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布袋除尘器的静电问题及防爆措施

文章出处:admin 人气: 发表时间:2017-07-07 06:41

  布袋除尘器在运行过程中因产生静电放电,致使布袋除尘器中的可燃性粉尘发生爆炸,针对爆炸原因、爆炸机理及特点,所以我们的设备在运行过程中也要提出相应的防曝措施。

粉尘在三种条件下就会发生爆炸,即粉尘本身具有可燃性,粉尘必须悬浮在空气中并与空气混合到爆炸浓度,有足以引起粉尘爆炸的火源。当前两个条件出现时,就会引起除尘系统发生爆炸、起火。因为一般除尘器都是吸入空气后再排出,故除尘系统内氧气供给充足。据调查,能引起除尘系统起火可能性的主要为静电火花、自燃发火、冲击摩擦和明火。而因静电引爆粉尘爆炸所占事故比例较大。故在此讨论布袋除尘器的静电问题及防爆措施。

1.粉尘爆炸机理及特点

粉尘的爆炸可视为由以下三步发展形成的:第一步是悬浮的粉尘在热源作用下迅速地干馏或气化而产生出可燃气体;第二步是可燃气体与空气混合而燃烧;第三步是粉尘燃烧放出的热量,以热传导和火焰辐射的方式传给附近悬浮的或被吹扬起来的粉尘,这些粉尘受热汽化后使燃烧循环地进行下去。随着每个循环的逐次进行,其反应速度逐渐加快,通过剧烈的燃烧,最后形成爆炸。

这种爆炸反应以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸压力等将持续加快和升高,并呈跳跃式的发展。

可燃粉尘一旦发生爆炸,会显示出如下特点

1.1发生频率高,破坏性强。

1.2容易产生二次爆炸。

1.3爆炸产物容易是不完全燃烧产物,与一般气体的爆炸相比,由于粉尘中可燃物的量相对较多,粉尘爆炸时燃烧的分解的气体产物,灰分是来不及燃烧的。

1.4爆炸会产生有毒气体。一种是一氧化碳;另一种是爆炸物(如塑料)自身分解的毒性气体。

2.布袋除尘器中产生静电问题

2.1除尘设备中的粉尘,通过管道时与管壁等相互磨擦和碰撞都会产生大量静电。粉尘带电后通过除尘器时附着在过滤器上,由于布袋除尘器采用了间歇式清灰方式,也就导致带电粉尘的堆积使电场强度逐渐增强。如果附着在过滤器上的粉尘厚度达到某种程度时,会使得粉尘表面电场强度达到空气的介质击穿场强,则在场强最大值区域将出现静电放电现象,若此时使得粉尘扬起(如清灰),且粉尘浓度达到爆炸极限,则很容易引起粉尘爆炸。

2.2带有大量静电的粉尘从过滤器通过,进入集尘斗后,带电粉尘越堆积也使得粉堆表面电场强度逐渐增强。如果粉堆表面电场强度达到空气的介质击穿场强,在场强最大值区域也将出现放电。

2.3如果过滤器和集尘斗是绝缘的,或者都是导电性材料制成的,如接地不良,则粉堆表面放电出现之后,放电产生的离子并不能转移到地面,一种符号的离子被吸向粉堆,另一种符号的离子被排斥,在滤料上或集尘斗上出现很高的表面电荷,此时很可能引起刷形放电的传播,如果此时偶然性出现导体靠近带电体表面等情况,就能引起大范围的表面空气电离,放电能量可达数焦耳。

此外,如果滤料及集尘斗是导电性材料制成的,但接地不良,则两者成为带电孤立导体,导体单次放电能量远大于绝缘体单次放电能量,因此这时比两者都用绝缘材料制成的更危险。

2.4如果放置一孤立导体在粉堆表面,导致迅速增大放电能量,若除尘系统入口处未设置金属分离器,则可能随粉尘混入粉堆中铁制品等金属,此时有可能出现放电现象。

3.防爆措施

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,只要消除其中任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。

3.1防止形成在爆炸浓度范围内的粉尘云

首先: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。

其次:设计合适的清灰周期时间。这有三个方面的好处:第一。粉尘厚度过太影响附尘效率,及时清灰可提高除尘效率;第二,避免因粉尘层厚度过大而出现击穿空气放电;第三,及时清灰,可减小空间粉尘浓度,减少参与爆炸的能量,控制破坏范围。采用连续清灰方式来替代间歇式除尘方式。

3.2消除点火源(静电放电)

为使布袋上的静电易于中和和泄漏,以及发生放电时,所产生的离子导入大地。避免产生传播型刷型放电,布袋应采用导电性较好的防静电材料制作。同时,为保证接地良好,应设计接地端子。集尘斗等其他除尘设备应保证接地良好。

3.3其他措施

(1)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。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。

(2)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设置消防设施。主要有水、CO2和惰性灭火剂。

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。

(3)增加粉尘空间的湿度(65%以上)。首先,细雾粒可以使尘粒易于沉降,减小形成爆炸性尘云的可能性;其次,湿度的增大使得粉尘引爆能量增大、火焰传播的能力减弱;最后,湿度的增大有利于粉尘所荷静电的泄漏和中和,减小静电引爆的可能性。在工艺条件许可的情况下,可将易于带电的非导体附近和周围环境的相对湿度指向到65%以上,从而使带静电物体的电阻率明显降低。

当空气湿度在72%~75%时,静电电压基本测不出来。因为空气湿度在65%~70%以上时,物体表面往往会形成一层极薄的木膜,水膜能溶解空气中的二氧化碳,使表面电阻率大大降低,静电就不容易积聚。

(4)在通风机的吸入管上应安装磁铁分离器或金属捕捉器,以除去混杂在物料、粉尘中的铁丝、铁钉的及铁块等。