除尘系统粉尘防爆问题探讨
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摘 要 粉尘爆炸的原因有很多因素，与此同时世界不断在研究探索。通常认为悬浮在空气中的大量可燃粉尘颗粒从点火源获得足够的能量，并经历物理和化学反应，例如气化，蒸发，热分解和干馏，以产生可燃气体。可燃性气体在空气中氧气，释放出大量的热量和气体，使封闭空间内的压力在很短的时间内迅速增加，并大大超过周围物体的承载能力从而引发爆炸。此时的爆炸称为第一次爆炸。初始爆炸产生的热浪和冲击波会吸收累积的灰尘，形成尘云已经蔓延的火焰将点燃尘云，爆炸将再次发生。如果有灰尘，将会燃烧和爆炸，会发生一系列连环式爆炸，也称为第二次爆炸。爆炸造成的伤害更小;系统爆炸具有很大的破坏力和造成极大的损失，粉尘爆炸必须同时具有以下条件：①一定浓度的易燃粉尘;②具有足够能量的点火源;③足够的氧气;④在一定封闭范围内进行。
关键词 除尘系统;除尘器;防爆问题
引言
随着工业现代化的发展和粉末产品的广泛应用，并大量生产所需的粉尘。为了保护工作场所工人的健康和安全，还广泛使用除尘系统。除尘系统将每个粉尘源产生的粉尘聚集在一起，并且系统（特别是集尘器）会将粉尘浓度降低到爆炸浓度的下限，这满足上述第一条件。当在除尘系统中存在具有足够能量的点火源时，不可避免地将会发生粉尘爆炸。因此，与粉尘源相比，除尘系统的爆炸危险大大增加。
西德1965年至1980年间发生的2400次粉尘爆炸的分析表明，除尘系统发生的爆炸事故占爆炸事故总数的14%，中国纺织工业发生了几次粉尘爆炸事故，他们的第一个爆炸点也发生在集尘器上。例如，1987年3月，哈尔滨亚麻纺织厂发生的粉尘爆炸，第一个爆炸点是集尘器中袋式过滤器。苏联也是如此，他们甚至把“集尘器第一次爆炸”归纳为粉尘爆炸事故的基本规律。中国的一些人对车间的生产工作、储存和经营的统计不完全。自20世纪60年代以来，共发生粉尘爆炸事故21起，其中除尘系统发生4起，占事故总数的19.5%。
另一方面，不合理的除尘管网连接灰尘源，经常使局部灰尘通过管网吹入轰炸系统，从而扩大了爆炸灾害。例如，哈尔滨亚麻纺织厂的粉尘干燥事故是，在集尘器第一次爆炸后，亚麻纤维粉尘沿着除尘网散布到车间的粉尘源，导致系统爆炸。另一个例子铝粉爆炸事故发生在铝制品厂，第一次爆炸发生在除尘风扇中，然后沿着除尘管网扩散到抛光车间，倒塌的抛光车间和相邻的部分包装车间遭受了重大伤亡。
1 导致爆炸的因素
（1）管理人员缺乏防火防爆的基本常识，对此没有给予足够的重视;
（2）未及时清洁设备内外，使设备内外灰尘严重，经常造成二次扬尘。
（3）在总体规划中，变电站和配电室设计得太靠近筒仓和工作塔，存在潜在的危险;
（4）通风口设计不合理;
（5）清洗工艺设计不合理，颗粒清洗不干净，灰尘，石材和金属杂质过多，处理过程中存在一定的危险[1]。
2 除尘系统防爆工作进展
许多国家和组织非常重视通风和除尘防爆系统的研究，美国消防和防爆协会建立了“NF-PA103空调和通风装置”标准。中国的一些行业和单位也做了以下工作：
（1）上海市纺织工业局棉纺织印染部制定了“上海市棉纺织印染企业除尘系统纤维粉尘防爆安全技术规程（试行）”。
（2）原纺织工业部于1987年至1988年组织了“亚麻除尘设计方案”优化方案设计竞赛。通过本次大赛，黑龙江省纺织工业设计院初步形成了一套亚麻除尘防爆设计方案。主要想法如下：①合理确定设备的排风量，加强设备的密封性;②选择能够连续除尘（清洗）的除尘设备，并将生产机器和除尘设备连锁;③紧密配合生产过程，合理划分除尘系统和空调系统，防止气流混合：④除尘室应采用框架结构，尽可能靠近除尘机集中的位置。严禁将其置于工厂中间或地下室，且除尘室应相互独立;⑤除尘管的金属捕集器应接地。
（3）冶金工业部安全环保研究所研制的煤粉防爆除尘器已通过鉴定。主要设计思路如下：采用特殊的滤袋结构，降低除尘过程中形成的尘云浓度;选择合理的壳体抗压强度，研究通风设备;使用抗静电过滤材料;惰化操作和整体监测[2]。
3 除尘防爆应加强以下几个方面的工作
3.1 管网设计
除尘系统应根据粉尘源合理分为几个独立的系统;消防呼吸阀应安装在每个通风除尘支管与总回风管的接头处;吸尘罩应配备杂质拾取器;在网的一角和集尘器的容积处，按照“GB/T15605-1995粉尘爆炸泄压指南”安装减压装置;应避免在系统中局部积聚可燃物，并且不得将末端和袋子放在管子上。管道系统中不允许突然降低流速的管段，系统中的气流速度应随着管段逐渐增加，每个三通的气流增加量超过0.3lm/s，可以考虑增量率：严格计算风量以保证风量在管内的粉尘浓度控制在爆炸浓度的下限以下;对于纤维粉尘，载体速度应为10～20m/s。对于矿物粉尘，金属粉尘，化学粉尘，颗粒粉尘等，载体速度应大于20m/s。
3.2 除尘器
减少除尘器的体积能够持续清洁灰尘;具有高爆炸敏感性的粉尘应配备监测装置便以操作;应提供通风装置，如果使用过滤除尘器，过滤材料应由抗静电材料制成。
3.3 粉丝方面
风扇应放在最后一个除尘器后面且应该有一个单独的机房，安排在生产工厂外面;使用防爆风机[3]。
4 结束语
总而言之，采用预防和控制粉尘爆炸技术避免形成粉尘云及使可燃性粉尘失去燃烧、爆炸作用的装置，如泄爆、惰化、隔爆及抑爆装置等，能降低粉尘爆炸等诸多问题。一批专业从事专业软件开发和推广的专业公司已经出现，有的已经开发并拥有一系列安全环保软件，形成全方位的配套服务。
在中国，安全和环保软件的产业化程度还不成熟，每个人都迫切需要建立这种意识，工业化将是中国安全和环保软件发展的最重要途径。除科学技术、现代化设备外的机械化管控外，在领导层和基层员工的平时培训下要增强忧患意识，确保平时的“安全生产”顺利进行，形成长效机制。
参考文献
[1] 许景宏，周豪.除尘系统粉尘防爆问题的探讨[J].工业安全与环保，1996，（7）：29-30.
[2] 罗晓峰.打叶复烤企业除尘系统设计及防爆安全技术的探讨[J]. 轻工科技， 2017（08）：110-111.
[3] 劉石磊. 输煤系统粉尘防爆的探讨[J].自动化应用， 2018（08）：137-139.
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