除尘器

打叶复烤企业除尘系统设计及防爆安全技术的探讨

作者:广州新瑞环保    来源:www.    发布时间:2019-05-27 10:41:33

摘要:近年来粉尘爆炸事故频发,引发了社会各界对粉尘防爆安全技术更多的思考。结合云南烟叶复烤有限责任公司保山复烤厂易地技术改造项目12000kg/h打叶复烤生产线除尘系统,对打叶复烤企业除尘系统防爆安全技术进行探讨。

关键词:除尘系统;除尘器;粉尘防爆;打叶复烤

近年来,由于粉尘控制不当而导致的爆炸的事件时有发生,8⋅2昆山工厂爆炸事故,台湾彩色派对粉尘爆炸事故都造成了重大的人员伤亡,这些事故的发生,都为目前在建项目敲响了警钟,让项目建设人员在除尘系统防爆安全设计及实施方面投入了更多的思考。

以云南烟叶复烤有限责任公司保山复烤厂易地技术改造项目除尘系统为例,对打叶复烤企业除尘系统防爆安全技术进行了探讨。云南烟叶复烤有限责任公司保山复烤厂易地技术改造项目作为新建项目,严格执行国家有关规范,确保除尘系统防爆安全,设计、配置必要的防爆安全装置是毋庸置疑的。然而由于打叶复烤行业与其他行业间存在差异,粉尘性质也不尽相同,在除尘系统设计及施工时要正确执行国家标准规范,在满足标准规范的前提下既要兼顾打叶复烤行业特点,又要做到防控结合,有的放矢。为此,首先要认识烟草粉尘的特性和烟草粉尘除尘系统的特点。

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1烟草粉尘的特性和烟草粉尘除尘系统的特点

1.1烟草粉尘的特性

烟草粉尘是以有机粉尘为主的混合型纤维性粉尘,以棕色细小的颗粒为主,形状不规则,分布离散,比重较轻。根据国家相关标准规范显示:烟叶粉尘的爆炸危险性级别为一般,爆炸指数1.2MPa⋅m/s,粉尘云引燃温度470℃,粉尘层引燃温度280℃;按照GBT18245-2000《烟草加工系统粉尘防爆安全规程》,不同中位粒径的烟草粉尘云爆炸下限浓度在10~20g/m3。复烤加工工艺环节中,根据烟叶特性和加工工艺,一般情况下,粉尘主要是由烟叶夹带、机械加工和输送过程造碎造成的。为控制车间内烟草粉尘浓度,保证职工具有安全、健康的工作环境,云南烟叶复烤有限责任公司保山复烤厂易地技术改造项目在联合工房内单独设置了除尘房,并结合生产工艺构建了除尘系统。

1.2烟草粉尘除尘系统的特点

GB50016-2014《建筑设计防火规范》定义:除尘间属于丙类火灾危险源场所(1、闪点不小于60℃的液体;2、可燃固体);烟草除尘系统按性质分为工艺除尘系统和环境除尘系统,为负压式系统,系统由各吸尘点吸罩、管网、除尘器、风机、消声器等构成。除尘系统运行控制是先于其它设备启动,后于其它设备停机的运行模式,保证系统尽可能减少积灰,提高可靠性和安全性。系统管网的风速一般≥16m/s,管网转弯半径至少≥1.5D,局部≥2D,一般情况下管内难以积灰。其次,除尘系统属于稀相输送,粉尘浓度是沿气流方向逐步增加的,按照GBT18245-2000《烟草加工系统粉尘防爆安全规程》,不同中位粒径的烟草粉尘云爆炸下限浓度在10~20g/m3。实际管道内部粉尘浓度远低于标准中的最低爆炸浓度。除尘系统中的尘气温度一般在20~45℃间,也远低于标准中的粉尘及粉尘云的引燃温度。

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1.3粉尘爆炸的必要条件

粉尘爆炸必须具备以下几个必要条件:(1)要有可燃性粉尘或气体,且达到该性质粉尘的最低爆炸浓度;(2)要有氧气助燃;(3)要有点火源;(4)粉尘需具有弥散性;(5)必须在相对密闭的空间。

2保山复烤厂易地技术改造项目除尘系统介绍

2.1除尘系统总体介绍

保山复烤厂易地技术改造项目在联合工房北侧单独设置了面积约1400m2的除尘房,在对除尘房建筑设计的同时考虑了相应的泄压结构,如窗、外墙、屋顶等,并在除尘房内设置了除尘浓度在线监测报警系统。除尘系统结合生产工艺需求设计了17套除尘子系统,其中工艺除尘系统9套,环境除尘系统7套,集中收集系统1套。每一套除尘系统都根据生产线工艺设备就近配置,并优化了管路走线。整套除尘系统设计风量为413876m3/h;其中工艺除尘风量为144476m3/h,环境除尘风量为263800m3/h,集中收尘5600m3/h。各除尘器均配有相应的粉尘沉降室,项目设计时根据打叶复烤工艺工况及过往经验,选择了过滤风速,遵循工艺除尘过滤风速不超过1.6m/min,环境除尘过滤风速不超过1.8m/min,集中收灰过滤风速不超过1.3m/min的原则。

2.2除尘器形式及安全防爆措施

保山复烤厂易地技术改造项目除尘器采用上进风下出风的下降气流形式,并配置了气流导流装置,均匀内部气流,使除尘器内的每一只滤袋都能被充分利用。除尘器喷吹阀安装于除尘器箱体上部,既避免了灰尘、水滴进入喷吹阀,又提高了喷吹阀的使用寿命。滤袋喷吹系统采用时序控制模式,喷吹间隔、脉冲宽度可调整;时控器采用IP55或以上防护等级。清灰系统采用自带压缩空气过滤器的装置。每套除尘设备现场配置了压差显示仪,压差表提供4-20mA除尘器压差模拟信号和压差报警信号给PLC,设备操作人员可通过现场压差仪显示及PLC控制系统实时监测除尘设备内外压差,防止因压差过大而导致的除尘器爆炸,提高了整个除尘系统的安全性。除尘器均安装有手动风门,便于人工根据生产车间除尘效果来调整除尘系统风量。每台除尘器风机出口各设一台消音器,除尘器泄爆口设置在除尘器顶部。

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2.3除尘管路设计及粉尘防爆泄压措施

在除尘系统管道布置方面:系统管道充分考虑了管网与除尘器、除尘点位之间的匹配性,做到各系统压力损失最小,能耗最优。每套除尘系统在除尘器出风口与风机进风口之间直管段设置一个检测口,用于风速测量与粉尘含量检测。在除尘系统设计阶段,项目设计人员构建了整个联合厂房的BIM模型,在除尘管道施工前完成了除尘管道系统与消防、水、蒸汽、压缩空气、通风等管道系统之间的碰撞检查,保证了除尘管网与厂房结构之间互不冲突干扰。除尘管道在穿越除尘机房外墙、防火分区隔墙及车间变形缝出均设置了70℃防火阀,风管上的防火阀两侧各2.0m范围内的风管外壁采取了防火保护措施,保证耐火极限不低于该防火分隔体的耐火极限。每套防火阀有一个开到位和一个关到位行程开关,PLC系统在相应的设备现场I/O站采集防火阀的状态,当出现火情、防火阀自动关闭时,PLC控制系统控制相应的除尘器停机,并做出对应的声光报警和提示信息,达到了除尘器联动控制及消防报警系统联动控制的目的。在排除火情后方能重启除尘系统。除尘器与除尘系统主管间安装隔爆阀,隔爆阀水平设置,距离除尘器距离不小于3m,除尘系统主管易发生粉尘聚集的弯头处设置泄压爆破片及泄压导管,泄压导管接出屋面后接伞型风帽。

2.4除尘风机选用原则

项目设计时,除尘风机选用了具有振动小、噪音低等优点的双涡壳降噪离心风机,保证风机性能在除尘风量额定流量下全压偏差小于±5%,风机进风口导流圈采用了流线型设计,使其具有最好的空气动力性能。风机电机采用防护等级IP55,绝缘等级为F的防尘隔爆电机,满足整套除尘系统防爆性能要求。风机电机采用高效节能电机,电机能效限定值在额定输出功率的效率应不低于能效等级三级(IE2)。

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2.5除尘系统其他优化措施

除尘吸尘罩优化设计:除尘系统吸尘罩设计好坏直接关系到相应吸尘点位空气质量的优劣,吸尘罩开口形式,开口大小,开口方向以及距物料高度直接影响到除尘点位的除尘效果。为此,保山复烤厂易地技术改造项目在除尘系统设计时就通过一系列对比试验并结合过往经验确定了伞型吸尘罩的形式,并在吸尘罩安装时结合物料情况确定了吸尘罩安装高度,在保证吸尘效果良好的同时,又不会带走多余物料。

除尘粉尘再利用:除尘器在工作时难免会因吸尘罩罩面风速过大而吸入一部分烟叶碎片,为此在除尘系统集中收尘后设置了一台圆盘式振动筛分机用以对除尘汇总后的烟灰进行筛分处理,将灰尘中的麻丝、碎烟片通过筛分分离出来,分选出的碎烟片可进行回收再利用。筛分机设置了两层筛网,上层筛网用于将麻丝团剔除,网孔为Φ4.5mm,下层筛网用于碎烟片与烟灰的分离,网孔为Φ1.5mm。集中收尘器与圆盘式振动筛分机之间的烟灰输送用螺旋式输送机,防止烟灰堵塞。

3结语

除尘系统防爆安全措施与生产安全息息相关。除尘系统设计与实施时正确执行国家标准规范,在满足标准规范的前提下兼顾自身行业特点,满足生产工艺要求,云南烟叶复烤有限责任公司保山复烤厂易地技术改造项目除尘系统实施经验值得借鉴。

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