煤磨袋除塵器是根據(jù)煤粉塵防燃、防爆原理，以及袋除塵器過濾機(jī)理相結(jié)合研制成功的。煤粉在輸送、粉磨與除塵過程中的主要危險是燃燒、爆炸。因此，防燃、防爆是煤粉磨系統(tǒng)及除塵器設(shè)計(jì)時必需考慮的兩大因素。

1　消除內(nèi)部火源

主要是消除除塵器濾袋靜電火源�？轨o電針刺氈是在針刺氈的基布上紡入導(dǎo)電纖維，使濾料電阻值降低，利于附著濾袋表面粉塵所帶靜電荷的釋放。

由表1可以看出，有導(dǎo)電纖維較無導(dǎo)電纖維針刺氈表面電阻、體電阻和摩擦電位都低得多。為防止煤粉自燃，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不能有積灰面。設(shè)備設(shè)計(jì)要符合防爆要求，本體上還必須裝有卸壓閥。煤磨袋除塵器的灰斗是很容易積灰的，煤粉塵細(xì)度細(xì)，粒度小于40μm的占95%以上，附著性強(qiáng)，粉塵還可能吸收空氣中的水分，在灰斗壁上冷凝。所以灰斗壁的傾角應(yīng)≥70°。在灰斗兩面形成的谷角處，設(shè)計(jì)一溜料板，成為兩個加大的谷角，減少粉塵的沉積，如圖1所示。

圖1　灰斗頂視圖

在煤磨系統(tǒng)中，許多水泥廠一直沿用較早的工藝線，即所謂雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)，如圖2所示。

圖2　雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)
1.煤磨；2.粗粉分離器；3.細(xì)粉分離器；4.煤粉倉；5.原煤倉；6.煤磨風(fēng)機(jī)；7.MDC袋除塵器；8.螺旋輸送機(jī)；9.斗式提升機(jī)；10.排風(fēng)機(jī)；11.煤粉倉

該系統(tǒng)設(shè)備多，操作復(fù)雜，占地面積大，非標(biāo)管網(wǎng)布置也較為復(fù)雜，易產(chǎn)生煤粉塵的堆積死角，從而易引起煤粉自燃。實(shí)踐證明，單風(fēng)機(jī)系統(tǒng)比雙風(fēng)機(jī)系統(tǒng)優(yōu)越。

2　消除外部火源

外來火源主要有熱風(fēng)爐熱風(fēng)帶入的火星；機(jī)械摩擦火花；電火花；維修時，電、氣焊造成的局部高溫等。有些在系統(tǒng)操作時，只要引起足夠的重視就可以克服，有些則難以預(yù)料。因此，必須采取安全措施。如:設(shè)備檢修時，停止系統(tǒng)的運(yùn)行，隔離操作面，準(zhǔn)備滅火器材等。我國大部分水泥廠煤磨設(shè)置在窯頭，熱風(fēng)來源或?yàn)闊犸L(fēng)爐或?yàn)轶骼錂C(jī)或?yàn)楦G頭，氧含量均在20%左右，屬于非惰性操作。隨著氧濃度的增加，煤粉點(diǎn)燃溫度呈下降趨勢。在除塵器內(nèi)熱的煤粉塵與空氣混合就會形成爆炸性混合物，當(dāng)其濃度在45～2000g/m3之間時，一旦溫度過高就會引起燃燒、爆炸。當(dāng)煤的揮發(fā)分Vad>20%時，危險會更大。因此，將入袋除塵器的廢氣溫度控制在90℃以下。一旦溫度超溫，聲、光報(bào)警，緊急切斷系統(tǒng)，停止運(yùn)行。表2為某廠煤磨系統(tǒng)主要工藝操作參數(shù)。

另外，CO氣體的監(jiān)測、報(bào)警也是用于煤磨安全運(yùn)行的一種措施。表3為煤磨系統(tǒng)在正常運(yùn)行時的抽樣檢測結(jié)果。要求有一整套配備的降溫、過濾、干燥等裝置，需要嚴(yán)格的管理和維護(hù)。這樣CO自動監(jiān)測系統(tǒng)是能夠起到預(yù)警作用的。
 
表3 正常運(yùn)行時煤磨系統(tǒng)抽樣檢測結(jié)果 (%)

如果條件允許，煤磨系統(tǒng)采用窯尾預(yù)熱器排出的廢氣作為熱源，其氧含量在6%～10%、氣體溫度300～340℃之間，使系統(tǒng)在惰性氣氛下操作更安全。

3　采用滅火裝置

在我國有些水泥廠由于資金和管理等諸多原因，煤粉磨系統(tǒng)只是簡單的配備幾個泡沫滅火器，有的連這個都做不到，這是非常不可取的。煤粉磨系統(tǒng)防燃、防爆應(yīng)配有溫度預(yù)警裝置和CO2自動滅火裝置。當(dāng)CO2在空氣中的濃度達(dá)30%～40%時，一般可燃物質(zhì)的燃燒能窒息；40%～50%時，能抑制汽油蒸汽以及其它氣體的爆炸。對于煤粉塵而言，CO2含量在50%能夠抑制其燃爆。CO2自動滅火裝置由固定的CO2供給源，通過與之相連的帶噴嘴的固定管道，向被保護(hù)設(shè)備直接釋放CO2滅火劑。圖4為國內(nèi)某水泥廠煤粉制備工藝所配備的CO2自動滅火裝置。

圖3　某水泥廠煤粉制備工藝系統(tǒng)

該裝置的啟動分為手動和自動兩種。一般都使用手動式，但當(dāng)室內(nèi)無人時，可以轉(zhuǎn)換為自動式。當(dāng)采用自動式時，探測器(感溫和感煙探頭)在探測到發(fā)生火災(zāi)后，即發(fā)出聲響報(bào)警，并通過控制盤打開啟動容器的瓶頭閥，放出起動氣體來打開選擇閥和CO2貯存鋼瓶的瓶頭閥，從而放出CO2滅火。當(dāng)采用手動式時，則直接打開手動起動裝置，按下按鈕，接通電源，仍按以上程序放出CO2滅火。從圖中可以看出粗粉分離器以及細(xì)粉分離器，煤粉倉上都配備了防爆閥，一旦有危險防爆閥先破裂，從而使設(shè)備和人身得到保護(hù)。

3　結(jié)束語

水泥企業(yè)煤粉磨系統(tǒng)的防燃、防爆是一項(xiàng)系統(tǒng)工程。從操作到設(shè)備管理都要制訂嚴(yán)格的規(guī)章制度。嚴(yán)格按章辦事，只有這樣，煤粉磨系統(tǒng)及煤磨除塵器才能長期安全、穩(wěn)定、高效運(yùn)行。

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