煤磨袋除塵器的防燃防爆淺析
1 消除內(nèi)部火源
主要是消除除塵器濾袋靜電火源?？轨o電針刺氈是在針刺氈的基布上紡入導(dǎo)電纖維，使濾料電阻值降低，利于附著濾袋表面粉塵所帶靜電荷的釋放。
由表1可以看出，有導(dǎo)電纖維較無導(dǎo)電纖維針刺氈表面電阻、體電阻和摩擦電位都低得多。為防止煤粉自燃，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能有積灰面。設(shè)備設(shè)計(jì)要符合防爆要求，本體上還必須裝有卸壓閥。煤磨袋除塵器的灰斗是很容易積灰的，煤粉塵細(xì)度細(xì)，粒度小于40μm的占95%以上，附著性強(qiáng)，粉塵還可能吸收空氣中的水分，在灰斗壁上冷凝。所以灰斗壁的傾角應(yīng)≥70°。在灰斗兩面形成的谷角處，設(shè)計(jì)一溜料板，成為兩個(gè)加大的谷角，減少粉塵的沉積，如圖1所示。
圖1 灰斗頂視圖
在煤磨系統(tǒng)中，許多水泥廠一直沿用較早的工藝線，即所謂雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，如圖2所示。
圖2 雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)
1.煤磨；2.粗粉分離器；3.細(xì)粉分離器；4.煤粉倉；5.原煤倉；6.煤磨風(fēng)機(jī)；7.MDC袋除塵器；8.螺旋輸送機(jī)；9.斗式提升機(jī)；10.排風(fēng)機(jī)；11.煤粉倉
該系統(tǒng)設(shè)備多，操作復(fù)雜，占地面積大，非標(biāo)管網(wǎng)布置也較為復(fù)雜，易產(chǎn)生煤粉塵的堆積死角，從而易引起煤粉自燃。實(shí)踐證明，單風(fēng)機(jī)系統(tǒng)比雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)優(yōu)越。如圖3，其流程簡單，系統(tǒng)簡化，管道布置簡捷，減小了煤粉堆積管道的機(jī)遇，從而減少了事故隱患的頻率。
圖3 單風(fēng)機(jī)系統(tǒng)
1.煤磨；2.粗粉分離器；3.細(xì)粉分離器；4.煤粉倉；5.原煤倉；6.螺旋輸送機(jī)；7.煤磨袋除塵器；8.風(fēng)機(jī)
2 消除外部火源
外來火源主要有熱風(fēng)爐熱風(fēng)帶入的火星；機(jī)械摩擦火花；電火花；維修時(shí)，電、氣焊造成的局部高溫等。有些在系統(tǒng)操作時(shí)，只要引起足夠的重視就可以克服，有些則難以預(yù)料。因此，必須采取安全措施。如:設(shè)備檢修時(shí)，停止系統(tǒng)的運(yùn)行，隔離操作面，準(zhǔn)備滅火器材等。我國大部分水泥廠煤磨設(shè)置在窯頭，熱風(fēng)來源或?yàn)闊犸L(fēng)爐或?yàn)轶骼錂C(jī)或?yàn)楦G頭，氧含量均在20%左右，屬于非惰性操作。隨著氧濃度的增加，煤粉點(diǎn)燃溫度呈下降趨勢。在除塵器內(nèi)熱的煤粉塵與空氣混合就會(huì)形成爆炸性混合物，當(dāng)其濃度在45～2000g/m3之間時(shí)，一旦溫度過高就會(huì)引起燃燒、爆炸。當(dāng)煤的揮發(fā)分Vad>20%時(shí)，危險(xiǎn)會(huì)更大。因此，將入袋除塵器的廢氣溫度控制在90℃以下。一旦溫度超溫，聲、光報(bào)警，緊急切斷系統(tǒng)，停止運(yùn)行。表2為某廠煤磨系統(tǒng)主要工藝操作參數(shù)。
| 操作參數(shù) | 操作數(shù)據(jù) | 報(bào)警設(shè)定值 |
|---|---|---|
| 煤磨進(jìn)口負(fù)壓/Pa | 100～400 | |
| 煤磨出口負(fù)壓(雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng))/Pa | 850～2 000 | |
| 煤磨進(jìn)口溫度/℃ | 200～300 | |
| 煤磨出口溫度/℃ | 70～80 | 最大值90 |
| 袋除塵器入口負(fù)壓/Pa | 700～900 | |
| 袋除塵器出口負(fù)壓/Pa | 1 400～1 800 | |
| 袋除塵器入口溫度/℃ | 70～80 | 最大值85 |
| 袋除塵器出口溫度/℃ | 45～50 | 最大值85 |
| 袋除塵器灰斗溫度/℃ | 50～55 | 最大值85 |
另外，CO氣體的監(jiān)測、報(bào)警也是用于煤磨安全運(yùn)行的一種措施。表3為煤磨系統(tǒng)在正常運(yùn)行時(shí)的抽樣檢測結(jié)果。要求有一整套配備的降溫、過濾、干燥等裝置，需要嚴(yán)格的管理和維護(hù)。這樣CO自動(dòng)監(jiān)測系統(tǒng)是能夠起到預(yù)警作用的。
| 被測氣體 測點(diǎn) | CO2 | O2 | CO | N2 |
|---|---|---|---|---|
| 出磨管道 | 1.0 | 21.0 | 0.2 | 76.6 |
| 1.2 | 20.2 | 0.2 | 78.4 | |
| 入除塵器 | 1.9 | 21.3 | 0.2 | 76.6 |
| 1.1 | 20.6 | 0.2 | 78.1 | |
| 出除塵器 | 1.5 | 20.5 | 0.2 | 76.2 |
| 1.0 | 20.9 | 0.1 | 77.9 |
如果條件允許，煤磨系統(tǒng)采用窯尾預(yù)熱器排出的廢氣作為熱源，其氧含量在6%～10%、氣體溫度300～340℃之間，使系統(tǒng)在惰性氣氛下操作更安全。
3 采用滅火裝置
在我國有些水泥廠由于資金和管理等諸多原因，煤粉磨系統(tǒng)只是簡單的配備幾個(gè)泡沫滅火器，有的連這個(gè)都做不到，這是非常不可取的。煤粉磨系統(tǒng)防燃、防爆應(yīng)配有溫度預(yù)警裝置和CO2自動(dòng)滅火裝置。當(dāng)CO2在空氣中的濃度達(dá)30%～40%時(shí)，一般可燃物質(zhì)的燃燒能窒息；40%～50%時(shí)，能抑制汽油蒸汽以及其它氣體的爆炸。對于煤粉塵而言，CO2含量在50%能夠抑制其燃爆。CO2自動(dòng)滅火裝置由固定的CO2供給源，通過與之相連的帶噴嘴的固定管道，向被保護(hù)設(shè)備直接釋放CO2滅火劑。圖4為國內(nèi)某水泥廠煤粉制備工藝所配備的CO2自動(dòng)滅火裝置。
圖4 某水泥廠煤粉制備工藝系統(tǒng)
該裝置的啟動(dòng)分為手動(dòng)和自動(dòng)兩種。一般都使用手動(dòng)式，但當(dāng)室內(nèi)無人時(shí)，可以轉(zhuǎn)換為自動(dòng)式。當(dāng)采用自動(dòng)式時(shí)，探測器(感溫和感煙探頭)在探測到發(fā)生火災(zāi)后，即發(fā)出聲響報(bào)警，并通過控制盤打開啟動(dòng)容器的瓶頭閥，放出起動(dòng)氣體來打開選擇閥和CO2貯存鋼瓶的瓶頭閥，從而放出CO2滅火。當(dāng)采用手動(dòng)式時(shí)，則直接打開手動(dòng)起動(dòng)裝置，按下按鈕，接通電源，仍按以上程序放出CO2滅火。從圖中可以看出粗粉分離器以及細(xì)粉分離器，煤粉倉上都配備了防爆閥，一旦有危險(xiǎn)防爆閥先破裂，從而使設(shè)備和人身得到保護(hù)。
3 結(jié)束語
水泥企業(yè)煤粉磨系統(tǒng)的防燃、防爆是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。從操作到設(shè)備管理都要制訂嚴(yán)格的規(guī)章制度。嚴(yán)格按章辦事，只有這樣，煤粉磨系統(tǒng)及煤磨除塵器才能長期安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。
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