布袋除塵器的防爆措施及靜電問題

布袋除塵器在運(yùn)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(jī)理及特點(diǎn)，提出相應(yīng)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(dāng)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?yàn)橐话愠龎m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(dǎo)致帶電粉塵的堆積使電場強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。如果附著在過濾器上的粉塵厚度達(dá)到某種程度時，會使得粉塵表面電場強(qiáng)度達(dá)到空氣的介質(zhì)擊穿場強(qiáng)，則在場強(qiáng) 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(yáng)起(如清灰)，且粉塵濃度達(dá)到爆炸 ，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(jìn)入集塵斗后，帶電粉塵越堆積也使得粉堆表面電場強(qiáng)度逐漸增強(qiáng)。如果粉堆表面電場強(qiáng)度達(dá)到空氣的介質(zhì)擊穿場強(qiáng)，在場強(qiáng) 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(dǎo)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(dǎo)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(dá)數(shù)焦耳。

此外，如果濾料及集塵斗是導(dǎo)電性材料制成的，但接地不良，則兩者成為帶電孤立導(dǎo)體，導(dǎo)體單次放電能量遠(yuǎn)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(dǎo)體在粉堆表面，導(dǎo)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(jī)理及特點(diǎn)

粉塵的爆炸可視為由以下三步發(fā)展形成的： 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?xì)怏w；第二步是可燃?xì)怏w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(dǎo)和火焰輻射的方式傳給附近懸浮的或被吹揚(yáng)起來的粉塵，這些粉塵受熱汽化后使燃燒循環(huán)地進(jìn)行下去。隨著每個循環(huán)的逐次進(jìn)行，其反應(yīng)速度逐漸加快，通過劇烈的燃燒， 后形成爆炸。

這種爆炸反應(yīng)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(diǎn)

1.1發(fā)生頻率高，破壞性強(qiáng)。

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(yīng)需要有可燃物質(zhì)和氧氣，還需要有一定能量的點(diǎn)火源。對于粉塵爆炸來說應(yīng)具備三個要素：點(diǎn)火源；可燃細(xì)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(yīng)設(shè)置防塵板，而防塵板斜度應(yīng)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(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。

其次：設(shè)計合適的清灰周期時間。這有三個方面的好處： 。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(diǎn)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(dǎo)入大地。避免產(chǎn)生傳播型刷型放電，布袋應(yīng)采用導(dǎo)電性較好的防靜電材料制作。同時，為保證接地良好，應(yīng)設(shè)計接地端子。集塵斗等其他除塵設(shè)備應(yīng)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(kuò)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(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)的。安全孔的設(shè)計應(yīng)保證萬一出現(xiàn)爆炸事故，能切實(shí)起到作用；平時要加強(qiáng)對安全孔的維護(hù)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(diǎn)，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(diǎn)較遠(yuǎn)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(yùn)行。

雙層布袋機(jī)械反吹除塵器

(3)增加粉塵空間的濕度(65％以上)。首先，細(xì)霧?？梢允箟m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(dǎo)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(dāng)空氣濕度在72％～75％時，靜電電壓基本測不出來。因?yàn)榭諝鉂穸仍?5％～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(fēng)機(jī)的吸入管上應(yīng)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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