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除尘器设备泄爆与隔爆装置使用和设计中存在的问题

2019-07-26  避雷针007

除尘器设备在使用的过程中,会处理一些易燃易爆的粉尘,比如铝粉尘、木工粉尘,为了增加日常工作的安全性,需要安装泄爆隔爆装置。防爆片也叫泄爆片因为比较经济,是除尘器常选用的一种粉尘爆炸泄压装置。虽然泄爆片用于除尘器的泄爆目前比较普及,但在实际使用中和设计中也存在一些问题。朴华科技整理如下:

除尘器设备泄爆与隔爆装置使用和设计中存在的问题

1.泄爆面积的计算

常用的计算泄爆面积的标有:GB/T15605-2008、EN14491-2012和NFAP 68-2013。目前国内在泄爆面积计算时存在的问题,主要有:

1)没有根据相关标准进行泄爆面积的计算,而是根据经验值或除尘器大小选择泄爆片尺寸大小。造成的结果可能是泄爆面积不够大,影响泄爆效果,造成除尘器内泄爆压力增大,会造成除尘器变形或破坏;

2)不知道粉尘的爆炸特性,如Kst、Pmax等;粉尘爆炸特性Kst和Pmax是用于粉尘泄爆面积计算时最重要也是必须的参数。一般的做法是参考相关标准列出的Kst和Pmax值,但参考粉尘和实际粉尘在颗粒大小、颗粒形状、湿度等方面有差别,最可靠的作法是进行粉尘爆炸特性测试,以获取实际粉尘的Kst和Pmax值;

3)用于泄爆面积计算的参数选择不合理,如Pstat和Pred的取值;这两个值会影响泄爆面积的计算结果,如:Pred值取得较小时,计算的泄爆面积就大;Pred值取得较大时,计算的泄爆面积就小。Pred如何取值,与除尘器的强度有关;

除尘器内部密集分布的滤袋或滤筒使得爆炸的传播显著的变慢,爆炸可能会沿滤袋或滤筒之间传播。不管怎样,由于滤袋或滤筒的冷却效应和滤袋或滤筒间不会发生湍流,爆炸的传播速度会降低。

最新的EN14491和NFPA 68标准中允许在计算除尘器泄爆面积时,通过综合考虑滤袋或滤筒的体积、滤袋或滤筒间的间距大小、泄爆板的布置位置等因素,来相应的选择用于泄爆面积计算的除尘器的体积。GB/T 15605-2008标准5.2.2要求:容器容积不包括其中障碍物的体积。容器内如有障碍物(如滤袋、封套、滤筒),则容器容积应减去过滤部件所占体积或过滤介质包围的体积。建议在选择泄爆片时,联系专业的制造商或相关人员进行泄爆面积的计算。

2.泄爆片的布置位置

泄爆片可安装在除尘器的侧面或顶部位置(根据除尘器的机构不同)。请注意除尘器滤芯会影响粉尘爆炸进程,会妨碍泄爆板的泄爆!常见的错误就是泄爆片的布置位置问题。当发生粉尘爆炸时,泄爆片打开,爆炸压力波向外流动,爆炸压力波将滤芯或滤袋吹到泄爆片开口处,滤芯或滤袋阻塞泄爆片,影响泄爆,造成泄爆片泄爆效率低下,使得除尘器内泄爆压力上升,大于除尘器的设计泄爆压力值(Pred),可能造成除尘器壳体变形,甚至破裂。

GB/T 15605-2008标准5.2.2要求:应保证泄爆过程不被障碍物阻挡,因此滤框不应覆盖泄压口。如无法避免障碍物阻挡泄压口,应在泄压面积计算中采用合理的泄压效率。EN14491建议泄爆片应安装在不易被阻塞的部位,通常意味着泄爆片应布置在滤袋或滤筒的下部或者取掉泄爆片安装位置附近的滤袋或滤筒。而NFPA68标准则根据泄爆片的布置位置,选择不同的泄爆体积。

3.泄爆片的泄爆方式

当除尘器位于室外时,需要有安全的场所用于泄爆片的泄爆。如泄爆片周围没有其他生产设备和人工通道,有足够的空间用于泄压时,泄爆片才可以用来作为爆炸泄压装置。当除尘器位于室内时,需要通过泄压导管将爆炸压力引到室外安全区域进行泄爆。采用泄压导管泄爆时,要按照相关标准对泄压导管长度、泄压导管角度、泄压管道的尺寸、以及有泄压导管时的最大泄爆压力等要求和因素进行设计和布置。泄爆条件不允许时,则要采用无焰泄放装置(Flameless Vent)或爆炸抑制(Explosion Suppression)技术和设备。

4.除尘器的入口和出口管道爆炸隔离措施

4.1.除尘器入口爆炸隔离

目前仍然存在老的误解就是除尘器的入口不需要进行爆炸隔离:如果朝向除尘器的空气流速是足够的,爆炸就不可能会沿着气流反方向传播。然而,如果除尘器内发生粉尘爆炸,除尘器内的压力就会增大,造成气流逆向除尘器流动(代替气流正向除尘器流动),爆炸火焰和压力波就会沿着逆向气流扩散到所有相连的设备,造成相连设备的“二次爆炸”或“多次爆炸”。因此,通常至少除尘器入口管道需要进行爆炸隔离。

典型的用于除尘器入口管道爆炸隔离的设备如下:

1)机械式隔爆阀:粉尘隔爆阀、粉尘爆炸快速关闭阀等;

2)化学隔爆;

4.2.除尘器出口爆炸隔离

物料出口的爆炸隔离典型的由系统设备提供,如旋转阀。请注意旋转阀需要进行定期检查,为了防止旋转阀挡板间隙增大,造成爆炸的传播。

4.3.除尘器洁净空气出口爆炸隔离

洁净空气出口是否需要进行爆炸隔离时需要考虑到:

1)虽然一些过滤部件可以阻止火焰的传播,但是很多过滤部件并不能阻止火焰,许多过滤部件可能会燃烧,使得火焰可以传播;

2)采用爆炸抑制系统时,通常火焰在通过过滤部件传播前将会被熄灭;

3)即使没有火焰传播,为了保护洁净空气出口薄弱设备(如风机)时也需要进行爆炸隔离.只有当无火焰传播或洁净空气出口位于安全位置,并且洁净空气出口设备(包含风机和消音器等)可以承受除尘器的泄爆压力值(Pred)时,洁净空气出口可以不进行爆炸隔离。

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