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布袋除塵器在運行過(guò)程中因產(chǎn)生靜電放電,致使布袋除塵器中的可燃性粉塵發(fā)生爆炸,針對爆炸原因、爆炸機理及特點(diǎn),提出相應的防曝措施。
粉塵在三種條件下就會(huì )發(fā)生爆炸,即粉塵本身具有可燃性,粉塵必須懸浮在空氣中并與空氣混合到爆炸濃度,有足以引起粉塵爆炸的火源。當前兩個(gè)條件出現時(shí),就會(huì )引起除塵系統發(fā)生爆炸、起火。因為一般除塵器都是吸入空氣后再排出,故除塵系統內氧氣供給充足。據調查,能引起除塵系統起火可能性的主要為靜電火花、自燃發(fā)火、沖擊摩擦和明火。而因靜電引爆粉塵爆炸所占事故比例較大。故在此討論布袋除塵器的靜電問(wèn)題及防爆措施。
1.粉塵爆炸機理及特點(diǎn)
粉塵的爆炸可視為由以下三步發(fā)展形成的:第一步是懸浮的粉塵在熱源作用下迅速地干餾或氣化而產(chǎn)生出可燃氣體;第二步是可燃氣體與空氣混合而燃燒;第三步是粉塵燃燒放出的熱量,以熱傳導和火焰輻射的方式傳給附近懸浮的或被吹揚起來(lái)的粉塵,這些粉塵受熱汽化后使燃燒循環(huán)地進(jìn)行下去。隨著(zhù)每個(gè)循環(huán)的逐次進(jìn)行,其反應速度逐漸加快,通過(guò)劇烈的燃燒,最后形成爆炸。
這種爆炸反應以及爆炸火焰速度、爆炸波速度、爆炸壓力等將持續加快和升高,并呈跳躍式的發(fā)展。
可燃粉塵一旦發(fā)生爆炸,會(huì )顯示出如下特點(diǎn)
1.1發(fā)生頻率高,破壞性強。
1.2容易產(chǎn)生二次爆炸。
1.3爆炸產(chǎn)物容易是不完全燃燒產(chǎn)物,與一般氣體的爆炸相比,由于粉塵中可燃物的量相對較多,粉塵爆炸時(shí)燃燒的分解的氣體產(chǎn)物,灰分是來(lái)不及燃燒的。
1.4爆炸會(huì )產(chǎn)生有毒氣體。一種是一氧化碳;另一種是爆炸物(如塑料)自身分解的毒性氣體。
2.布袋除塵器中產(chǎn)生靜電問(wèn)題
2.1除塵設備中的粉塵,通過(guò)管道時(shí)與管壁等相互磨擦和碰撞都會(huì )產(chǎn)生大量靜電。粉塵帶電后通過(guò)除塵器時(shí)附著(zhù)在過(guò)濾器上,由于布袋除塵器采用了間歇式清灰方式,也就導致帶電粉塵的堆積使電場(chǎng)強度逐漸增強。如果附著(zhù)在過(guò)濾器上的粉塵厚度達到某種程度時(shí),會(huì )使得粉塵表面電場(chǎng)強度達到空氣的介質(zhì)擊穿場(chǎng)強,則在場(chǎng)強最大值區域將出現靜電放電現象,若此時(shí)使得粉塵揚起(如清灰),且粉塵濃度達到爆炸極限,則很容易引起粉塵爆炸。
2.2帶有大量靜電的粉塵從過(guò)濾器通過(guò),進(jìn)入集塵斗后,帶電粉塵越堆積也使得粉堆表面電場(chǎng)強度逐漸增強。如果粉堆表面電場(chǎng)強度達到空氣的介質(zhì)擊穿場(chǎng)強,在場(chǎng)強最大值區域也將出現放電。
2.3如果過(guò)濾器和集塵斗是絕緣的,或者都是導電性材料制成的,如接地不良,則粉堆表面放電出現之后,放電產(chǎn)生的離子并不能轉移到地面,一種符號的離子被吸向粉堆,另一種符號的離子被排斥,在濾料上或集塵斗上出現很高的表面電荷,此時(shí)很可能引起刷形放電的傳播,如果此時(shí)偶然性出現導體靠近帶電體表面等情況,就能引起大范圍的表面空氣電離,放電能量可達數焦耳。
此外,如果濾料及集塵斗是導電性材料制成的,但接地不良,則兩者成為帶電孤立導體,導體單次放電能量遠大于絕緣體單次放電能量,因此這時(shí)比兩者都用絕緣材料制成的更危險。
2.4如果放置一孤立導體在粉堆表面,導致迅速增大放電能量,若除塵系統入口處未設置金屬分離器,則可能隨粉塵混入粉堆中鐵制品等金屬,此時(shí)有可能出現放電現象。
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