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煤磨袋除尘器的防 燃防爆浅析

煤磨袋除尘器的防 燃防爆浅析

作者:陈海峰 李铭 陕西延河水泥机械 有限公司 煤磨袋除尘器是根 据煤粉尘防燃、防爆原理,以及袋除尘器过滤机理相结合研制成功的。煤粉在输送、粉磨与除尘过程中的主要危险是燃烧、爆炸。因此,防燃、防爆是煤粉磨系统及除尘器设计时必需考虑的两大因素。 

1 消除内部火源

主要是消除除尘器 滤袋静电火源。抗静电针刺毡是在针刺毡的基布上纺入导电纤维,使滤料电阻值降低,利于附着滤袋表面粉尘所带静电荷的释放。
由表1可以看出,有导电 纤维较无导电纤维 针刺毡表面电阻、体电阻和摩擦电位都低得多。为防止煤粉自燃,结构设计不能有积灰面。设备设计要符合防爆要求,本体上还必须装有卸压阀。煤磨袋除尘器的灰斗是很容易积灰的,煤粉尘细度细,粒度小于 40μm的占95%以上,附着性强, 粉尘还可能吸收空气中的水分,在灰斗壁上冷凝。所以灰斗壁的倾角应≥70°。在灰斗两面形 成的谷角处,设计一溜料板,成为两个加大的谷角,减少粉尘的沉积,如图1所示。

表1 有无导电纤维 针刺 毡电阻性能比较 

样品

表面电阻/Ω

体电阻/Ω

摩擦电位/V

有导电纤维

4.4×108

9×108

约100

无导电纤维

3.0×109

2.3×109

约200

图1 灰斗顶视图

在煤磨系统中,许 多水泥厂一直沿用较早的工艺线,即所谓双风机系统 ,如图2所示。

图2 双风机系统 
1.煤磨;2.粗粉分离器;  3.细粉分离器;  4.煤粉仓;5.原煤仓;6.煤磨风机; 7.MDC袋除尘器; 8.螺旋输送机;  9.斗式提升机; 10.排风机;11.煤粉仓

该系统设备多,操 作复杂,占地面积大,非标管网布置也较为复杂,易产生煤粉尘的堆积死角,从而易引起煤粉自燃。实践证明,单风机系统比双风机系统 优越。如图3,其流程简单,系 统简化,管道布置简捷,减小了煤粉堆积管道的机遇,从而减少了事故隐患的频率。

图3 单风机系统
1.煤磨;2.粗粉分离器;  3.细粉分离器;  4.煤粉仓;5.原煤仓;6.螺旋输送机;  7.煤磨袋除尘器;  8.风机

2 消除外部火源

外来火源主要有热 风炉热风带入的火星;机械摩擦火花;电火花;维修时,电、气焊造成的局部高温等。有些在系统操作时,只要引起足够的重视就可以克服,有些则难以预料。因此,必须采取安全措施。如:设备检修时,停止 系统的运行,隔离操作面,准备灭火器材等。我国大部分水泥厂煤磨设置在窑头,热风来源或为热风炉或为篦冷机或为窑头,氧含量均在20%左右,属于非惰性 操作。随着氧浓度的增加,煤粉点燃温度呈下降趋势。在除尘器内热的煤粉尘与空气混合就会形成爆炸性混合物,当其浓度在45~2000g/m3之间时,一旦温度 过高就会引起燃烧、爆炸。当煤的挥发分Vad>20%时,危险会更大。 因此,将入袋除尘器的废气温度控制在90℃以下。一旦温度 超温,声、光报警,紧急切断系统,停止运行。表2为某厂煤磨系统主 要工艺操作参数。

表2 煤磨系统主要工艺 操作参数 

操作参数

操作数据

报警设定值

煤磨进口负压 /Pa

100~400

煤磨出口负压 (双风机系统 )/Pa

850~2 000

煤磨进口温度 /℃

200~300

煤磨出口温度 /℃

70~80

最大值90

袋除尘器入口负压 /Pa

700~900

袋除尘器出口负压 /Pa

1 400~1 800

袋除尘器入口温度 /℃

70~80

最大值85

袋除尘器出口温度 /℃

45~50

最大值85

袋除尘器灰斗温度 /℃

50~55

最大值85

另外,CO气体的监测、报警 也是用于煤磨安全运行的一种措施。表3为煤磨系统在正常 运行时的抽样检测结果。要求有一整套配备的降温、过滤、干燥等装置,需要严格的管理和维护。这样CO自动监测系统是能 够起到预警作用的。

表3 正常运行时煤磨系 统抽样检测结果 (%) 

被测气体
测点

CO2

O2

CO

N2

出磨管道

1.0

21.0

0.2

76.6

1.2

20.2

0.2

78.4

入除尘器

1.9

21.3

0.2

76.6

1.1

20.6

0.2

78.1

出除尘器

1.5

20.5

0.2

76.2

1.0

20.9

0.1

77.9

如果条件允许,煤 磨系统采用窑尾预热器排出的废气作为热源,其氧含量在6%~10%、气体温度 300~340℃之间,使系统在 惰性气氛下操作更安全。

3 采用灭火装置

在我国有些水泥厂 由于资金和管理等诸多原因,煤粉磨系统只是简单的配备几个泡沫灭火器,有的连这个都做不到,这是非常不可取的。煤粉磨系统防燃、防爆应配有温度预警装置和CO2自动灭火装置。 当 CO2在空气中的浓度达 30%~40%时,一般可燃物质 的燃烧能窒息;40%~50%时,能抑制汽油蒸 汽以及其它气体的爆炸。对于煤粉尘而言,CO2含量在50%能够抑制其燃爆。 CO2自动灭火装置由固 定的CO2供给源,通过与之 相连的带喷嘴的固定管道,向被保护设备直接释放CO2灭火剂。图 4为国内某水泥厂煤 粉制备工艺所配备的CO2自动灭火装置。

图4 某水泥厂煤粉制 备工艺系统

该装置的启动分为 手动和自动两种。一般都使用手动式,但当室内无人时,可以转换为自动式。当采用自动式时,探测器(感温和感烟探头 )在探测到发生火灾 后,即发出声响报警,并通过控制盘打开启动容器的瓶头阀,放出起动气体来打开选择阀和CO2贮存钢瓶的瓶头阀 ,从而放出CO2灭火。当采用手动 式时,则直接打开手动起动装置,按下按钮,接通电源,仍按以上程序放出CO2灭火。从图中可以 看出粗粉分离器以及细粉分离器,煤粉仓上都配备了防爆阀,一旦有危险防爆阀先破裂,从而使设备和人身得到保护。

3 结束语

水泥企业煤粉磨系 统的防燃、防爆是一项系统工程。从操作到设备管理都要制订严格的规章制度。严格按章办事,只有这样,煤粉磨系统及煤磨除尘器才能长期安全、稳定、高效运行。

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