除尘器

烟草粉尘除尘器防火防爆设计

作者:广州新瑞环保    来源:www.    发布时间:2019-05-22 16:39:37

摘要:浅显探讨了烟草粉尘特性及爆炸危险性,并针对卷烟企业生产车间除尘机房防爆、除尘器防爆设计、除尘系统设计与划分、除尘管道的布置及防火防爆应注意的问题进行了论述。

关键词:烟草粉尘除尘;防火;防爆爆炸

近年来,随着一些重大粉尘爆炸事故的发生,粉尘防爆设计越来越引起人们的重视。随着卷烟行业迅速现代化进程,生产工艺和环境的改进,工艺和环境要求的除尘风量越来越大。虽然国内还未发生过烟草粉尘爆炸事故,但根据国际劳工局资料介绍,国际上已发生过烟草粉尘爆炸事故。粉尘爆炸在瞬间产生,并伴随着高温、高压,热空气膨胀形成的冲击破具有很大的摧毁力和破坏性。因此本文针对烟草粉尘除尘设计及防火防爆进行探析。

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1烟草粉尘特性

在卷烟生产工艺过程中,初加工、烟片、烟梗和成品烟丝由于扰动、振荡、落差或风力输送产生烟草粉尘;制丝车间、卷接包车间设备保养、吹扫和生产时都会产生烟草粉尘。据一些卷烟厂的统计,烟草原叶中含有占总量2~4%的无机尘土,在加工和输送过程中又产生占总量2%左右的烟草粉尘。

卷烟企业生产车间均为丙类火灾危险性,我国最早列出烟草粉尘的爆炸浓度下限为68g/m3,原引自1983年出版的苏联《工业通风设计手册》。后来国内一些科研单位,经过测试发现,由于烟草粉尘属有机粉尘,产地、水分、粒度及季节等均影响其爆炸特性参数,根据四种取样粒径测试结果,烟草粉尘爆炸指数K尘为7.08~14.8MPa·(m/s),粉尘云爆炸下限浓度约为10~20g/m3。

2除尘机房防火防爆设计

根据《烟草加工系统粉尘防爆安全规程》(GB18245-2000)第5.3条指出,除尘机房宜单独设置并位于生产厂房外,如确因条件所限,也可设于生产厂房内,但应与其他生产设备防爆隔离,并应采取泄压措施。

《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)第9.3.7条也指出,净化有爆炸危险粉尘的干式除尘器和过滤器宜布置在广房外的独立建筑内,建筑外墙与所属厂房的防火间距不应小10m。具备连续清灰功能,或具有定期清灰功能且风量不大15000m3/h、集尘斗的储尘量小于60kg的干式除尘器和过滤器,可布置在广房内的单独房间内,但应采用耐火极跟不低于3.00h的防火隔墙和1.50h的楼板与其他部位分隔;第3.6.2条规定有爆炸危险的厂房和厂房内有爆炸危险的部位应设置泄压设施。

随着烟草工业的快速发展,现在的烟草厂房建筑体量大,大部分都是一体厂房,因此除尘机房很少单独设置。同时根据资料显示,国内外企业粉尘爆炸事故的首爆点几乎都在除尘器,苏联曾把除尘器首爆总结为事故的基本规律。因此,除尘机房防爆设计应采取如下措施:

(1)除尘机房的泄压面积可按《建筑设计防火规范》(GB50016-2014)第3.6.4条中公式计算,由于烟草粉尘爆炸指数K尘为7.08~14.8MPa·(m/s),则C值可取≥0.055。

(2)除尘机房的泄压设施可采用轻质屋面板、轻质墙体和易于泄压的门、窗等,应采用安全玻璃等在爆炸时不产生尖锐碎片的材料。泄压设施的位置应避开人员密集场所和主要交通道路,并靠近有爆炸危险的部位。

(3)除尘机房应有良好的通风,无自然通风,应设置机械通风,换气次数可取≥5次/h。风机应采用防爆电机。

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3除尘器防火防爆设计

除尘器做为粉尘收集净化系统中最重要的设备,同时又是事故首爆点,因此除尘器本体的防爆设计尤为重要,除尘器的防爆设计应重点关注以下问题,同时还应符合《粉尘爆炸危险场所用收尘器防爆导则》:

除尘器箱体应能承受系统最大负压,同时应设置泄爆装置。

除尘器应有可靠的清灰装置、自控系统及合理的清灰周期。

滤袋应采用消静电滤料制作,并应具备阻燃性能。

除尘器应设防静电直接接地设施。

卸灰装置应与除尘器同步运转,粉尘不应积存在灰斗内,灰斗内壁应光滑,休止角应不小于65°。

4除尘器设计及防火防爆

4.1除尘系统的划分

卷烟企业生产车间内除尘点分散且车间面积较大、除尘点多,为便于运行管理,常划分为多个除尘系统。系统划分的原则如下:

同一生产流程、同时工作的除尘点相距不大时,可合为一个系统。同一生产流程的除尘系统也宜结合工艺工段划分,便于生产管理。

同时工作但粉尘种类不同的除尘点,当工艺允许不同粉尘混合回收或粉尘无回收价值时,也可合设一个系统。如制丝车间工艺对叶线筛下物无回收要求时,可并入一般环境除尘系统。

温湿度不同的含尘气体,当混合后可能导致风管内结露时,应分设系统。如制丝车间滚筒薄板式烘丝机、流化床烘梗丝机、滚筒烘丝机等高温高湿除尘应单独设置除尘系统,还应采取保温隔热措施。

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风量较大的除尘点位于风机附近时,不宜和远处排风量小的排风点合为同一系统,合并该除尘点会增大系统总阻力,不利于经济运行。

单个系统的除尘点不宜过多,以利于各支管间阻力平衡。当不能通过管径调整水力平衡时,应在阻力小的管路设置便于调节的阀门,风阀一般设于垂直立管。对于打叶复烤车间除尘系统,除尘点较多,单个系统除尘点不宜超过30个。

个别工艺设备风量较大、风量控制严格或风量变化对工艺影响较大,需单独设置系统。

当附近有多个除尘点不同时工作时,可合用系统,通过设置与工艺设备连锁的阀门切换,减少除尘系统的设置,节约投资。此时除尘系统的排风量应按同时工作的最大排风量以及间歇工作的排风点漏风量之和计算,漏风量可取正常排风量的15%~20%。

4.2除尘管道的布置

烟草生产车间一般管网多而复杂,特别是卷烟厂空调系统风管断面尺寸大,除尘管网的布置也直接影响空调系统风管的总体布局,因此应与工艺、土建、电气、给排水、弱电、动力等专业互相配合、协调,使管网布置顺畅、简洁,减少管网交叉。除尘管道的布置需注意以下事项:

风管布置应力求顺直,避免复杂的局部管件。弯头、三通等管件要安排妥当,局部管件之间应留有直管段安装空间,以减少阻力和噪声。风管弯管曲率半径不宜小于2倍管道直径,风管斜三通角度为采用30°,不得大于45°。四通制作可采用两个斜三通的做法。

输送高温潮湿含尘气体,管道顺气流方向应设置不小于0.005的坡度,并应在风管最低点和风机底部装设水封泄液管,以便排除积液。

应严格控制管道最小风速,确保管内不应有粉尘聚集。烟草粉尘垂直风管风速应≥8m/s,水平风管风速应≥10m/s,可根据管道布置空间适当提高风速,降低粉尘聚集可能性。

风管上应设置必要的调节测量装置,如阀门、风量测定孔、检查孔等,调节和测量装置应设在便于操作和观察的地点。

烟草粉尘除尘系统为防止风管堵塞,风管直径一般不宜小于80mm。

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4.3除尘管网的防火防爆设计

除尘管网防爆设计主要避免粉尘的局部聚集达到爆炸浓度下限,以及避免电火花、或其他火源的产生,设计时应注意以下几点:

管道不应设置端头或袋状管,避免粉尘聚集,阻塞管道。在易积尘部位如弯头、三通合理设置风管检测门,便于及时清理风管内壁积尘。

除尘器应布置在负压段。除尘机房位于厂房内时应设置集中连续收尘系统,且风量不大于15000m3/h,或人工定期处理。为了便于人工清理也可设置绞龙输送机输送至集中收尘点,集中处理,减少人工操作量。

管道应采用金属材料制作,便于导出静电。常用的为薄钢板,高温潮湿除尘系统一般选用不锈钢板;一般除尘管道通常选用不易变形、强度高的冷轧钢板,但加工相对热轧钢板困难,也可选用热轧钢板。

管网拐弯处及除尘器入口合理设置泄压装置,可采用泄爆膜或泄爆门。但泄爆膜泄爆后需及时更换,因此建议采用泄爆门,泄爆后及时关闭即可,减少更换维护成本。

同时应按现行防火规范要求设置相应的防火阀。

5结束语

综上所述,首先应意识到烟草生产企业烟草粉尘爆炸的重要性,其次在烟草粉尘的除尘设计要满足相关标准规范要求,采取相应的技术措施,同时,运行管理过程中规范操作,就能避免粉尘爆炸事故的发生。

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