防爆除塵器系統(tǒng)的消防及防爆措施

對可燃性粉塵爆炸的防爆設備歷來都有法律法規(guī)嚴格規(guī)范。美國國家消防協(xié)會（NFPA）在爆炸的保護和預防上制定了一系列的標準；ATEX防爆指令是歐洲普遍采用的相應標準，規(guī)定了在有爆炸性環(huán)境的設備需要做到的技術(shù)要求，只有獲得ATEX認證后，方可在這些國家銷售和使用防爆設備。我國亦有健全的國家標準和規(guī)范，例如粉塵防爆安全規(guī)程（GB15577-2007）、粉塵爆炸泄壓指南（GB15605-2008）、粉塵爆炸危險場所用收塵器防爆導則（GB/T17919-2008）等等。特別在8月2日，昆山金屬廠發(fā)生爆炸后，國家安荃生產(chǎn)監(jiān)督管理總局發(fā)布了第68號令《嚴防企業(yè)粉塵爆炸五條規(guī)定》，進一步挑明工業(yè)粉塵除塵防爆燃安全的重要性和對規(guī)范標準的執(zhí)行要求。希望通過經(jīng)驗教訓，我國工業(yè)除塵領域得到應有的重視，監(jiān)督部門和企業(yè)管理執(zhí)行力有所加強，技術(shù)水平獲得不斷提高。

要強調(diào)的是，在正確設計選型和安裝通風除塵系統(tǒng)的防爆抑爆設施后，生產(chǎn)運營管理的水平也要隨之提高，保持工作現(xiàn)場環(huán)境清潔，隨時*清除加工中所產(chǎn)生的易燃易爆粉塵，力爭從源頭上降低爆燃幾率。

易燃易爆粉塵的收集處理歷來是工業(yè)通風除塵工作的難點，也應該是一個非常值得關(guān)注的重點，這不單要求從業(yè)人員具有較為全面扎實的業(yè)務知識，還要有高度嚴謹?shù)呢撠煈B(tài)度，兩者缺一不可。什么是易燃易爆的粉塵，現(xiàn)場工作人員必須對自己處理的物料有清楚的認識，有很多資料可以查詢，也有很多文獻可以參考，關(guān)鍵要對實際產(chǎn)塵的工藝流程做深入了解，對揚塵塵體的物化性質(zhì)給出定義，才能夠準確無誤地行使除塵系統(tǒng)的設計、設備的選型以及制造應用的責任。

　　金屬加工中產(chǎn)生的粉塵可能引起燃燒甚至爆炸。燃燒與爆炸的概念有所不同，首先談談燃燒，它是指可燃物與氧化劑作用發(fā)生的放熱反應，通常伴有火焰、發(fā)光、發(fā)煙的現(xiàn)象。物質(zhì)燃燒需要同時具備三個要素，即可燃物質(zhì)、助燃物質(zhì)和起火源，三缺一均不可能造成燃燒現(xiàn)象。比如在等離子切割和激光切割一些合金板材過程中，所產(chǎn)生的煙塵具有可燃性，無處不在的氧氣是助燃物質(zhì)，這時環(huán)境中一旦出現(xiàn)明火、電火花、甚至摩擦、撞擊產(chǎn)生的火花及發(fā)熱，以及造成自燃起火的氧化熱等物理化學因素都能成為起火源。采取措施使三要素不同時存在，比如應用除塵器裝置收集和控制可燃物、減少或隔絕空氣進入除塵工藝系統(tǒng)、防止和消除起火源，即可阻止燃燒發(fā)生，從而實現(xiàn)防火救災的目的。

空氣中易爆炸粉塵種類可以包括：1）金屬類，如鉬、銻、硅、鋯、鐵、硅鐵合金，鎂、鋁鎂合金等；2）合成材料類，如塑料、合成樹脂、合成纖維素、有機化工原料、纖維素絮凝物；3）糧食產(chǎn)品類，如面粉、淀粉、砂糖等；4）工業(yè)原材料類，如煤粉、木材、干紙漿等。粉塵的爆炸性指數(shù)（Kst）值是通風除塵工程設計的主要依據(jù)之一，同時要明確能夠引起爆炸的zui低濃度，即爆炸下限（以g/m3表示）。一般來講，粉塵粒徑越小，爆炸下限越低；氧濃度越高，爆炸下限越低；可燃揮發(fā)份含量越高，粉塵爆炸下限越低。通風除塵設備及管內(nèi)的此類物質(zhì)濃度應該控制在其爆炸下限值的50%以下。通過減小爆炸的影響，使余壓低于過程設備的承壓安全水平，zui大爆炸壓力（Pmax）通常高于100psi，設定余壓值（Pred）通常低于3psi。

　　粉塵燃爆炸指數(shù)（Kst）是指在1m3密閉容器內(nèi)，粉塵爆炸試驗中zui大爆炸壓力上升速率與容器容積的立方根的乘積一常數(shù)，用來表明粉塵爆燃的劇烈程度和危險性，Kst值越大危險性越高。

針對除塵器或通風管道內(nèi)可能出現(xiàn)的粉塵爆炸，采取爆炸抑制和化學隔離系統(tǒng)是目前一種較為行之有效的措施。爆炸抑制的設計原理：檢測到爆炸起始的早期癥兆，通過迅速噴射化學滅火劑至正在發(fā)展的火球中，以*結(jié)束燃燒的苗頭而達到預防燃爆的作用。抑制過程完成后，可以進行快速清理，允許生產(chǎn)再次進行。 爆炸抑制系統(tǒng)包括一個的傳感器，將檢測到爆炸初始階段的壓力波（它總是比火球的速度快）傳導。傳感器的設計應該預防由于震動或其他非爆炸壓力波事件而引起的誤啟動。傳感器形成的一個電氣信號啟動安裝在設備表面的"滅火炮"，直接噴射食品級的NaHCO2 滅火劑到設備中。滅火劑通過噴嘴進行有效噴撒，熄滅還沒有形成爆燃的火源。根據(jù)除塵器的使用條件，該系統(tǒng)通常限制壓力在0.2bar以內(nèi)。研究表明，一個沒有保護的粉塵爆炸通?？梢栽?/4秒內(nèi)達到zui低8bar的壓力（不同的易燃粉塵的壓力值有所不同)。

除塵器防爆燃的zui簡便常見的方法之一是采用泄爆膜片，設計考慮因素包括設備安裝的環(huán)境，泄爆口的方向，除塵器殼體及其管道的耐壓強度等。它的優(yōu)勢是成本較低，安裝容易，不需要日常維護和監(jiān)測；缺點是泄爆膜片將會*爆開并損毀，需要更換新的配件和修復，局部爆炸后的設備內(nèi)部及周邊環(huán)境要做清掃，并且不能夠應對已形成火球的消防熄滅。泄爆膜片的強度和尺寸與不同類型的除塵器相匹配的設計計算很關(guān)鍵，不然可能會造成頻繁泄爆動作，或者泄爆動作滯后而延誤施救。

有些防爆要求特別嚴格的工況，比如在合金部件打磨和金屬件熱噴涂工藝生產(chǎn)中，還會采取機械隔爆和化學抑爆結(jié)合應用，在化學抑爆的同時機械隔爆閥分段及時關(guān)閉，切斷火勢外延的可能。除塵器或管道內(nèi)聚集的粉塵，往往被初次爆炸充分揚起，引發(fā)新的"二次爆炸"，由于這時的懸浮揚塵濃度更高，二次爆炸比一次爆炸更具有破壞性和殺傷力，許多事故中發(fā)生的傷亡事件幾乎是由二次爆炸造成的，因此對二次爆炸的預防尤為重要，措施和手段更應迅速可靠。

在考慮通風除塵系統(tǒng)消防抑爆的時候，還有其他方面應加以探究，比如風機電機和電氣控制的防爆要求，濾料的阻燃能力、防靜電性能，除塵器接地導通問題，入風口火花撲集器的形式等等，必要的話一定要增加到位不得疏漏。構(gòu)成通風除塵系統(tǒng)的吸罩和管道等周邊設備也要科學合理，正確設計、制作和安裝，調(diào)試運行達標后才可投入生產(chǎn)。