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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。

 

管道内合理风速的确定

 

风速过低将导致排尘管道中滞留部分粉尘,增大设备的运行阻力,降低风机工作效率,严重影响了除尘工序设备的运行,并埋下新的隐患;风速过高将导致能源的浪费,并加速管道及其他部件的磨损,降低设备的使用寿命。粉尘在气体中运动属于稀相气固两相流,此两相流的数值模拟计算方法很多,本文采用颗粒轨道模型法。首先考察粉尘的最终沉降速度,粉尘在静止空气中从静止或某一速度开始沉降,在沉降过程中粉尘的速度不断变化,粉尘的重力Fg、气相对粉尘的浮力Ft、气固两相间的相对作用力Fd平衡时,粉尘以恒定速度沉降,此速度称为最终沉降速度Upt,表达式为:而管道内粉尘随气流运动,并能使粉尘悬浮的最小平均风速满足下式:式中α管道的摩擦阻力系数。

 

(2)捕尘效率、运行阻力是衡量滤料性能的主要指标,评价一种滤料的性能优劣,首先要从这两方面着手,即是否有较高的捕尘率,较低的阻力。然而在滤尘过程中,滤料的这两方面特性是随时间变化的,这是因为滤料的滤尘过程是一个非稳态过程:洁净滤料一经滤尘,其中就充入粉尘,并参与过滤,随着粉尘负荷的增加,滤料的压损和滤尘效率都不断上升,也就是说滤尘后滤料的粉尘负荷、压损和滤尘效率都随时间变化。滤袋材质的选用也必须考虑粉尘特性,本滤袋材质采用防静电涤纶针刺毡。其破裂强度为2.64～2.85MPa,透气量7.5m3/(m2·min) ,操作温度限为120 ℃。

 

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。

 

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。

 

集尘罩的结构设计

 

集尘罩的设计目的就是利用较小的排风量来控制尘源,把绝大多数的粉尘捕集在罩内,使粉尘的扩散限制在最小范围内,从而提高设备运行的经济效能。为使罩内保持一定的负压,并且排尘管道内风速合理,罩口面积与排尘管道面积比限制在14∶1内。由于集尘罩内风速不足以把所有粉尘带走,所以把集尘罩设计为吹吸两用式集尘罩。为避免反吹管阻挡粉尘在集尘罩内随气流运动,把反吹管一面做成菱形,且菱形临近的夹角小于粉尘的安息角。

 

(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。

 

(9)布袋除尘器排灰装置

 

1、 除尘器的排灰装置应能顺利地排出粉尘，并保持较好的气密性，以免漏风导致净化效率的降低。

 

2、选择排灰装置时需了解排出粉尘的状态(干粉状或泥浆状)、排灰制度(间歇或连续)、粉尘性质、排尘量和除尘器排尘口处的压力状况等。

 

3、排灰装置的上方需有一定高度的灰柱，以形成灰封，保证除尘器排尘口处的气密性。

 

4、排灰装置的排尘量应小于运输设备的能力。当采用搅拌或混合设备加湿除尘器排出的干粉尘时，要选用能均匀定量给料的卸尘装置，如回转卸料器、卸灰阀、螺旋输送机等。

 

5、靠杠杆原理工作的卸尘装置，如闪动卸尘阀、翻扳卸尘阀等应垂直安装，并注意适时调节。