較遠處發(fā)生燃燒現(xiàn)象難于從溫度計上反映出來?稍诔龎m器出口處裝設(shè)一臺CO檢測裝置,以幫助檢測,只要除塵器內(nèi)任何地方發(fā)生燃燒現(xiàn)象,煙氣中的CO便會升高,此時把CO濃度升高的報警與除塵系統(tǒng)控制聯(lián)銷,以便及時停止系統(tǒng)除塵器的運行。
⑸設(shè)備接地措施防爆除塵器因運行安全需要常常露天布置。甚至露天布置在高大的鋼結(jié)構(gòu)上,根據(jù)設(shè)備接地要求,設(shè)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。
⑹配套部件防爆在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載內(nèi)誘發(fā)誘導(dǎo)產(chǎn)生爆炸危險。除塵器運行時電氣負載、元件在電流傳輸接觸時,甚至導(dǎo)通中也難免產(chǎn)生電擊火化,放電火花誘導(dǎo)超過極限濃度的塵源氣體爆炸也是極易發(fā)生的事,電氣負載元件必須全部選用防爆型部件,杜絕爆炸誘導(dǎo)因素產(chǎn)生。保證設(shè)備運行和操作安全。例如,脈沖除塵器的脈沖閥、提升閥用的電磁閥都應(yīng)當用防爆產(chǎn)品。
⑺防止火星混入措施在處理木屑鍋爐、稻殼鍋爐、鋁再生爐和冶煉爐等廢氣的袋式除塵器中,爐子中的已燃粉塵有可能隨風(fēng)管氣流進入箱體,而使堆積在濾布上的粉塵著火,造成事故。
為防止火星進入袋式除塵器,應(yīng)采取如下措施:
①設(shè)置預(yù)除塵器和冷卻管道。圖為設(shè)有旋風(fēng)除塵器或惰性除塵器作為預(yù)除塵器,以捕集粗粒粉塵和火星。用這種方法太細的微粒火星不易捕集,多數(shù)情況下微粒粉塵在進入除塵器之前能夠燃盡。在預(yù)除塵器之后設(shè)置冷卻管道,并控制管內(nèi)流速,使之盡量低。這是一種比較可靠的技術(shù)措施,它可使氣體在管內(nèi)有充分的停留時間。
②冷卻噴霧塔。預(yù)先直接用水噴霧的氣體冷卻法。為保證袋式除塵器內(nèi)的含塵氣體安全防火,冷卻用水量是控制供給的。大部分燃燒著的粉塵一經(jīng)與微細水滴接觸即可冷卻,但是水滴卻易氣化,為使尚未與水滴接觸的燃燒粉塵能夠冷卻,應(yīng)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(yù)除塵器等聯(lián)合并用,比較徹底地防止火星混入。
③火星捕集裝置見圖。在管道上安裝火星捕集裝置是一種簡便可行的方法。還有的在火星通過捕集器的瞬間,可使其發(fā)出電氣信號,進行報警。同時,停止操作或改變氣體回路等。
⑻控制入口粉塵濃度和加入不燃性粉料袋式除塵器在運轉(zhuǎn)過程中,其內(nèi)部濃度分布不可避免地會使某部位處于爆炸界限之內(nèi),為了提高安全性,避開管道內(nèi)的粉塵爆炸上下限之間的濃度。例如,對于氣力輸送和粉碎分級等粉塵收集工作中,從設(shè)計時就要注意到,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度。