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工業(yè)生產、汽車尾氣等都需要消耗大量的能源，同時也會排放出煙塵與粉塵等污染物，為生態(tài)環(huán)境帶來不利的影響。除塵器就是人類清除粉塵等污染物的有效工具。隨著電廠燃煤品質的不斷下降，除塵器的排放要求也在不斷提高，粉塵在與氧氣結合的過程中很容易發(fā)生爆炸，因此，火電廠使用粉塵防爆除塵器十分必要。

一、粉塵爆炸特點

（一）粉塵燃燒速度或爆炸壓力上升速度比氣體爆炸要小，但燃燒時間長，產生的能量大，所以破壞和焚燒程度大。

（二）發(fā)生爆炸時，有燃燒粒子飛出，如果飛到可燃物或人體上，會使可燃物局部嚴重炭化和人體嚴重燒傷。

（三）爆炸產生的沖擊波吹起積聚在地面或者其它表面的粉塵使其懸浮在空氣中，引起第二次爆炸，往往粉塵初始爆炸其威力較小，產生巨大傷害的是由初始爆炸振動引起的地面、設備、管道表面的積塵產生二次揚塵所發(fā)生的爆炸。

（四）粉塵爆炸中伴隨著不完全燃燒，燃燒氣體中含有大量的CO 氣體，所以會引起人員中毒。

（五）復雜性

與可燃氣體的爆炸相比，粉塵爆炸具有復雜性特征。通常情況下，可燃粉塵會懸浮于空氣當中，并在爆炸濃度范圍內形成粉塵云，在火源的作用下，與火源最先接觸的粉塵會被最先點燃，并形成一個小火球，火球通過燃燒釋放出大量的熱量，對周圍的可燃粉塵進行加熱，進而發(fā)生著火燃燒的現(xiàn)象，火球在這一環(huán)境中會迅速擴大，最終產生爆炸。

粉塵爆炸與粉塵的物理與化學性質以及周圍的空氣條件都有著十分密切的關系。通常情況下，粉塵的顆粒越細，在同一空間內的密度就越大，燃燒熱也越大；活性越高的粉塵，燃燒的可能性就越大；空氣中氧氣含量越高，粉塵越容易被點燃，爆炸越劇烈。此外，由于水分具有抑制爆炸的作用，因此越干燥的環(huán)境下，發(fā)生爆炸的危險就越大。

（六）反復性

粉塵在發(fā)生爆炸后，大量的顆粒聚集在一起，其濃度遠遠超過了粉塵爆炸的上限，在這種情況下，往往不會再出現(xiàn)爆炸現(xiàn)象。但當?shù)谝淮伪óa生的沖擊波對堆積粉塵產生作用后，粉塵就會重新分裂，與空氣相混合，一旦濃度降到爆炸范圍內時，就會產生二次爆炸，且二次爆炸的危害遠遠大于第一次爆炸。

（七）危害性

粉塵爆炸與大體積可燃固體的爆炸與燃燒存在很大的不同。大體積固體的燃燒是一種近似于平行層向內推進的過程，這種燃燒過程釋放能量較為緩慢，因此熱量與氣體可以迅速的散開?？扇夹苑蹓m是一種堆狀燃燒，一旦具備通風條件就會形成燃燒，即便是通風不暢的環(huán)境中也有可能發(fā)生引燃事故，危害性極大。

超細粉塵的爆炸就是一個相對復雜的過程，火焰迅速傳播，在粉塵云的中心點燃火焰，不到0.1s的時間里整個粉塵云就會被點燃，進而形成更高的壓強。

二、粉塵防爆除塵器的設計原理

（一）泄壓裝置設計

防爆設計的初衷就是為了將可燃物爆炸撲滅在初始階段，避免爆炸現(xiàn)象的發(fā)生。一旦發(fā)生爆炸，除塵器中的泄壓裝置也可以對此進行有效處理。在進行泄壓裝置的設計過程中，泄爆壓力設置應當為除塵器袋室設計壓力的一半，即5-7.5KPa即可，當壓力值達到10KPa時，工作人員需要打開泄壓裝置進行壓力釋放。

在除塵器的側面應設計一定的傾斜角度，此設計的目的是為了防止空氣的進入，在裝置進行泄壓的過程中，由于側面存在一定的傾斜角度，因此裝置能夠依靠自身的重力進行自動復位。此外，為了使除塵器能夠迅速的泄壓，在設計的過程中還要預留出足夠大的空間，慎重的考慮泄壓口的位置，例如：用管道將排氣口與室外安全泄壓裝置進行連接等。

（二）泄爆裝置

設計泄爆裝置的目的是為了保障系統(tǒng)的安全生產，該裝置中主要包括防爆安全閥、防爆膜片、重錘式安全閥以及彈片式泄爆裝置等。此外，還需要在泄壓裝置下設置平臺與欄桿，其中平臺只有在檢修的時候才能用到，因此工作人員在平時可以用鏈條攔住平臺，并設置警示標語，禁止工作人員自由通行。

（三）風量、風壓、風速的確定

除塵器的進風裝置是由下風管、風量調節(jié)閥以及矩形進風管組成，在對進風管進行設計的過程中，設計設需要綜合考慮風管壁板的耐負壓程度，風量調節(jié)閥則可以作為廠通件，通常情況下，粉塵防爆器的閥板厚度控制在5mm左右，主管風速應當能夠有效降低管道內粉塵濃度，避免累計，一般而言對于木粉塵主管風速不小于20m/s，鎂鋁粉塵主管風速不小于23m/s。風罩口的風速應當根據(jù)具體物料及作業(yè)方式而定。

（四）惰化裝置的采用

除塵器采用惰性氣體充當介質時，應當加強對除塵器內部氧含量的控制。采中央除塵系統(tǒng)充入粉體的流量不應大于爆炸下限的50％。惰化裝置加入除塵器后，應當增設帶有監(jiān)控功能的防爆裝置，一旦出現(xiàn)運行異?？梢宰詣影l(fā)出警報。

（五）自動化設計及檢測報警連鎖功能

自動化設計及檢測報警連鎖功能是粉塵防爆系統(tǒng)中不可或缺的一項功能，當系統(tǒng)發(fā)現(xiàn)附近存在潛在危險時，該功能就會通過中控系統(tǒng)將警報信息發(fā)送到移動斷口，并防止粉塵爆炸現(xiàn)象的發(fā)生。

三、粉塵防爆除塵器發(fā)展概況

(一)各國對于環(huán)境污染控制的相關標準

粉塵對于人類的健康危害極大，因此粉塵污染越來越受到世界各國的重視。各個國家也采取了相應的措施，并制定了一系列的法律規(guī)范等。早在1963年，美國就頒布了《潔凈空氣法》，并于此后的幾年時間里持續(xù)進行修訂，目前，潔凈空氣法仍是國際上最為嚴苛與詳細的法案，其中也指出了有害空氣污染物的種類等。美國針對空氣污染問題，將全國劃分為未達標區(qū)域與達標區(qū)域，并實行了排放許可證制度。

德國也采取了十分嚴格的排放標準，規(guī)定工業(yè)污染物的排放標準為50mg/m3，隨著法律制度的不斷完善，德國的空氣污染情況也得到了有效的改善，在60年時間里，德國粉塵排放量降低了65％，生態(tài)環(huán)境得到了明顯的改善。

我國在1973年起開始重視空氣污染問題，并于同年首次公布了13種污染物質的排放標準，并規(guī)定對一、二、三類地區(qū)的排放標準分別為200、400、600mg/Nm3，基于此，工廠必須采用更高效率的除塵設備。

（三）除塵設備的市場

1992年，除塵器在世界各大地區(qū)興起，尤其以電除塵器與袋式除塵器的銷量最佳。兩大除塵器的銷量總和達到了46億美元。進入1993年，美國針對除塵器做了一系列調查，發(fā)現(xiàn)電站對空氣污染控制設備的投入最大，其次是石油精煉產業(yè)，還有冶金、水泥、礦山等產業(yè)。

80年代后，我國除塵器得到了極大的發(fā)展，全國除塵設備的生產廠家達到900多家，其中電除塵器與袋式除塵器最受歡迎，與70年代相比，我國空氣凈化事業(yè)實現(xiàn)了質的飛躍。

（四）結合氣體凈化設備發(fā)展除塵設備

隨著科學技術的發(fā)展，工業(yè)生產的技術越來越發(fā)達，隨之產生的空氣污染也越來越嚴重，傳統(tǒng)的除塵技術已經(jīng)無法滿足現(xiàn)代社會的發(fā)展需要。意大利、日本以及我國都對袋式除塵器進行了大量的研究，并研發(fā)出用脈沖供電的方式清除煙氣的技術，近年來，該技術在化工業(yè)中得到廣泛的應用，且效果十分顯著。

（五）濾料概況

濾料是除塵器中的重要組成部分，它對于除塵器的運作效率、使用壽命等都具有決定性作用。目前，我國除塵器品牌主要采用的濾料包括聚酯類濾布、合成纖維濾布、玻纖布等。

1.聚丙烯酸纖維

該材料具有耐高溫，過濾效果好等優(yōu)點。澳大利亞主要運用該濾布進行煤脫硫，效果顯著。

2.賴登和P-84濾布

兩種濾布都具有耐高溫與耐酸的特質，且效率與阻力特性都較好，通常用于鍋爐煙氣凈化等。

3.玻纖濾料

國外對于改材料的研究著重于處理技術，它除了能處理硅油、石墨、聚四氟乙烯外，還具有防酸的功能。近年來，科學家對玻纖濾布的處理方法加以改善，使其適用范圍不斷擴大，例如利用玻纖做成的針刺氈可以運用于脈沖袋式除塵器中。

4.抗靜電濾布

在過去，袋式除塵器經(jīng)常會發(fā)生爆炸，主要原因還是在于濾料的選擇不當，采用防靜電的濾料，不僅可以預防除塵器爆炸與燃燒，更能提升對煙氣與粉塵的凈化效果。例如，在導電聚酯纖維上涂上一層金屬元素層，能夠起到良好的阻電作用。

目前，我國各大工廠主要采用聚酯針刺氈作為抗靜電濾料，濾料的基布中安置了大量的抗靜電纖維，例如尼龍66抗靜電纖維、滌綸導電纖維與腈綸導電纖維等，使除塵器能夠達到防爆的目的。

粉塵防爆除塵器的發(fā)展經(jīng)歷了漫長的階段，隨著科學技術的進步，防爆除塵器在現(xiàn)代工業(yè)中的運用也越來越廣泛，它的出現(xiàn)不僅為人類生產與生活帶來便利，更是達到了凈化空氣、防止污染的效果，為人類的可持續(xù)發(fā)展奠定了堅實的基礎。

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