除尘器的防火防爆预防及技术应用

什么是粉尘防爆

   什么是粉尘防暴，就是粉尘在爆炸极限范围内，遇到热源（明火或温度），火焰瞬间传播于整个混合粉尘空间，化学反应速度极快，同时释放大量的热，形成很高的温度和很大的压力，系统的能量转化为机械功以及光和热的辐射，具有很强的破坏力。

   凡是呈细粉状态的固体物质均称为粉尘。能燃烧和爆炸的粉尘叫做可燃粉尘；浮在空气中的粉尘叫悬浮粉尘；沉降在固体壁面上的粉尘叫沉积粉尘。现已发现以下七类物质的粉尘具有爆炸性：金属（如镁粉、铝粉）；煤炭；粮食（如小麦、淀粉）；饲料（如血粉、鱼粉）；农副产品（如棉花、烟草）；林产品（如纸粉、木粉）；合成材料（如塑料、染料）。某些厂矿生产过程中产生的粉尘，特别是一些有机物加工中产生的粉尘，在某些特定条件下会发生爆炸燃烧事故。国内外的研究成果表明，这些条件一般有三种：（1）可燃性粉尘以适当的浓度在空气中悬浮，形成人们常说的粉尘云；（2）有充足的空气和氧化剂；（3）有火源或者强烈振动与摩擦。通常认为，易爆粉尘只要满足条件（1）和条件（2），就意味着具备了可能发生事故的苗头。

爆炸过程

　　粉尘的爆炸可视为由以下三步发展形成的：******步是悬浮的粉尘在热源作用下迅速地干馏或气化而产生出可燃气体；第二步是可燃气体与空气混合而燃烧；第三步是粉尘燃烧放出的热量，以热传导和火焰辐射的方式传给附近悬浮的或被吹扬起来的粉尘，这些粉尘受热汽化后使燃烧循环地进行下去。随着每个循环的逐次进行，其反应速度逐渐加快，通过剧烈的燃烧，朂后形成爆炸。这种爆炸反应以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸压力等将持续加快和升高，并呈跳跃式的发展。

主要危害

（1）具有极强的破坏性。粉尘爆炸涉及的范围很广，煤炭、化工、医药加工、木材加工、粮食和饲料加工等部门都时有发生。如1952—1979年间，日本发生各类粉尘爆炸事故209起，伤亡共546人，其中以粉碎制粉工程和吸尘分离工程较突出，各为46起。联邦德国1965—1980年发生各类粉尘爆炸事故768起，其中较严重的是木粉及木制品粉尘和粮食饲料爆炸事故，分别占32%和25%。近几年来，我国每年发生粉尘爆炸的频率为：局部爆炸150-300次系统爆炸1-3次，且呈增长趋势。我国发生的这些粉尘爆炸尤其是系统爆炸，造成了严重损失，仅1987年哈尔滨亚麻厂的亚麻尘爆炸事故，死亡58人，轻重伤177人，直接经济损失882万元。

（2）容易产生二次爆炸。******次爆炸气浪把沉积在设备或地面上的粉尘吹扬起来，在爆炸后的短时间内爆炸中心区会形成负压，周围的新鲜空气便由外向内填补进来，形成所谓的“返回风”，与扬起的粉尘混合，在******次爆炸的余火引燃下引起第二次爆炸。二次爆炸时，粉尘浓度一般比一次爆炸时高得多，故二次爆炸威力比******次要大得多。例如，某硫磺粉厂，磨碎机内部发生爆炸，爆炸波沿气体管道从磨碎机扩散到旋风分离器，在旋风分离器发生了二次爆炸，爆炸波通过爆炸后在旋风分离器上产生的裂口传播到车间中，扬起了沉降在建筑物和工艺设备上的硫磺粉尘，又发生了爆炸。（3）能产生有毒气体。一种是一氧化碳；另一种是爆炸物(如塑料)自身分解的毒性气体。毒气的产生往往造成爆炸过后的大量人畜中毒伤亡，必须充分重视。

除尘器的防火防爆预防

除尘器存在的风险

•除尘器被广泛应用于现代各种工业生产中，处理 的粉尘包括有机粉尘、矿物质粉尘和金属粉尘等;

•在大多数情况下，粉尘都是可燃性粉尘，当悬浮 的粉尘，达到爆炸浓度下限，与空气接触，遇到 点火源时就会发生爆炸的风险；

•切断点火源是关键！

除尘器点火源的来源

>外部输入点火源-从处理粉尘的设备带入，即使琐碎的火 花没有足够的能量点燃粉尘云，但是当火花进入粉尘层， 会引起粉尘的自燃，朂终导致粉尘爆炸的产生。

>另外一个频繁引起爆炸的是静电，经过气动运输，粉尘会 带有大量的电荷。如果滤袋不是防静电并且很好的接地， 会导致很危险的放电；

>在除尘器内部不可避免的有死角，如果清理的不够，粉尘 很容易沉积在那里，导致自燃的产生；除尘器防火保护措施

•主要是消除着火源，有以下措施：

•措施1:静电保护采用防静电滤袋，除尘器电 接地，做好消除静电措施；

•措施2：火花探测熄灭系统在除尘器入口管道上

安装火花探测器和喷淋装置，探测从上游管道带 来的火花，并及时喷淋，消灭火花；喷淋装置主 要有水、CO2和惰性灭火剂。木工除尘主要用水， 水泥厂主要采用CO2,而钢厂可采用氮气；

除尘器防火保护措施

•措施3除尘器内温度的检测为了解除尘器温度的变化情

况，控制着火点，防止除尘器内粉尘自燃，可在除尘器入 口处、灰斗上分别装上温度探测器(Heat Detector)，当除

尘器内温度达到设定值时，启动安装在除尘器上的喷淋装 置，防止除尘器内着火；

•措施4 CO的检测对于大型除尘设备因体积较大，温度 探测器的安装有限，有时在温度探测器探测点较远处发生 燃烧现象难于从温度探测器上反映出来。可在除尘器出口 管道上安装C0检测装置，以帮助检测，只要除尘器内任何 地方发生燃烧现象，烟气中的C0便会升高，此时把C0浓

度升高的报警与除尘系统控制联销，以便及时停止系统除 尘器的运行。

除尘器的防爆保护
措施1:泄爆+隔离技术
泄爆：通过安装在除尘器上的泄爆板来泄放粉尘爆炸 产生的超压，泄爆板的泄爆面积由除尘器的容积大小、 粉尘的Kst值、Pstat值、Pred值等参数通过计算来确定;
隔离：有机械隔离和化学隔离两种；安装在入口或出 口管道上，机械隔离包括快速关闭爆炸隔离阀和 Ventex隔爆阀等；化学隔离釆用化学抑爆剂来隔离。
尘器的防爆保护
•措施2:抑爆+隔离
>抑爆：在除尘器主体设备上安装抑爆装置；
>隔离：
•1)产品入口管道Product Inlet，釆用隔离是必须的，可釆用快速 关闭爆炸隔离阀、单向隔离阀或化学隔离；
•2)空气出口 Air Outlet:因主体设备釆用了抑爆，爆炸被抑制，则 空气出口不需要隔离；如釆用泄爆，干净空气排放到安全的区
±域，空气出口侧也不需隔离，、俱如果不是排放到安全区域，空
气出口侧需要隔离。如干净空气要排回车间，需安装Ventex隔 爆阀或换向阀Diverter Valve，防止爆炸产生的火焰传播到车尚。
•3)产品出口 Product Outlet:如果产品出口侧有旋转阀Rotary valve
或总是有大量的物料可以阻止火焰的传播，则不需额外的保护 措方也。
除尘器的防爆保护
各种保护措施和技术组合使用：
•火花探测熄灭系统+泄爆+隔离；
•火化探测媳灭系统+抑爆+隔离；
•火花探测熄灭系统+无焰泄放+隔离；