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爆炸性粉尘环境用除尘系统常见的防爆安全隐患
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爆炸性粉尘环境用除尘系统常见的防爆安全隐患

作者:广州崇景环保    发布时间:2019-04-11 16:05  来源:www.juan358.com

0引言

近年来,由于人们对粉尘防爆的认识不足,重视不够,导致国内存在爆炸性粉尘环境的金属制品加工、木材加工、粮食加工储存等行业粉尘爆炸事故发生多起,造成严重的人员伤亡和财产损失。粉尘爆炸的五要素包括:可燃性粉尘、可燃性粉尘云、引燃源、助燃物、受限空间。除尘系统可以有效地控制可燃性粉尘和粉尘云的扩散,降低作业场所内的粉尘浓度,减少作业场所粉尘沉积,降低爆炸危险区域的区域等级、缩小危险区域的范围,降低发生粉尘爆炸的风险。但是作为收集爆炸性粉尘的重要系统,其内部粉尘浓度高,爆炸危险等级也比较高,易发生粉尘爆炸。

工业可燃粉尘爆炸

1除尘系统常见的防爆安全隐患

除尘系统由吸尘罩、风管、除尘器、风机和风帽组成。爆炸性粉尘环境用除尘系统由于其使用环境具有爆炸风险的特殊性,有其特定的设计、安装、使用、维护的技术要求和标准规范。实际应用中由于对此类标准和规范执行不够,导致爆炸性粉尘环境中使用的除尘系统存在严重的防爆安全隐患。常见的类型有:

1.1布袋除尘器采用正压吹送粉尘

在工业通风除尘环保领域,布袋除尘器可分为正压除尘系统和负压除尘系统。正压除尘系统中,风机安装在除尘器含尘气流的进风口端。由于流过风机的含尘气流未经除尘器净化,风机内部形成爆炸性粉尘环境,粉尘与叶轮摩擦容易产生摩擦火花和静电火花,存在爆炸的风险。且除尘器处于系统的正压段,除尘器一旦密封不严容易发生泄露,造成可燃性粉尘逸散,增加了除尘器周围环境的危险性。负压除尘系统中,除尘器的风机安装在除尘器净化气体出口端。由于除尘器设置在风机之前,流过风机的气流已经过除尘器的有效除尘,可燃性粉尘的浓度比较低,降低了粉尘爆炸的风险。且除尘器处于系统的负压段,可以有效地控制除尘器内的可燃性粉尘向外部逸散,降低风机成为点燃源的风险。

1.2不同防火分区的除尘系统互联互通

防火分区是指采用防火分隔措施划分出的、能在一定时间内防止火灾向同一建筑的毗邻区域蔓延的空间单元。在建筑物内采用划分防火分区这一措施,可以有效地把火势控制在一定的范围内,减少火灾损失,同时可以为人员安全疏散、消防扑救提供有利条件。如果不同防火分区的除尘系统互联互通,那么爆炸压力波和火焰将沿着风管蔓延,扩大火灾爆炸范围,造成更加严重的后果和损失。

因此,爆炸性粉尘环境用除尘系统必须根据防火分区相对独立设置,各除尘系统管网间禁止互联互通,防止连锁爆炸。

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1.3加剧爆炸危险的介质共用一套除尘系统

该问题主要分为两类:

(1)相互接触发生放热反应产生自燃的粉尘物质共用一套除尘系统。例如,将铝粉的风管并接到铁粉的风管上,铁粉在空气中容易氧化生成铁锈,当铝粉和铁锈粉两种粉尘在风管内堆积时,堆积的粉尘发生放热反应,反应热会破坏风管,造成风管泄露,更严重时导致风管内发生爆炸。因此,铝粉和铁粉不能共用一套除尘系统。

(2)可燃性气体和可燃性粉尘共用一套除尘系统。例如,木材加工行业将喷漆车间清除油漆的通风管道和砂光机木粉除尘管道接入同一个主风管,导致主风管内形成可燃性气体和可燃性粉尘共存的环境,加大了其发生燃烧爆炸的风险。因此,可燃性粉尘和可燃性气体不得共用一套除尘系统。

1.4除尘系统未采用粉尘爆炸防护性措施

防护性措施的目的是当爆炸不能避免,可以采取措施把爆炸危害限制在可以接受的程度内。主要措施如下(如图1所示):

图 1 爆炸防护措施示例

(1)泄爆

当除尘系统内的爆炸压力尚未超过泄爆装置预先设定的开启压力时泄爆装置自动开启,向外界释放爆炸压力波和火焰,使除尘系统不致被破坏。在风管和除尘器上安装泄爆装置可以降低爆炸对通风系统的破坏,同时可以缩小爆炸压力波和火焰的传播范围。

(2)隔爆

隔爆是为防止爆炸产生的压力波和火焰从爆炸点沿连接管道传播到相互连接的其他部位,从而导致整个系统爆炸,造成更大的损失。除尘系统风管通过不同的场所连接到除尘器,爆炸产生的压力波和火焰可以沿着风管传播,所以应在风管上安装隔爆装置,可以将压力波和火焰阻断在一定范围内,以降低事故风险。

(3)抑爆

抑爆是将装置内可燃性物质的爆炸扑灭在爆炸的初始阶段,从而避免形成过高爆炸压力的措施。在爆炸的初始阶段,利用安装在风管和除尘器上的抑爆装置向发生爆炸的风管或除尘器内部喷射灭火剂,在几毫秒之内将爆炸熄灭。

(4)惰化

惰化装置的原理是控制氧气的浓度,消除爆炸发生的条件。通过惰化装置向除尘器内充入惰性气体,降低氧含量。

(5)抗爆

为了防止爆炸可采用抗爆结构设计的除尘器。抗爆结构是指能承受爆炸性混合物的最大爆炸压力而不致破坏的结构。采用抗爆结构的除尘器能够承受内部最大粉尘爆炸载荷。

爆炸性粉尘环境用除尘系统应采取一种或多种防护性措施,降低爆炸的危险程度,减少损失。

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1.5泄爆装置不符合标准和规范要求

泄爆装置是最有效也是最经济的防爆设备,普遍使用于除尘系统中。常见的问题包括:

(1)泄爆面积过小,不符合标准要求。泄爆面积要根据粉尘的爆炸压力、爆炸压力上升速率、除尘器的容积和强度来计算,同时要考虑泄爆装置的效率和开启压力,以泄爆面积应大于进风口面积为准则进行计算。

(2)泄爆口朝向生产厂房内部、建筑物的承重屋梁或建筑物的工艺通道等。安装时泄爆口应朝向室外安全区域,也可以通过管道引至室外安全区域,或安装无焰泄爆装置。因此,泄爆装置的设计、选型和安装应符合GB/T15605的要求。

1.6除尘器未安装与其同步运转的锁气卸灰装置

除尘器在运行过程中应及时把除尘器灰斗中可燃性灰尘清理走,否则,粉尘堆积会产生热量积累,容易使粉尘发生自燃。堆积的粉尘与空气形成爆炸性混合物,构成了粉尘爆炸二次爆炸危险源,为安全埋下隐患。除尘器灰斗下部应设置锁气卸灰装置,可保证灰尘及时清理,减少除尘器漏风率,并可避免粉尘外溢形成粉尘云。

1.7除尘系统内粉尘未按时清扫

除尘系统应按周期及时进行清扫,避免粉尘层堆积。吸尘罩、卸灰收集容器至少每班清理;除尘器的滤袋、灰斗、锁气卸灰装置、粉尘收集仓至少每周清扫一次;风管、风机、防爆装置、箱体内部至少每月清扫一次。

清扫过程中要防止形成粉尘云,不使用产生火花的工具。

防爆除尘器

2结束语

爆炸性粉尘环境用除尘系统应根据其使用的环境要求,按照相应标准的规定正确的设计、安装、运行和维护,才能使除尘系统有效降低危险场所的粉尘浓度,且能降低自身发生粉尘爆炸的风险。

 

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