第一篇：工业除尘器的防爆措施
布袋除尘器的静电问题及防爆措施
1.前言
布袋除尘器的静电问题及防爆措施 王万玉(北京市劳保所) 近年来，粉尘爆炸事故频频发生，引起国内外有关方面的重视.这些事故表明：
(1)可燃性粉尘是固体物质的一种特别危险的状态，其危险程度不亚于气态混台物;
(2)因静电而引爆粉尘的事故占有较大比例;
(3)除尘器在除尘系统中是最危险的区域(如苏联专家把除尘器首爆总结为事故的基本规律).因此对除尘器的静电问题及爆炸防护进行深入的研究越来越重要.本文根据国内外的研究及我们对纺织行业除尘系统静电引爆危险性研究和防爆型布袋除尘器的研制，谈谈自己的看法.
2.除尘系统产生静电的种类及爆炸危害 2.1产生静电的种类
a.摩擦起电.在脒尘系统中的粉尘，由于相互摩擦或与除尘系统中的设备管道以及其它除尘部件的摩擦都能产生静电.
b.碰撞带电.粉尘在输送时，因在运动中相互碰撞或者与管壁、器壁碰撞，这种快速接触和分离导致了静电的转移，从而使粉尘本身，除尘系统都带上了静电。
c.剥离带电.贴附在滤料上的粉尘，一是受到振荡，粉尘从滤料上被剥离F来，引起电荷分离，导致粉尘、滤料带静电.
d.沉降带电.粉尘在空气中由于重力自由沉降时，在沉降路程两端会产生电势差
e.冲流带电.象液体在管道中流动能产生冲流电流和冲流电压一样，粉尘在管道中运行时，也会产生冲流带电.由于粉尘的悬浮性，带电后漂浮在空气中，空气是良好的绝缘体(许多粉尘本身就是高绝缘体)，所以粉尘带电后很难泄漏，一旦静电积累到一定程度时，会发生静电放电，引起爆炸和燃烧.
2.2粉尘爆炸危害
粉尘的危害是多方面的，其中以引起爆炸和火灾是最为严重的危害.漂浮在空气中的可燃性粉尘一旦形成爆炸性尘云，且从某种火源接受了足够能量(大于最小点火能)就会引起爆炸.一旦爆炸，因单位容积里的发热量极大，力学破坏效果也极大.爆炸的粉尘云在爆炸冲击渡作用下飞散至远趾，形成着火的粉尘点，引起其它场所的爆炸或发生火灾，造成二次性破坏，给国家、企业和人民带来巨大的损失.如啥尔滨亚麻厂除尘器首先发生爆炸，膨胀压力将除尘器(包括集尘斗)里的大量粉尘沿进鼠管道和管沟反喷到车间，引起麻尘爆炸及蓬松纤维着火，在短短的7秒多种内毁坏了13000多方米厂房，及J房内生产设备教室词、除尘系统设备，职工伤亡235人，其中死l、电伤65人，轻伤1他人，直接经济攒失选880多万元.粉尘爆炸同时会产生一氧化碳，爆炸物分解出有毒气体，污染环境，影响人体健康
3布袋除尘器的静电问题问题主要有：
首先.粉尘与除尘系统设备管道等相互摩擦和碰撞都会产生大量静电。带电粉尘通过除尘器时贴附于滤料上，由于布袋除尘器采用间歇式清灰方式.带电粉尘的堆积使场强逐渐增强.如果贴附于滤料L的粉垒厚度增大到一定程度，使得粉尘表面电场强度达到空气的介质击穿场强.则在场强最大值区域将出现静电.若此时因某种原因(如清灰)，使得粉尘扬起.且粉尘浓度处于爆炸极限内.则很容易引起粉尘爆炸。粉尘层的极限值(对应于击穿空气放电情况)，主要由粉尘的荷电量及导电性决定，可根据粉尘的荷静电量及电场理论分析得出.这样计算出的粉尘厚度极限值是对应于最坏状况F的计算值，考虑粉尘荷静电的泄漏及电晕放电.若考虑这些因紊，则实际粉尘厚度极限值将大于理论计算值.但粉尘荷静电的泄漏及电晕放电随周围环境(如湿度设备等J变化很大.因此定量评价静电引爆粉尘的危险性及进行爆炸防护时应考虑到最坏的情况.
第二，从滤料上被剥离下来的粉尘带有大量静电.进入集尘斗后，带电粉尘的堆积电使得粉堆表面电场强度逐渐增强.如果粉堆表面电场强度达到空气的介质击穿场强，在场强最大值区域也将出现放电.应用电磁场理论.对粉堆作定量分析.可得出以下二个最令人吃惊的结果：
<1)积粉尘因重力挤压所生的放电很可能发生在粉尘荷质比在3.3x10c/kg以下某一适中的数值;
(2)粗粉尘中混有易引燃的细粉尘时易形成危险的情况.此外.通过理论和实际的检验.证明容器体积越大.流量越高、以及粉尘绝缘性越好.越容易放电.
第三，如果滤料及集尘斗是绝缘的.或者两者是导电性材料制成的，但接地不良.则粉堆表面放电出现之后.放电产生的离于并不能转移到地面，一种符号的离子被嗳向粉堆，另一种符号的离子将被排斥.便在滤料上或集尘斗上出现很高的表面电荷.此时很可能引起刷形放电的传播.如果此时偶然性出现导体靠近带电体表面等情况，就能引起大范的表面空气电离.放电能量可达数焦耳.另外.如果滤料及集尘斗是导电性材料制成，但接地术良.刚两者成为带电的孤立导，由于导体单次放电能量远大于绝缘体单次放JU能量.周此这时比两者都用绝缘材料制成的更危险.在日本.曾因滤料是绝缘的或虽然已织人为除静电用的金属线.但出j接地不良.而发生多起粉尘爆炸事故】.
第四，如果征粉堆表面放置一孤立导体.皿4放电能量迅速增大.若除尘系统人口处末没置金属分离器.则铁丝、铁钉及铁块等金属有可能随粉尘混入粉堆中，此时有可能出现这种放电现象.
从上面分折可看出，布袋除尘器及集尘斗是很危险的区域，老式的布袋除尘器存在些不安全隐患，应尽快研究布袋除尘器的爆炸防护问题，设计出防爆型布袋除尘器.
4.防爆措施
可燃性粉尘爆炸和可燃性气体爆炸有一定的相似性，必须具备以下几个条件
4.1粉尘本身具有爆炸性：
4.2粉尘必须悬浮在空气中并与空气混合达到爆炸浓度： 4.3供氧量充足;
4.4具有形成破坏性压力的封闭结构： 4.5具有引爆火源.
研究和预防粉尘爆炸也必须从上述几个方面人手.下面从控耐爆炸条件，防止爆炸形成及控制爆炸范围，减弱爆炸破坏作用两个方面对布袋除尘器提出一些防爆措施.
<1>贴附于滤料上的粉尘厚度的增加，使得粉尘表面电场强度增加。易出现击穿空气放电.因此应根据理论分析及实际生产状况，设计一合适的清灰周期时间.这有三十方面的好处：第一。粉尘厚度过太影响附尘效率，及时清灰可提高除尘效率;第二，避免因粉尘层厚度过大而出现击穿空气放电;第三，及时清灰，可减小空间粉尘浓度，减少参与爆炸的能量，控制破坏范围.目前。国内外较先进的除尘器(如西德LTG公司生产的TFC园笼除尘器及国产WLC联合除尘机组)都采用连续清灰方式来替代间歇式除尘方式。经测试这种除尘器内粉尘浓度低于粉尘爆炸下限.
<2>用特殊的悬吊装置取代下花板，消灭下花板上的粉尘堆积.
<3>粉堆中粗细尘混杂在一起，爆炸危险性增大.因此，在粉尘通过除尘器进入集尘斗之前，将粉尘分离为几级。然后再进入不同的集尘斗.这样就可将粗细粉尘分开，且减小集尘斗的尺寸，破坏产生静电放电的条件.如果及时将集尘斗中的粉尘压实，不使粉尘形成爆炸性尘云，则更安全.TFC园笼除尘器及WLC’联合除尘机组符合这一要求，已在国内外得到广泛使用。尤其是纺织行业.
<4>为使布袋上的静皂易于中和和泄漏，以及发生放电时，所产生的离子导人大地。避免产生传播型刷型放电，布袋应采用导电性较好的防静电材料制作(如用金属丝纤维、碳纤维等).从实验结果可看出。将导电性纤维从袋的两面按一定要求进行缝纫，比织进去的方法效果显著.同时。为保证接地良好，应设计接地端子.
<5>集尘斗等其他除尘设备应保证接地昆好.
<6>研究表明，滤袋对爆炸参数有影响，装有滤袋的除尘器的爆炸参数比没有滤袋的除尘器的爆炸参数低.这主要是因滤袋把除尘器容积分隔开来，使爆炸只在滤袋下面的空间发展.在这种情况下形成的气体就比粉尘在除尘器整个容积内发生爆炸时所形成的气体要少;当爆炸在除尘器内扩散时，未燃烧的那部分古尘空气被滤袋过滤，并沉积在滤布上，脱离了可能爆炸的状态.因此必须要求滤袋不得有玻损.同时为了防止除尘器内粉尘着火的初期就把滤布烧穿而提高可能爆炸的参数值，应使用耐火或助燃的材料制作滤袋.若除尘器的滤袋采用可燃性材料做成，在计算除尘器泄爆孔的面积上必须考虑除尘器的整个容积.
<7>因为陈尘器以上的空间容积与滤袋以下的容问容积之比越大，除尘器内，能爆炸的参数越低，因此应设法缩小集尘斗的容积.方法之一是研制不用尘斗纳除尘器结构：方法之二是使滤袋伸入尘斗(即加大滤袋长度).
<8>增加古尘空问的湿度(65%以上)有多方面作用.首先，细雾粒可以使尘粒易于沉降，减小形成爆炸性尘云的可能性;其次，湿度的增大使得粉尘引爆能量增大、火焰传播的能力减弱;最后，湿度的增大有利于粉尘所荷静电的泄漏和中和.减小静电引爆的可能性.国内外大的爆炸事故大部分在干燥季节发生即可证明增加湿早防止粉尘爆炸可行的，合理的方法.
<9>设计探测、报警、自动灭火及管道截断等自动舫护系统.除尘器防爆的一种有前途的方法是.在爆炸发生初期，当爆炸压力尚未达到对受保护设备有危险性的数值时，利用自动防护系统进行抑爆.
<10>按照理论分析及实际要求，选择台适的壳体材料.设计防爆泄压安全膜和安全活门，以使除尘器内部的可燃物发生爆炸时，保护除尘器不受损坏.
<11>如果除尘器布置在室内.且改造困难较大，应在泄爆口加接排气和道，以便～旦发生爆炸时将泄爆口流出的未燃尽粉尘和燃烧产物排放到安全地点.但需注意装在除尘器上的排气管道，即使不太长的管道，也会显著提高除尘器内可能爆炸的最大压力.因此设计除尘器壳体的承受医力及泄瀑安全膜和安全话门的动作压力时.必须考虑加接的排气臂道后的影响.
<12>在通风机的吸入管上应安装磁铁分离器或金属捕捉器，以除去混杂在物料、粉尘中的铁丝、铁钉的及铁块等，避免产生撞击火花和摩擦生热引爆粉尘的及本文第3节所述的静电放电能量增大.
参考文献
1.王万玉.《亚麻凝尘静电起电规律及危险性评价研究》，硕士学位论文.1990.7.
2.王万玉、徐博文等，《纤维粉尘静电特性及引爆机理研究》分项报告E12]，北京市劳保
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3.^.R.BlytheandW.Reddish.Elecrostaics，1979，InstituteofPhy~cs，London.1979，107 P.BoschungandM.Glor.J.Electrostaics,8(198o).
5.《静电译丛》(下).天津市物理学会静电专业委员会，1985.
6梁士明、王万玉等，《纤维粉尘静屯特性及引爆机理研究》分项报告C05].北京市劳保
所，19913.
第二篇：粉尘除尘器的防爆设计爆炸预防
可燃粉尘爆炸危险性及预防
一、可燃粉尘爆炸的危害性
提起爆炸，人们总是很自然地想到爆炸物或可燃气体与氧气(或空气)爆炸时震天动地的轰响。殊不知，悬浮在空气中的那些悠悠飘扬的粉尘也会引起威力巨大的爆炸。
粉尘爆炸事故在国内外屡见不鲜。昭和41年，日本横滨饲料厂的玉米粉尘爆炸，引起累积性连锁燃烧，使整个工厂遭到蔓延性重大“天灾”。1921年美国芝加哥一台大型谷类提升机发生粉尘爆炸，其爆炸力将40座每座约装30万吨粮食的仓室，从底座掀起，并移动了152.4毫米，结果6死1伤，经济损失达400万美元。1942年我国本溪煤矿曾发生世界上最大的煤尘爆炸，死亡1549人，重伤246人。1987年3月15日凌晨，我国哈尔滨亚麻纺织厂联合厂梳麻、前纺、准备3个车间，突然发生强大的粉尘爆炸并引起大火，使103万平方米厂房、189(套)设备遭到不同程度的毁坏，直接经济损失881.9万元。事故中死亡58人，重伤数人，轻伤112人。
粉尘为什么会发生爆炸呢?原来是由于悬浮在空气中的可燃粉尘燃烧而形成的高气压所造成的。粉尘是固体物质的微小颗粒。它的表面积与相同重量的块状物质比较要大得多，故容易着火。如果它悬浮在空气中，并达到一定的浓度，便形成爆炸性混合物。一旦遇到火星，就可能引起迅速燃烧—爆炸。爆炸时，气压和气压上升率越高，其爆炸率也就越大。而粉尘的燃烧率又是与粉尘粒子的大小、易燃性和燃烧时所释放出的热量以及粉尘在空气中的浓度等因素有关。
根据科学试验测定，粉尘爆炸的条件有三个。一是烧料。干燥的微细粉尘、浮游粉尘的浓度每立方米达到：煤粉30~40克、铝粉40克、铁粉100克、木粉12.6~25克、小麦粉9.7克、糖10.3克。二是氧气。空气中的氧气含量达到21%。三是热能，即40毫焦尔以上的火源。面粉或饲料等粉尘的起爆温度相当于一张易燃纸的点燃温度。车间内机械装置的轴承或皮带摩擦过热，即可达到引爆的能量。此外，易产生静电的设备未能妥善接地或电气及其配线连接处产生火花，尤其是粉碎机的进料未经筛选，致使铁物混入，产生碰撞性火星，皆可引发粉尘爆炸。
最常见的粉尘爆炸有煤粉、面粉、木粉、糖粉、玉米粉、土豆粉、干奶粉、
铝粉、锌粉、镁粉、硫磺粉等。但只要我们加强防范措施，这类爆炸还是完全可以避免的。如采用有效的通风和除尘措施，严禁吸烟及明火作业。在设备外壳设泄压活门或其他装置，采用爆炸遏制系统等。对有粉尘爆炸危险的厂房，必须严格按照防爆技术等级进行设计，并单独设置通风、排尘系统。要经常湿式打扫车间地面和设备，防止粉尘飞扬和聚集。保证系统要有很好的密闭性，必要时对密闭容器或管道中的可燃性粉尘充入氮气、二氧化碳等气体，以减少氧气的含量，抑制粉尘的爆炸。
二、可燃粉尘爆炸案例分析
1999年2月，美国麻薩诸塞州的某铸造厂发生一起火灾爆炸案。美国职业安全卫生署(OSHA)与州及当地政府对此次事故直行联合調查。联合调查报告指出，火灾起因于未知点火源引燃壳模铸造机(shell molding machine)，再借由灌入铸造造机而形成大量沉积的酚醛树酯粉尘原料蔓延至通风系统的导管。小型的初始爆燃(deflagration)先于导管內发生，并使粉尘在导管外开始沉降。接踵而至的粉尘气云成为了二次爆炸所需的燃料，而二次爆炸的威力足以掀起屋顶并造成墙壁损毁。联合调查报告中所列的事故原因，包括下列缺失项目：①控制粉尘累积方面管理不善;②通风系统设计存在缺陷;③火炉的维护不善;④设备缺乏有效的安全装置。
2003年1月，破坏力极大的火灾爆炸毁坏一家位于北卡罗来纳州以生产合成橡胶制药物传递元件的制药厂，造成6名员工死亡，38名人员受伤，其中包括2名消防队员。美国化学安全与危害调查委员会(U.S. Chemical Safety and Hazard Investigation Board, CSB)，其为独立的联邦机构并负责调查化学品事故，公布最终报告，结论为可燃性聚乙烯粉尘的累积于天花板上而引起爆炸。CSB并没有确定是何种原因引燃初始火灾，或粉尘是如何在隐蔽的天花板空间内散布而产生爆炸性气云。爆炸严重毁损此座工厂，造成附近工厂轻微损害。CSB指出事故原因，包括下列缺失項目：①没有进行危险评估;②对危害认识不足;③工程管理不善。
2003年2月，一家位于肯塔基州的隔音棉制造工厂发生另一件致命粉尘爆炸事故。CSB也对此事故进行调查，其报告指出，可能的点火原因为小火自一个未被注意的火炉蔓延开，而引燃了附近生产线清除作业所产生的粉尘气云，随
后，致死的粉尘爆炸接连发生遍及全厂区。CSB辩识出几个粉尘控制不当、爆炸预防及减缓措施不当的原因：①没有进行危险评估;②对危害认识不足;③维修程序不当;④建筑物设计不合理。
在1970年后期，在具有货梯的谷仓内，发生了一连串破坏力强大的稻谷粉尘爆炸事故，共造成59死49伤。为了回应这些悲惨的事故，OSHA发布了《稻谷货梯为业危害警讯(Grain Elevator Industry Hazard Alert)》提供雇主、员工及其他官员了解稻谷储存及分配的安全卫生危害。
1987年，OSHA公布《稻谷作业设施标准(Grain Handling Facilities standard, 29 CFR 1910.272)》，现今仍然有效。此标准、紧急应变计划(Emergency Action Plan, 29 CFR 1910.38)等其他OSHA标准及新版产业标准等，对降低此产业的爆炸发生及减缓其影响皆扮演了重要角色。稻谷产业案例，可以应用至其他生产或使用可燃性粉尘的产业。
在容器或建筑物内，散布于空气中的金属粉尘亦可能产生爆炸。2003年10月，一家位于印第安纳州的汽车轮胎制造厂发生一起爆炸事故，CSB亦对此事故进行调查。虽然调查报告并未发布，但CSB的新闻稿报导其事故历程类似于先前所述的有机粉尘爆炸事故：在碎片熔融炉附近发生初次爆炸，而铝粉参与了初次爆炸，随后，集尘设备发生二次爆炸。
2月28日下午13:03分，台州经济技术开发区一公司抛光车间第2生产线风道内发生爆炸，造成第2生产线以及相邻的左右两条生产线建筑物的同时跨塌，继而引发火灾。事故共造成1人死亡，3人重伤，以及其他建筑物门窗爆裂、隔墙破坏等财产损失。事故发生后，台州市、台州市经济开发区等领导到现场指导事故抢救和善后工作。台州市安监局组成了事故调查组，并了聘请了有关专家对事故原因进行了深入调查分析。经查，本次事故的经过为：抛光作业中的粉尘(主要是铁粉、铝粉)在风道内积聚，设在风道外的抛光机在抛光作业过程(用砂带抛光铁件)产生火星，并通过排风机吸风口将火星带入积聚粉尘的风道内，首先引起风道内蓄积的残留物燃烧，发生小范围火灾，员工立即停机打开风道门灭火，在使用干粉灭火器灭火失败后，有员工用水直接泼向风道内明火处灭火。在大致确认没有明火后将风道门关闭，随后开机作业，瞬间发生强烈爆炸。直接原因为：员工在初期火灾灭火时使用水介质，直接导致风道内的金属粉尘遇水反应产生易
燃易爆性气体，同时也促使金属粉末自行发热到足以引起局部燃烧，在已有粉尘云存在的情况下，增加了爆炸危险。最后调查确认事故的原因为风道内悬浮粉尘遇火源发生了粉尘爆炸。铁粉铝粉发生爆炸比较罕见，对此类事故的防范意识也相对薄弱。为了加强此类事故的安全预防，杜绝类似事故的发生，台州市安监局深入调查事故原因，对生产工艺类似的企业均提出整改要求：一是应聘请有资质的专业设计单位进行风道的设计和改造，增加引风和除尘措施，消除粉尘积聚隐患。二是机械和电气设备采用火星屏蔽措施。三是粉尘爆炸环境区域内减少同时作业人员。增加与非防爆区域的隔离，避免事故后果扩大。四是加强全体员工的消防知识和安全生产知识培训;加强专用消防器材的配备或保养;建议进行针对性的消防演习。
三、粉尘爆炸的内在原因
处于粉尘状态的物质较之固体状态物质有所不同，尤其是在燃烧特性方面，原来非燃物质可能变为可燃物质，原来是难燃物质可能变成易燃物质，可燃、易燃物可能变为易爆炸物质，而这一变化是由粉尘的特性所决定的。
(一)粉尘的表面自由能
对于任何粉尘粒子来讲，其表面分子与内部分子所处的能量状态是不同的。在粉尘粒子内部的分子，因四面八方均具有同类分子包围着，所受周围分子的引力是对称的，可以相互抵消而受力总和为零，它做分子运动(震动)时不需要消耗功，而靠近粒子表面的分子，由于内部密集的同类分子的引力远大于外部其他分子(念气体分子)对它的引力，所以不能相互抵消，这些力的总和垂直于粉尘表面而指向粉尘内部，亦即表面分子受到内向的拉力，表面上的分子总比内部分子具有更高的能量，这种能量叫做表面自由能。
(二)粉尘的分散度和表面积
所谓粉尘的分散度就是粉尘按不同粒径(直径)分布的一种形式。其中小粒径粉尘越多，我们就称其分散度大，而分散度的大小又决定着粉尘的表面积，其分散度越大，则表面积越大，表面分子越多，导致表面自由能越大。
(三)粉尘的吸附性
其他物质分子在粉尘表面上相对聚集的现象称为粉尘的吸附现象。由于粉尘具有较大的表面及自由能，而物质又具有由高能态向低能态转化的趋势。能态越
低越稳定，所以，它对周围分子尤其是快速移动的气体分子具有吸附性。通过吸附其他分子来降低部分表面自由能。
综上所述，由于粉尘的分散度较大，具有较大的表面积，从而具有较高的表面自由能，使粉尘的状态不稳定，活性增高，在理化性质上表现为粉尘较之原物质具有较小的点火能量和自燃点。(如块状时不能燃烧的铁块，在粉碎成粉尘时，最小点火能量小于100mJ，自燃点小于300℃;煤粉的点火能量小于40mJ)。表面积的增大和吸附特性的存在，使得粉尘与空气中氧分子的接触面增大，增加了反应速度;表面积的增大，还使固体原有的导热能力下降，易使局部温度上升，也有利于反应进行。
同时，粉尘在扩散作用大于重力作用时具有悬浮状态的稳定性，易与空气形成粉尘云。当各种条件具备时，粉尘就会发生爆炸。
四、粉尘爆炸的条件
粉尘的火灾爆炸事故多发生在煤矿、面粉厂、糖厂、纺织厂、硫磺厂、饲料、塑料、金属加工厂及粮库等厂矿企业。这与粉尘爆炸所需条件有关。粉尘爆炸本身是一类特殊的燃烧现象，它也需要可燃物、助燃物和点火源三个条件。
(一)粉尘本身是可燃粉尘。可燃粉尘分有机粉尘和无机粉尘两类。有机粉尘如面粉、木粉、化学纤维粉尘等，基本是可燃的。而无机粉尘包括金属粉尘和一部分矿物性粉尘(如煤、硫等)，也都是可燃粉尘。黄沙和尘土的粉尘也很微小，但由于它们本身不能够燃烧，因此不具危险性。
(二)粉尘必须悬浮在助燃气体(如空气中)，并混合达到粉尘的浓度爆炸极限。粉尘在助燃气体中悬浮是由于粉碎、研磨、输送、通风等机械作用造成的。大粒径的粉尘一般沉降为只有燃烧能力的沉积粉尘，只有小粒径的粉尘才能在助燃气体中悬浮。同时，爆炸粉尘的危险性也用浓度爆炸极限下限来表示，一般是20~60g/m3，低于这个浓度，难以形成持续燃烧，更谈不上爆炸。
(三)有足以引起粉尘爆炸的点火源。粉尘具有较小的自燃点和最小点火能量，只要外界的能量超过最小点火能量(多数在10mJ~100mJ)或温度超过其自燃点(多数在400℃~500℃)，就会爆炸。
当上述三个条件同时满足时，就可能发生粉尘火灾爆炸事故。
需指出的是，粉尘极有可能发生破坏性更大的二次爆炸。当粉尘悬浮于含有
足以维持燃烧的氧气环境中，并有合适的点火源时，可能发生初次爆炸，并引起周围环境的扰动，使那些沉积在地面、设备上的粉尘弥散而形成粉尘云，遇火源形成灾难性的第二次爆炸;另外第一次爆炸后，在粉尘的爆炸点，由于空气受热膨胀，密度变小，迅速形成爆炸点逆流(俗称“返回风”)，遇粉尘云和热能源，也会发生第二次爆炸。
五、粉尘爆炸的预防和火灾扑救措施
由于粉尘爆炸事故扑救极为困难，因此做好预防工作是尤为重要的。主要预防措施有以下几条：
(一)消除粉尘源。采用良好的除尘设施来控制厂房内的粉尘是首要的，可用的措施有封闭设备，通风排尘、抽风排尘或润湿降尘等。除尘设备的风机应装在清洁空气一侧。应注意易燃粉尘不能用电除尘设备，金属粉尘不能用湿式除尘设备。设备启动时应先开除尘设备，后开主机;停机时则正好相反，防止粉尘飞扬。粉尘车间各部位应平滑，尽量避免设置一些其他无关设施(如窗幕、门帘等)。管线等尽量不要穿越粉尘车间，宜在墙内敷设，防止粉尘积聚，另外，在条件允许下，在粉尘车间喷雾状水，在被粉碎的物质中增加水分也能促使粉尘沉降，防止形成粉尘云。在车间内做好清洁工作，及时人工清扫，也是消除粉尘源的好方法。
(二)严格控制点火源。消除点火源是预防粉尘爆炸的最实用、最有效的措施。在常见点火源中，电火花、静电、摩擦火花、明火、高温物体表面、焊接切割火花等是引起粉尘爆炸的主要原因。因此，应对此高度重视。此类场所的电气设备应严格按照《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》进行设计、安装，达到整体防爆要求，尽量不安装或少安装不易产生静电，撞击不产生火花的材料制作，并采取静电接地保护措施。被粉碎的物质必须经过严格筛选、去石和吸铁修理，以免杂质进入粉碎机内产生火花。需要指出的是，近几年因集尘设施粉尘清理不及时，长期运转积热引起的火灾事故屡有发生，这也应引起人们的重视。
(三)采取可靠有效的防护措施。对于较小的粉碎装置，可以增加其强度，并要考虑防止爆炸火焰通过连接处向外传播;为减小爆炸的破坏性可设置泄压装置，如对车间采用轻质屋顶、墙体或增开门窗等。但应注意，泄压装置宜靠近易发生爆炸的部位，不要面向人员集中的场所和主要交通要道;为减少助燃气体含
量，在粉尘与助燃气体混合气中添加惰性气体(如N2)，减少氧含量，也是可行方法之一。(但对有些场所不可能实现，且造价亦高，目前实用价值较小)。也可以采用先进的粉尘爆炸抑制装置，避免事故的发生。另外加强工作人员的安全教育，加大管理力度，及时清扫、检修设备也是必不可少的防护措施。
扑救粉尘爆炸事故的有效灭火剂是水，尤以雾状水为佳。它既可以熄灭燃烧，又可湿润未燃粉尘，驱散和消除悬浮粉尘，降低空气浓度，但忌用直流喷射的水和泡沫，也不宜用有冲击力的干粉、二氧化碳、1211灭火剂，防止沉积粉尘因受冲击而悬浮引起二次爆炸。
对一些金属粉尘(忌水物质)如铝、镁粉等，遇水反应，会使燃烧更剧烈，因此禁止用水扑救。可以用干沙、石灰等(不可冲击);堆积的粉尘如面粉、棉麻粉等，明火熄灭后内部可能还阴燃，也因引起足够重视;对于面积大、距离长的车间的粉尘火灾，要注意采取有效的分割措施，防止火势沿沉积粉尘蔓延或引发连锁爆炸。
总之，随着经济的发展，塑料、有机合成、粉末冶金及粮食加工等工业也不断发展。粉尘的种类和用量急骤增加，加之操作工艺的自动化、连续性，粉尘爆炸的潜在危险性大大增加，预防粉尘爆炸有较高的现实意义。因此在生产过程中要严格执行国家的技术规范和操作规程，落实各项安全规章制度，避免粉尘爆炸事故的发生。
为有效防止粉尘爆炸事故的发生，生产可燃粉尘的工厂或车间的建设和管理及操作，要严格按照国家标准GB 15577-1995《粉尘防爆安全规程》执行。
第三篇：防爆袋式除尘器如何防止粉尘爆炸
1、粉尘爆炸的特点
粉尘爆炸就是悬浮物于空气中的粉尘颗粒与空气中的氧气充分接触，在特定条件下瞬时完成的氧化反应，反应中放出大量热量，进而产生高温、高压的现象。任何粉尘爆炸都必须具备这样三个条件：点火源;可燃细粉尘;粉尘悬浮于空气中且达到爆炸浓度极限范围。
(1)粉尘爆炸要比可燃物质及可燃气体复杂一般地，可燃粉尘悬浮于空气中形成在爆炸浓度范围内的粉尘云，在点火源作用下，与点火源接触的部分粉尘首先被点燃并形成一个小火球。在这个小火球燃烧放出的热量作用下，使得周围临近粉尘被加热、温度升高、着火燃烧现象产生，这样火球就将迅速扩大而形成粉尘爆炸。
粉尘爆炸的难易程度和剧烈程度与粉尘的物理、化学性质以及周围空气条件密切相关。一般地，燃烧热越大、颗粒越细，活性越高的粉尘，发生爆炸的危险性越大;轻的悬浮物可燃物质的爆炸危险性较大;空气中氧气含量高时，粉尘易被燃点，爆炸也较为剧烈。由于水分具有抑制爆炸的作用，所以粉尘和气体越干燥，则发生爆炸的危险性越大。
(2)粉尘爆炸发生之后，往往会产生二次爆炸这是由于在第一次爆炸时，有不少粉尘沉积在一起，其浓度超过了粉尘爆炸的上限浓度值而不能爆炸。但是，当第一次爆炸形成的冲击波或气浪将沉积粉尘重新扬起时，在空中与空气混合，浓度在粉尘爆炸范围内，就可能紧接着产生二次爆炸。第二次爆炸所造成的灾害往往比第一次爆炸要严重得多。
国内某铝品生产厂1963年发生的尘爆炸事故的直接原因是排风机叶轮与吸入口端面摩擦起火引起的。风机吸入口处的虾米弯及裤衩三通气流不畅，容易积尘。特别是停机时更容易滞留粉尘，一旦启动，沉积的粉尘被扬起，很快达到爆炸下限，引起粉尘爆炸。
(3)粉尘爆炸的机理可燃粉尘在空气中燃烧时会释放出能量，井产生大量气体，而释放出能量的快慢即燃烧速度的大小与粉体暴露在空气中的面积有关。因此，对于同一种固体物质的粉体，其粒度越小，比表面积则越大，燃烧扩散就越快。如果这种固体的粒度很细。以至可悬浮起来，一旦有点火源使之引燃，则可在极短的时间内释放出大量的能量。这些能量来不及散逸到周围环境中去，致使该空间内气体受到加热并绝热膨胀，而另一方面粉体燃烧时产生大量的气体，会使体系形成局部高压，以致产生爆炸及传播，这就是通常称作的粉尘爆炸。
(4)粉尘爆炸与燃烧的区别大块的固体可燃物的燃烧是以近于平行层向内部推进，例如煤的燃烧等。这种燃烧能量的释放比较缓慢。所产生的热量和气体可以迅速逸散。可燃性粉尘的堆状燃烧，在通风良好的情况下形成明火燃烧，而在通风不好的情况下。可形成无烟或焰的隐燃。
可燃粉尘燃烧时有几个阶段：第一阶段，表面粉也被加热;第二阶段，表面层气化，溢出挥发分;第三阶段，挥发分发生气相燃烧。
超细粉体发生爆炸也是一个较为复杂的过程，由于粉尘云的尺度一般较小，而火焰传播速度较快，每秒几百米，因此在粉尘中心发生火源点火，在不到0.1s的时间内就可燃遍整个粉尘云。在此过程中，如果粉尘已燃尽，则会生成最高的压强;若未燃尽，则生成较低的压强。可燃粒子是否能燃完，取决于粒子的尺寸和燃烧深度。
(5)可燃粉尘分类粉体按其可燃性可划分为两类：一类为可燃;一类为非可燃。可燃粉体的分类方法和标准在不同的国家有所不同。
美国将可燃粉体划为Ⅱ级危险品，同时又将其中的金属粉、含碳粉尘、谷物粉尘列入不同的组。美国制定的分类方法是按被测粉体在标准试验装置内发生粉尘爆炸时所得升压速度来进行分类，并划分为三个等级。我国目前尚未见到关于可燃粉尘分类的现成标准。
2、粉尘浓度和颗粒对爆炸的影响
(1)粉尘浓度可燃粉尘爆炸也存在粉尘浓度的上下限。该值受点火能量、氧浓度、粉体粒度、粉体品种、水分等多种因素的影响。采用简化公式，可估算出爆炸极限，一般而言粉尘爆炸下限浓度为20～60g/m3，上限介于2～6kg/m3。上限受到多种因素的影响，其值不如下限易确定，通常也不易达到上限的浓度。所以，下限值更重要、更有用。
从物理意义上讲，粉尘浓度上下限值反映了粒子间距离对粒子燃烧火焰传播的影响，若粒子间距离达到使燃烧火焰不能延伸至相邻粒子时，则燃烧就不能继续进行(传播)，爆炸也就不会发生;此时粉尘浓度即低于爆炸的下限浓度值。若粒子间的距离过小，粒子间氧不足以提供充分燃烧条件，也就不能形成爆炸，此时粒子浓度即高于上限值。
(2)粉体粒度可燃物粉体颗粒大于400um(微米)时，所形成的粉尘云不再具有可爆性。但对于超细粉体当其粒度在10um(微米)以下时则具有较大的危险性。应引起注意的是，有时即使粉体的平均粒度大于400um，(微米)但其中往往也含有较细的粉体，这少部分的粉体也具备爆炸性。
虽然粉体的粒度对爆炸性能影响的规律性并不强，但粉体的尺寸越小，其比表面就越大，燃烧就越快，压强升高速度随之呈线性增加。在一定条件下最大压强变化不大，因为这是取决于燃烧时发出的总能量，而与释放能量的速度并无明显的关系。
3、粉尘爆炸的技术措施
燃烧反应需要有可燃物质和氧气，还需要有一定能量的点火源。对于粉尘爆炸来说应具备三个要素：点火源;可燃细粉尘;粉尘悬浮于空气中，形成在爆炸浓度范围内的粉尘云。这三个要素同时存在才会发生爆炸。因此，只要消除其中一条件即可防止爆炸的发生。在袋式除尘器中常采用以下技术措施。
(1)防爆的结构设计措施本体结构的特殊设计中，为防止除尘器内部构件可燃粉尘的积灰，所有梁、分隔板等应设置防尘板，而防尘板斜度应小于70度。灰斗的溜角大于70度，为防止因两斗壁间夹角太小而积灰，两相邻侧板应焊上溜料板，消除粉尘的沉积，考虑到由于操作不正常和粉尘湿度大时出现灰斗结露堵寒，设计灰斗时，在灰斗壁板上对高温除尘器增加蒸汽管保温或管状电加热器。为防止灰斗蓬料，每个灰斗还需设置仓臂振动器或空气炮。
1台除尘器少则2～3个灰斗，多则5～8个，在使用时会产生风量不均引起的偏斜，各灰斗内煤粉量不均，H后边的灰量大。
为解决风量不均匀问题在结构可以采取以下措施：①在风道斜隔板上加挡风板，如图5—168所示。挡板的尺寸需根据等风量和等风压原理确定;②再考虑到现场的实际情况的变化，在提升阀杆与阀板之间采用可调，使出口高h为变化值，以进一步修正;③在进风支管设风量调节阀，设备运行后对各箱室风量进行调节。使各箱室风量差别控制在5%以内。
(2)采用防静电滤袋在除尘器内部，由于高浓度粉尘随在流动过程中互相摩擦，粉尘与滤布也有相互摩擦都能产生静电，静电的积集会产生火花而引起燃烧。对于脉冲清灰方式，滤袋用涤纶针刺毡，为消除涤纶针刺毡易产生静电不足，滤袋布料中中纺入导电的金属丝或碳纤维，在安装滤袋时，滤袋通过钢骨架和多孔板相连，经过壳体连入车间接地网。对于反吹风清灰的滤袋，已开发出MP922等多种防静电产品。使用效果都很好。
(3)设置安全孔(阀)为将爆炸局限于袋式除尘器内部而不向其他方面扩展，设置安全孔和必不可少的消火设备，实为重要。设置安全孔的目的不是让安全孔防止发生爆炸，而是用它限制爆炸范围和减少爆炸次数。大多数处理爆炸性粉尘的除尘器都是在设置安全孔条件下进行运转的。正因为这样，安全孔的设计应保证万一出现爆炸事故，能切实起到作用;平时要加强对安全孔的维护管理。
破裂板型安全孔是用普通薄金属板制成。因为袋式除尘器箱体承受不住很大压力，所以设计破裂板的强度时应使该板在更低的压力下即被破坏。有时由于箱体长期受压使铝板产生疲劳变形以致发生破裂现象，即使这是正常的也不允许更换高强度的厚板。
弹簧门型安全孔是通过增减弹簧张力来调节开启的压力。为了保证事故时门型孔能切实起到安全作用，必须定期对其进行动作试验。
安全孔的面积应该按照粉尘爆炸时的最大压力、压力增高的速度以及箱体的耐压强度之间的关系来确定，但目前尚无确切的资料。要根据袋式除尘器的形式、结构来确定安全孔面积的大小、我们认为对中小型除尘器安全孔与除尘器体积之比为1/10～1/30，对大中型除尘器其比值为1/30～1/60较为合适。遇到困难时，要适当参照其他装置预留安全防爆孔的实际确定。
①防爆板防爆板是由压力差驱动、非自动关闭的紧急泄压装置，主要用于管道或除尘设备，使它们避免因超压或真空而导致破坏。与安全阀相比，爆破片具有泄放面积大、动作灵敏、精度高、耐腐蚀和不容易堵塞等优点。爆破片可单独使用，也可与安全阀组合使用。
防爆板装置由爆破片和夹持器两部分组成，夹持器由Q2
35、16Mn或OCr13等材料制成，其作用是夹紧和保护防爆板，以保证爆破压力稳定。防爆板由铝、镍、不锈钢或石墨等材料制成，有不同形状：拱形防爆板的凹面朝向受压侧，爆破时发生拉伸或剪切破坏;反拱形防爆板的凸面朝向受压侧，爆破时因失稳突然翻转被刀刃割破或沿缝槽撕裂;平面形防爆板爆破时也发生拉伸或剪切破坏。
除尘器选择防爆板的耐压力应以除尘器工作压力为依据。因为除尘器本体耐压要求8000～18000Pa按设定耐压要求查资料确定泄爆阀膜破裂压力。
②防爆阀设计安全防爆阀设计主要有两种：一种是防爆板;另一种是重锤式防爆阀。前一种破裂后需更换新的板，生产要中断，遇高负压时，易坯且不易保温。后一种较前一种先进一些，在关闭状态靠重锤压，严密性差。上述两种方法都不宜采用高压脉冲清灰。为解决严密性问题，在重锤式肪爆阀上可设计防爆安全锁。其特点是：在关闭时，安全门的锁合主要是通过此锁，在遇爆炸时可自动打开进行释放，其释放力(安全力)又可通过弹簧来调整。为了使安全门受力均衡，一般根据安全门面积需设置4～6个锁不等。为使防爆门严密不漏风可设计成防爆板与安全锁的双重结构。
(4)检测和消防措施为防范于未然，在除尘系统上可采取必要的消防措施。
①消防设施。主要有水、CO2和惰性灭火剂。对于水泥厂主要采甩、CO2，而钢厂可采用氮气。
②温度的检测。为了解除尘器温度的变化情况，控制着火点，一般在除尘器入口处，灰斗上分别装上若干温度计。
③CO的检测。对于大型除尘设备因体积较大，温度计的装设是很有限的，有时在温度计测点较远处发生燃烧现象难于从温度计上反映出来。可在除尘器出口处装设一台CO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CO便会升高，此时把CO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。
(5)设备接地措施防爆除尘器因运行安全需要常常露天布置。甚至露天布置在高大的钢结构上，根据设备接地要求，设备接地避雷成为一项必不可少的措施，但是除尘器一般不设避雷针。
除尘器所有连接法兰间均增设传导性能较好的导体，导体形式可做成卡片式。也可做成线条式。线条式导体见图。卡片式导体见图。无论采用哪一种形式导体，连接必须牢固，且需表面处埋，有一定耐腐蚀功能。否则都将影响设备接地避雷效果。 (6)配套部件防爆在除尘器防爆措施中选择防爆部件是必不可少的。防爆除尘器忌讳运行工况中的粉尘窜入电气负载内诱发诱导产生爆炸危险。除尘器运行时电气负载、元件在电流传输接触时，甚至导通中也难免产生电击火化，放电火花诱导超过极限浓度的尘源气体爆炸也是极易发生的事，电气负载元件必须全部选用防爆型部件，杜绝爆炸诱导因素产生。保证设备运行和操作安全。例如，脉冲除尘器的脉冲阀、提升阀用的电磁阀都应当用防爆产品。
(7)防止火星混入措施在处理木屑锅炉、稻壳锅炉、铝再生炉和冶炼炉等废气的袋式除尘器中，炉子中的已燃粉尘有可能随风管气流进入箱体，而使堆积在滤布上的粉尘着火，造成事故。
为防止火星进入袋式除尘器，应采取如下措施：
①设置预除尘器和冷却管道。图为设有旋风除尘器或惰性除尘器作为预除尘器，以捕集粗粒粉尘和火星。用这种方法太细的微粒火星不易捕集，多数情况下微粒粉尘在进入除尘器之前能够燃尽。在预除尘器之后设置冷却管道，并控制管内流速，使之尽量低。这是一种比较可靠的技术措施，它可使气体在管内有充分的停留时间。
②玲却喷雾塔。预先直接用水喷雾的气体冷却法。为保证袋式除尘器内的含尘气体安全防火，冷却用水量是控制供给的。大部分燃烧着的粉尘一经与微细水滴接触即可冷却，但是水滴却易气化，为使尚未与水滴接触的燃烧粉尘能够冷却，应有必要的空间和停留时间。
在特殊情况下，采用喷雾塔、冷却管和预除尘器等联合并用，比较彻底地防止火星混入。
③火星捕集装置见图。在管道上安装火星捕集装置是一种简便可行的方法。还有的在火星通过捕集器的瞬间，可使其发出电气信号，进行报警。同时，停止操作或改变气体回路等。
火星捕集器设计要求如下：
a、火花捕集器用于高温烟气中的火花颗粒捕集时，设备主体材料一般采用15Mo3或16Mo，对粱、柱和平台梯子等则采用Q235，火花捕集器作为烟气预分离器时除旋转叶片一般采用15Mn外，其他材料可采用Q235;
b、设备进出口速度一般在18～25m/s之间;
c、考虑粉尘的分离效果。叶片应一定的耐磨措施和恰当的旋转角度;
d、设备结构设计要考虑到高温引起的设备变形。
(8)控制入口粉尘浓度和加入不燃性粉料袋式除尘器在运转过程中，其内部浓度分布不可避免地会使某部位处于爆炸界限之内，为了提高安全性，避开管道内的粉尘爆炸上下限之间的浓度。例如，对于气力输送和粉碎分级等粉尘收集工作中，从设计时就要注意到，使之在超过上限的高浓度下进行运转;在局部收集等情况下，则要在管路中保持粉尘浓度在下限以下的低浓度。
利用稀释法防止火灾的一例。在收集爆炸性粉尘时，由于设置了吸尘罩，用空气稀释了粉尘，在管道中浓度远远低于爆炸下限。从系统中间向管道内连续提供不燃性粉料，如黏土、膨润土等，在除尘器内部对爆炸性粉尘加以稀释，以便防止发生爆炸和火灾的危险。
第四篇：综述论文：复合多管除尘器在工业炉窑净化中的应用
复合多管旋风除尘技术在工业炉窑烟气净化中的应用
沈恒根 (东华大学环境科学与工程学院，上海延安西路1882号，邮编 200051)
摘要 利用惯性沉降-旋风器组合除尘设计复合多管除尘器。其中把多管组合旋风器进气空间设计为惯性沉降除尘空间;采用多进口回转通道结构设计的新型旋风器具有高效低阻性能。给出了燃煤电厂锅炉、水泥回转窑、轧钢加热炉、工业锅炉、铁合金炉烟气除尘中的实际应用结果。
关键词
复合多管除尘器，多进口旋风器，惯性沉降，工业炉窑烟气净化
1 引言
燃煤、煅烧、冶炼过程产生大量的含尘烟气需要净化，以往的烟气除尘器有相当部分采用的是旋风除尘器(后简称旋风器)。但是，随着国家环境保护法规日趋严格，对除尘技术的要求越来越高。早期投入使用的旋风器有相当一些不能达到国家标准要求，需要进行技术改造。
为了适应已有的管理经验和国家标准要求，需对旋风器性能进行深度研究，要求进一步达到低阻高效。因此，提出了惯性沉降-多进口旋风器组合成一体的复合多管除尘技术。 2 现有技术改进的核心问题 (A) 单体
在CZT型、XCZ型、XCY型高效旋风器研究基础上，提出了新型低阻高效的带回转通道的多进口旋风器单体，试验研究表明(B) 组合
多筒组合时，双筒、四筒采用分支并联方式，对于五～八筒组合采用环状分支并联方式。
多管组合一般比多筒组合处理气体量大。针对工业炉窑的除尘器改造应用实际，设计提出了具有惯性沉降和高效旋风器两级除尘一体的单元模块，针对处理气体量比较大时(数十万m/h)进行组合使用。 (C) 防磨损
影响旋风器使用寿命的最大危险来自颗粒物的冲蚀磨损。一般来讲，磨损受粉尘负荷、粒度、比重、硬度、运动速度增加而加大，随旋风器材料硬度增加而减小。
采用前置惯性沉降除尘可以降低浓度、减少粗颗粒进入旋风器。
防磨损措施可以采用钢板加内衬(如矾土骨料层、铸石板)或采用耐磨材料(耐磨铸铁、硌钼合金铸件、石英或刚玉陶瓷)制做。对于耐久性、可靠性要求高的场合，推荐采用硌钼合金铸造旋风器。
旋风器单体下部排灰不畅不仅造成除尘失效，同时加剧旋风器磨损。相关影响因素有：系统风量的变化幅度(特别是低负荷状态)、旋风器单体斜置角度(旋风子斜置角度一般应大于粉尘流动角与旋风子半锥角之和)、烟气湿度、灰斗密封性、排灰方式等。 3 多进口旋风器性能试验研究 3.1 冷态性能试验测定
试验粉尘选用燃煤飞灰尘样(质量中位径8.46μm，几何标准差2.15，真密度为1958 kg/m)。
改变进口通道长度(通道回转角度β表示，β大则通道长)、进口个数进行对比测定，结果汇总见表1。由表中数据可见，采用多进口可以降低阻力和提高除尘效率。
对双进口120°φ260mm的旋风子实验分级效率为
ηI= 1.0-exp[-0.909898dp常温。
3.2 热态性能试验测定
采用双进口旋风器设计成复合多管单元模块在电厂锅炉烟气除尘系统上进行工业性热态试验(进尘质量中位径26.0μm，真密度2080 kg/m)。除尘器单元进气位置采用上进口和侧进口两种方式。测
30.77647
33
3[2][3]
[1]，采用多进口将有效改变旋风器内流场气流偏心;采用进气回转通道结构，
[4]改变进入旋风器的颗粒浓度分布，使短路流量携固相颗粒排放量减少。
] 测定工况：旋风器进尘为惯性沉降收尘后排尘，进口速度18.4m/s，除尘效率93.30%，阻力1700Pa，定结果见表2。结果可见：进气方式不同、进气负荷不同除尘效率均可达到90%以上，尤其是上进气工况1除尘效率达到95.02%。在烟气量波动时惯性沉降空间和旋风器之间除尘效率有互补特点，使设备除尘效率稳定。
表1 冷态性能试验对比结果
──────────────────────────────────
进口形式 单 进 口 双进口 三进口 四进口
通道角度 β 30° 90° 120° 180° 120° 90° 90°
──────────────────────────────────
阻力系数 ζo 6.700 7.063 7.144 7.665 4.875 4.223 4.862 除尘效率η% 87.81 93.32 94.52 94.01 95.17 93.62 92.94 阻力增加率 % 0 5.42 6.62 14.42 -27.24 -36.97 -27.43
排尘降低率 % 0 45.20 55.05 50.86 60.38 47.66 42.08
──────────────────────────────────
表2 热态性能测定结果
──────────────────────────────────────── 测试工况 侧 进 侧 出 上 进 侧 出
测定序号 1 2 3 4 1 2 3 4 5 ────────────────────────────────────────
进烟气量 m/h 10724 10521 7610 7651 11020 10933 10914 7621 7356
进尘浓度 g/Nm 13.11 12.76 11.13 11.50 17.04 17.18 17.18 17.18 17.33
排尘浓度mg/Nm 978 961 968 950 848 1000 1132 1233 1472
除尘效率 % 92.47 92.42 91.23 91.96 95.02 94.18 93.41 92.82 91.44 阻 力 Pa 1060 1060 500 500 1163 1111 1062 763 567
3 33 ────────────────────────────────── 4应用实例 4.1 电厂锅炉除尘 (A) 液态排渣锅炉
宝鸡发电厂共有液态排渣锅炉4台，其中1#、2#炉额定蒸汽负荷为115 t/h，3#、4#炉为200 t/h 。主要燃用铜川煤，燃煤灰份含量30%左右。由于球磨机制煤粉细(R90为10%);炉膛液态排渣率35%;尾部过热器和竖向烟道惯性捕集粗烟尘10～15%等原因，从炉尾排出的飞灰比较细(质量中位径17.20μm，几何标准偏差3.45，真密度2661kg/m)。 原有除尘系统设计采用Φ630×100多管旋风除尘器(1#、2#炉各为单组;3#、4#炉各为双组)，除尘效率在50～70%。
经过1995～1998四个年度，依次进行1#、3#、4#、2#炉的除尘器改造，经改造的四台锅炉除尘器有关测试结果见表3，除尘效率91.15～93.34%，除尘器阻力(含除尘器两端测点截面内的管件阻力，下同)1000Pa左右。 (B) 固态排渣电厂锅炉
50MW以下燃煤电厂锅炉多数为固态排渣炉，锅炉除尘器除部分采用湿式除尘器外，大多采用旋风除尘器(轴向进气ф256旋风子多管组合、XLPф900旋风器多筒组合)。采用复合多管除尘器技术改造后测试结果见表4，除尘效率达到92.75～95.75%。 4.2 轧钢加热炉
轧钢燃煤粉连续加热炉是中小钢铁厂的主要污染源之一，由于排放烟气温度波动幅度大，烟气温度可以达到500℃，使一些高效除尘设备不能使用。西安钢铁厂3座加热炉(台时产量1#炉为30t/h、
2、3#炉均为16t/h)原采用颗粒层除尘器，由于烟气温度过高，造成除尘器清灰系统失效，致使除尘器无法工作。采用复合多管除尘器完成3台加热炉改造。1#炉改造测试结果见表5，除尘效率为91.23 %，阻力1000Pa。
3 表3 宝鸡发电厂液态排渣锅炉除尘器改造后测试结果
─────────────────────────────────── 参 数 1# 2# 3# 4# ───────────────────────────────────
额定容量 t/h 115 115 200 200 烟气流量 m/h 194351 211889 398448 384877 烟气温度 ℃ 156 182 165 147 除尘效率 % 92.76 91.52 91.15 93.34 除尘器阻力 Pa 931 850 1110 920 ─────────────────────────────────── 3 表4 固态排渣锅炉除尘器改造后测试结果
────────────────────────────────────────
测 试 户县热电厂 灞桥热电厂 略阳发电厂 渭河发电厂
参 数 2# 3# 4# 5# 7# 3# 2# ──────────────────────────────────────── 额定容量 t/h 175 175 75 75 75 200 200 烟气流量 m/h 343908 316671 173787 191372 221646 476228 430377 烟气温度 ℃ 155 152 169 156 158 165 145 除尘效率 % 94.02 92.75 94.40 93.40 94.50 95.75 93.6
3除尘器阻力 Pa 950 1000 1050 800 1050 1050 970 ──────────────────────────────────────── 3表5 轧钢燃煤粉连续加热炉除尘测试结果
────────────────────────────────────────────────
处理烟气量 烟气温度 除尘器阻力 进口浓度 出口浓度 除尘效率 收尘真密度 收尘质量中位径
────────────────────────────────────────────────
33
3 45000m/h 350℃ 1000Pa 2204mg/m 193mg/m 91.23 % 1958kg/m 8.65μm
────────────────────────────────────────────────
表6 带料浆蒸发器的湿法回转窑预除尘测试结果
───────────────────────────────────────────
处理烟气量 烟气温度 除尘器阻力 进口浓度 除尘效率 收尘真密度 收尘质量中位径 ─────────────────────────────────────────── 220000m/h 250℃ 850Pa 73.16g/Nm 94.60% 2586kg/m 18.2μm ───────────────────────────────────────────
3
3
3 4.3 水泥回转窑预除尘洛阳水泥厂3#炉为带料浆蒸发器的湿法回转窑，台时产量17t/h，窑规格为φ3.5/4.0×69m，原除尘系统为2×Φ2800旋风器--50m立式电除尘器，由于旋风器效率过低(28.3%)，造成除尘效率急剧下降。改用复合多管除尘器替换原旋风器，测试结果见表6，收尘效率 94.60%，阻力860Pa。 4.4 链条炉排工业锅炉
在陕西钢厂新建集中供热工业锅炉房(4台6t/h链条热水锅炉)和西安建筑科技大学4t/h链条锅炉除尘器改造(替换XZD/G-4)上使用复合多管除尘器，测试结果见表7，烟尘排放浓度均低于100mg/Nm。 4.5 铁合金炉
硅铁冶炼过程中产生烟气中含有大量的容积密度小的微细烟尘(接近60%的烟尘粒径小于2μ成分SiO2)，该烟尘回收后是绝好的保温材料。采用复合多管除尘器进行干法回收，同时可以保障后级布袋除尘器或湿式除尘器运行可靠性和安全性。设计的复合多管除尘器测试结果见表8，除尘效率达到70%
3
2左右。
表7 链条炉排工业锅炉除尘器改造后测试结果
────────────────────────────────────────
锅炉铭牌 DZL2.8-1.0/1.5/70-AⅡ SZL4.2-0.7/95/70-AⅡ
1# 2# 3# 4# ──────────────────────────────────────── 相当锅炉蒸发量 t/h 4 6 6 6 6 排放浓度 mg/ Nm
84.3 96.4 98.1 83.1 78.4 ──────────────────────────────────────── 3表8 铁合金炉回收粉尘测试结果
──────────────────────────────────────────── 额定容量 KVA 烟气流量m/h 烟气温度 ℃ 进口浓度mg/Nm 除尘效率 % 阻力Pa
3
3 1800 19847(低悬罩) 141 8554 80.41 4500 73349(高悬罩) 120 8142 62.13 1000
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5 结语
(1)通过理论研究和大量的试验研究工作，提出了惯性沉降除尘和多进口旋风子两级一体的新型高效复合多管除尘器。在燃煤电厂锅炉等工业炉窑烟气除尘工程应用表明，该除尘器技术性能优越，为工业炉窑除尘器改造提供了投资少、除尘达标的实用技术。是一种适合国情需要的新型高效除尘设备。
(2)通过分离机理研究、流场测定研究和模型试验研究，提出了带回转通道的新型高效多进口旋风器单体。该旋风器与其它同类旋风器不同，通过回转进气通道改变进入旋风子内腔含尘浓度分布，减少了短路流携尘量;采用多进口，改变单进口旋风器气流轴不对称。使用结果表明，具有低阻高效性能。
(3)所设计的惯性沉降空间不仅保证了旋风器配气，而且对粗尘粒具有良好的除尘性能，这对减少旋风子磨损、提高多管除尘器长期可靠运行十分重要。
参 考 文 献
[1] 沈恒根，叶龙：单元组合式复合多管除尘器(93209986.6).实用新型.国家专利局.1994年6月8日. [2] 沈恒根，刁永发，党义荣，许晋源：多进口旋风分离器单体性能的试验研究.环境工程1998年No4.
[3] 沈恒根，党义荣，刁永发，许晋源：双进口旋风分离器流场的实验研究.西安建筑科技大学学报1997年No3. [4] 沉恒根，张玮：旋风分离器进口回转信道气尘分离模型.西安建筑科技大学学报1998年No1.
第五篇：煤粉制备系统的防火防爆安全措施
2009-12-29 09:23:45 作者：yj0102 来源： 浏览次数：10 网友评论 0 条
煤粉比煤块更容易燃烧。煤粉是煤的微小颗粒，它的表面积与同量的煤块比较要大得多，与空气接触后比煤块更易氧化，也容易自燃。
一、煤粉的燃烧特性
1.煤粉比煤块更容易燃烧。煤粉是煤的微小颗粒，它的表面积与同量的煤块比较要大得多，与空气接触后比煤块更易氧化，也容易自燃。
2.煤粉悬浮在空气中，达到一定的[wiki]爆炸[/wiki]极限，就形成爆炸性混合物。各种煤粉尘的爆炸极限，据煤炭部门测定，下限最低的为45g/m3，上限最高的可达2000g/m3，这个幅度相当大，爆炸的强度在300—400s/m3时为最高。达到爆炸极限的煤粉，无论在封闭的空间如煤粉制备系统内，或在敞开的空间如锅炉房内，遇到明火，都会引起爆炸燃烧。
3.在封闭的煤粉制备系统内，当煤粉燃烧时，压力迅速提高，将造成整个系统的破坏，并使火焰外喷，烧伤人员，烧坏其他设备。
二、煤粉制备的防火要求 1.设置防爆阀和防爆门
1)在煤粉系统的管道上应设防爆阀，以便在发生爆炸时;管道内的气体压力通过防爆阀排气中，不致于形成更严重的爆炸事故。
2)在煤粉制备的煤粉仓、分离器、旋风器等设备上，应分别设置防爆门。防爆门的面积应按设备的容积比值计算，一般取0.04m2/m3，但不得小于90cm2。防爆片上应采用薄铁皮，厚度不得大于0.5mm。防爆片上应划有十字形刻痕，有刻痕的一面应朝外安装。防爆门的框架应有一定的强度，并牢固、密封，性能须达到设计要求。
3)防爆阀、防爆门爆破后，应立即停车，并清除火源，查明原因。待防爆阀(门)修复后，方能重新起动设备。
4)在煤粉制备系统的煤粉仓、分离器、旋风器等重点部位加装温度监控器，随时监测各部位的温度有无异常，防止煤粉因高温引起自燃爆炸。
2.管道和设备
1)为了防止和减少煤粉在管道内积聚，煤粉系统管道的敷设，除通往燃烧器的一段外，不得有水平的区段;呈袋囊形区段尤应禁止。
2)煤粉系统的支管尽头，不得设置两个或两个以上的收集煤粉的集管，一般只宜设置一个。
3)煤粉制备系统的机械设备应有连锁装置，并应保持良好，当设备发生事故时，能及时自动停车。
4)煤粉制备系统的场所，电气设备应符合防爆要求。
5)除无烟煤制粉系统外，磨煤机和煤粉仓都应设置氮气或二氧化碳灭火设备。
6)严格控制煤粉仓内的存量，严禁过量储存煤粉。同时注意煤粉在仓内贮存时间不宜过长。
3.检查、清扫和禁火
1)煤粉制备系统的设备和管道应每班进行检查，以便及时发现和消除漏风、漏煤的隐患。
2)煤粉制备系统的设备和管道的外表，应定期进行清扫，防止粉尘聚集。
3)煤粉制备系统的蒸汽灭火装置，应经常进行检查，防止使用时不能投入。
4)在煤粉制备系统和场所内严禁动火。由于工作需要必须动火的，应严格执行《动火审批制度》，动火作业前必须办理《动火许可证》，采取切实有效的防范措施后方可作业，并且在作业现场设置专人监护。
三、煤粉系统发生燃烧爆炸时的扑救
1.迅速通知主控人员，关闭磨煤机入口热风门，必要时停止磨煤机的运行。
2.向发生故障处通入氮气或二氧化碳灭火剂灭火。
3.如磨煤机出口处有火星，可采取加大给煤的办法，关闭热风门，熄灭后，再停止磨煤机，并小心地把堆煤清除干净。
4.如煤仓着火，应迅速停止向仓内进粉。同时用氮气或二氧化碳灭火剂进行灭火，必要时可利用水对起火设备外壳进行冷却降温，但禁止用水直接扑救