除尘器防爆设计

粉尘爆炸就是悬浮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氧化反应，反应中放出大量热量，进而生成高温高压的现象。

粉尘爆炸必须同时具备下列条件：

①可燃物颗粒足够小，呈粉尘云状态分布，且浓度足够大；

②有足够氧化剂助燃；

③有足够能量的点火源；

④有足够的封闭空间。

     抗爆就是将设备内可燃物质爆炸扑灭在初始阶段，从而避免过高爆炸压力的措施，一个成功的抑爆系统能够在爆炸压力10KPa时动作，抑制后的设备内最大压力低于100KPa。如果发生爆炸，防爆泄压是保护袋式除尘器最可靠和最经济的手段，爆炸泄压最常见的形式是防爆泄压装置。

一、爆炸的预防措施

   防止粉尘爆炸的措施一般是采用良好的除尘系统来控制和预防粉尘爆炸。防止管线上有粉末积聚。要严格控制火源，如明火、热表面、焊接或切割、电火花等。防止爆炸的另一个有效方法是用惰性气体来减小氧浓度，这种方式虽然有效，但在有些场合不可能实现，并且需要很大的投资。

   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°，灰斗的溜角大于70°，为防止因两斗壁间夹角太小而积灰，两相邻侧板应焊上遛料板，消除粉尘的沉积。考虑到由于操作不当和粉尘湿度大时会造成灰斗结露堵塞，设计灰斗时要设计伴热，为防止灰斗蓬料，每个灰斗设置仓壁振打或空气炮。

   1台除尘器少则1-3个灰斗，多则4-12个灰斗，在使用时会产生风量不均引起偏斜，各灰斗灰量不均，且后面的灰量偏大。

   为解决风量分布不均问题可以采取以下措施：

①在风道斜隔板上加挡风板，如图10-1所示；挡板的尺寸需根据等风量和等风压确定；

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.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。

   3.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花，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部件。杜绝爆炸诱导因素产生，保证设备和操作运行，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。

4.采用防静电滤袋：在除尘器内部，由于高浓度粉尘在流动过程中相互摩擦，粉尘与滤袋也有相互摩擦，都能产生静电，静电的积累会产生火花而引起燃烧。对于脉冲清灰方式，滤袋采用涤纶针刺毡，为消除涤纶针刺毡易产生静电的不足，滤袋中纺入导电的金属丝或碳纤维。

5.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，对于水泥厂主要采用CO2，而钢厂可采用氮气。

   ②温度检测：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安装若干温度计，当温度异常升高则发出报警或与防燃烧装置连锁进行消防。

  ③CO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以从温度计上反应出来。可在除尘器出口或灰斗处装设一台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。

  6.泄爆装置：

  ①泄爆膜：泄爆膜开启压力允许误差为设计开启压力值的±25%。过程操作压力一般取泄爆膜开启压力的50%-70%,要避免泄爆膜错误打开。

  ②专卖爆破片：是设计在较准确的指定开启压力爆破的泄爆装置，一般采用不锈钢和聚四氟乙烯薄膜。

  ③泄爆门：泄爆门在安装之前均要通过专门机构泄压能力检验和机械强度检验，泄爆后，泄爆门应能及时关闭，以防止空气进入使粉尘继续燃烧。

二、 防爆泄压面积计算

    1.防爆泄压面积：对于高浓度燃爆粉体的除尘设备，防爆泄压面积过小不能满足要求，防爆太大会造成浪费。爆炸泄压以泄压面积与除尘器容积之比表示，一般在（1:5）-（1:50）范围内，视粉尘爆炸指数大小而定。燃煤粉尘的泄压面积与除尘设备容积之比一般取1:35（㎡/m?）左右。

    2.防爆泄压装置：设计中宜将泄爆压力设置为袋室设计压力的一半，即5-7.5KPa泄压，最大不超过10KPa，即当除尘器内部的压力达到此值时，防爆泄压装置及时打开并进行压力释放。

   3.防爆泄压装置的设计：根据计算出的防爆通风面积将防爆装置设置在除尘器侧面，装置设计为有一定的倾角，目的是当防爆装置打开泄压后，装置靠其自身的重力自动复位，减少空气的进入。

   此外，为了能够迅速泄压，必须有足够大的空间，故应谨慎考虑爆炸泄压口的位置，对室内除尘器，可用管道将排气口接至室外进行安全泄压。

   泄压装置下部应设置检修平台和栏杆，此平台只在检查泄爆装置时用，平时用链条拦住，不允许自由通行。

三、 配套件选用

1.防静电滤料选择

   滤袋工作时与粉尘摩擦，极易产生并积聚静电荷，大量吸附粉尘，造成积灰。积灰可达0.5-2mm左右。在滤袋表面形成较厚的粉尘，静电荷放电产生的电火花还有造成粉尘爆炸的危险。因静电导致的燃烧和爆炸事故时有发生。

   为消除静电危害，采用防静电滤料时要使滤料表面的电荷通过接地的除尘器箱体释放。使滤料具有导电性的方法是在滤料中加入导电纤维。导电纤维可以是金属纤维，也可以是改性合成纤维。

   不锈钢金属纤维（4-20mm）具有良好的导电性能，且很容易和其他纤维进行混纺，他具有挠性好、机械性能、导电性能好、耐酸碱及其他化学腐蚀、耐高温等特点，容易织成防静电滤料。

2.防爆脉冲阀

   脉冲袋式除尘器用在有燃爆场合，应选用防爆脉冲阀。防爆脉冲阀有两类，一类是加强电磁阀的密封，提高防护绝缘等级。一类是把电磁先导阀装在防爆电磁导阀组装盒内，脉冲阀与防爆电磁导阀组装盒用气管连通。

3.灭火装置

  ①除尘器防燃、防爆应配有温度预警装置和自动灭火装置，当CO2在空气中浓度达到30%-40%时，一般可燃物质的燃烧能窒息；40%-50%时能抑制汽油蒸汽以及其他气体的爆炸。对于粉尘而言，CO2自动灭火装置有固定的CO2供给源，通过与之相连的带喷嘴的固定管道，向被保护的设备直接释放CO2灭火剂。

   ②防阴燃氮气保护装置，除尘器每个灰斗配置一套防阴燃氮气保护装置。防阴燃氮气保护装置由电阻温度计、控制系统、电磁阀、氮气喷吹管（1.5in/DN32）等组成。当灰斗内灰的温度超过报警温度（100-200℃可调），则自动打开电磁阀喷氮气，喷氮气时间为0-30min可调，由PLC控制。

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