工业用防爆除尘器之粉尘浓度和颗粒对爆炸的影响

1、工业用防爆除尘器之粉 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时,所形成的粉 尘云不再具有可爆性。但对于细粉 体当其粒度在10um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,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。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q235、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。