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布袋除塵器的防爆措施及靜電問題

發(fā)布時間:2017-02-13 14:58:57

布袋除塵器在運行過程中因產(chǎn)生靜電放電,致使布袋除塵器中的可燃性粉塵發(fā)生爆炸,針對爆炸原因、爆炸機理及特點,提出相應的防曝措施。

粉塵在三種條件下就會發(fā)生爆炸,即粉塵本身具有可燃性,粉塵必須懸浮在空氣中并與空氣混合到爆炸濃度,有足以引起粉塵爆炸的火源。當前兩個條件出現(xiàn)時,就會引起除塵系統(tǒng)發(fā)生爆炸、起火。因為一般除塵器都是吸入空氣后再排出,故除塵系統(tǒng)內(nèi)氧氣供給充足。據(jù)調(diào)查,能引起除塵系統(tǒng)起火可能性的主要為靜電火花、自燃發(fā)火、沖擊摩擦和明火。而因靜電引爆粉塵爆炸所占事故比例較大。故在此討論布袋除塵器的靜電問題及防爆措施。

1.布袋除塵器中產(chǎn)生靜電問題

2.1除塵設(shè)備中的粉塵,通過管道時與管壁等相互磨擦和碰撞都會產(chǎn)生大量靜電。粉塵帶電后通過除塵器時附著在過濾器上,由于布袋除塵器采用了間歇式清灰方式,也就導致帶電粉塵的堆積使電場強度逐漸增強。如果附著在過濾器上的粉塵厚度達到某種程度時,會使得粉塵表面電場強度達到空氣的介質(zhì)擊穿場強,則在場強大值區(qū)域?qū)⒊霈F(xiàn)靜電放電現(xiàn)象,若此時使得粉塵揚起(如清灰),且粉塵濃度達到爆炸極限,則很容易引起粉塵爆炸。

2.2帶有大量靜電的粉塵從過濾器通過,進入集塵斗后,帶電粉塵越堆積也使得粉堆表面電場強度逐漸增強。如果粉堆表面電場強度達到空氣的介質(zhì)擊穿場強,在場強大值區(qū)域也將出現(xiàn)放電。

2.3如果過濾器和集塵斗是絕緣的,或者都是導電性材料制成的,如接地不良,則粉堆表面放電出現(xiàn)之后,放電產(chǎn)生的離子并不能轉(zhuǎn)移到地面,一種符號的離子被吸向粉堆,另一種符號的離子被排斥,在濾料上或集塵斗上出現(xiàn)很高的表面電荷,此時很可能引起刷形放電的傳播,如果此時偶然性出現(xiàn)導體靠近帶電體表面等情況,就能引起大范圍的表面空氣電離,放電能量可達數(shù)焦耳。

此外,如果濾料及集塵斗是導電性材料制成的,但接地不良,則兩者成為帶電孤立導體,導體單次放電能量遠大于絕緣體單次放電能量,因此這時比兩者都用絕緣材料制成的更危險。

2.4如果放置一孤立導體在粉堆表面,導致迅速增大放電能量,若除塵系統(tǒng)入口處未設(shè)置金屬分離器,則可能隨粉塵混入粉堆中鐵制品等金屬,此時有可能出現(xiàn)放電現(xiàn)象。

2.粉塵爆炸機理及特點

粉塵的爆炸可視為由以下三步發(fā)展形成的:比較好步是懸浮的粉塵在熱源作用下迅速地干餾或氣化而產(chǎn)生出可燃氣體;第二步是可燃氣體與空氣混合而燃燒;第三步是粉塵燃燒放出的熱量,以熱傳導和火焰輻射的方式傳給附近懸浮的或被吹揚起來的粉塵,這些粉塵受熱汽化后使燃燒循環(huán)地進行下去。隨著每個循環(huán)的逐次進行,其反應速度逐漸加快,通過劇烈的燃燒,后形成爆炸。

這種爆炸反應以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸壓力等將持續(xù)加快和升高,并呈跳躍式的發(fā)展。

可燃粉塵一旦發(fā)生爆炸,會顯示出如下特點

1.1發(fā)生頻率高,破壞性強。

1.2容易產(chǎn)生二次爆炸。

1.3爆炸產(chǎn)物容易是不完全燃燒產(chǎn)物,與一般氣體的爆炸相比,由于粉塵中可燃物的量相對較多,粉塵爆炸時燃燒的分解的氣體產(chǎn)物,灰分是來不及燃燒的。

1.4爆炸會產(chǎn)生有毒氣體。一種是一氧化碳;另一種是爆炸物(如塑料)自身分解的毒性氣體。

3.防爆措施

燃燒反應需要有可燃物質(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,只要消除其中任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。

3.1防止形成在爆炸濃度范圍內(nèi)的粉塵云

首先: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、分隔板等應設(shè)置防塵板,而防塵板斜度應小于70度。灰斗的溜角大于70度,為防止因兩斗壁間夾角太小而積灰,兩相鄰側(cè)板應焊上溜料板,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。

其次:設(shè)計合適的清灰周期時間。這有三個方面的好處:比較好。粉塵厚度過太影響附塵效率,及時清灰可提高除塵效率;第二,避免因粉塵層厚度過大而出現(xiàn)擊穿空氣放電;第三,及時清灰,可減小空間粉塵濃度,減少參與爆炸的能量,控制破壞范圍。采用連續(xù)清灰方式來替代間歇式除塵方式。

3.2消除點火源(靜電放電)

布袋除塵器為使布袋上的靜電易于中和和泄漏,以及發(fā)生放電時,所產(chǎn)生的離子導入大地。避免產(chǎn)生傳播型刷型放電,布袋應采用導電性較好的防靜電材料制作。同時,為保證接地良好,應設(shè)計接地端子。集塵斗等其他除塵設(shè)備應保證接地良好。

3.3其他措施

(1)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。安全孔的設(shè)計應保證萬一出現(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。

(2)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設(shè)置消防設(shè)施。主要有水、CO2和惰性滅火劑。

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。可在除塵器出口處裝設(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。

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(3)增加粉塵空間的濕度(65%以上)。首先,細霧粒可以使塵粒易于沉降,減小形成爆炸性塵云的可能性;其次,濕度的增大使得粉塵引爆能量增大、火焰?zhèn)鞑サ哪芰p弱;后,濕度的增大有利于粉塵所荷靜電的泄漏和中和,減小靜電引爆的可能性。在工藝條件許可的情況下,可將易于帶電的非導體附近和周圍環(huán)境的相對濕度指向到65%以上,從而使帶靜電物體的電阻率明顯降低。

當空氣濕度在72%~75%時,靜電電壓基本測不出來。因為空氣濕度在65%~70%以上時,物體表面往往會形成一層極薄的木膜,水膜能溶解空氣中的二氧化碳,使表面電阻率大大降低,靜電就不容易積聚。

(4)在通風機的吸入管上應安裝磁鐵分離器或金屬捕捉器,以除去混雜在物料、粉塵中的鐵絲、鐵釘?shù)募拌F塊等。

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