摘要:該文以某建材加工廠
拋丸機(jī)室外除塵系統(tǒng)的灰斗內(nèi)粉塵為研究對象。分析粉塵燃爆事故的原因,提出預(yù)防粉塵爆炸的控制措施。本文由青島
拋丸清理機(jī)生產(chǎn)廠家青島青工整理
關(guān)鍵詞: 建材五金; 拋丸; 粉塵; 燃燒; 爆炸
五金建筑材料加工過程中,常用到拋丸機(jī)對工件作表面處理,從而使工件表面變得光滑,便于后期的電鍍,保證五金建筑材料外觀呈現(xiàn)出良好的光澤。 在拋光過程中會(huì)產(chǎn)生大量的粉塵,這些粉塵通過除塵設(shè)施吸 出以減小對操作人員的健康危害。 然而,不少企業(yè)發(fā)現(xiàn)拋丸機(jī)除塵系統(tǒng)會(huì)頻繁的起火甚至?xí)l(fā)生爆炸,粉塵燃爆事故給企業(yè)帶來經(jīng)濟(jì)損失,嚴(yán)重時(shí)影響人身安全。
1 研究對象
1.1 拋丸機(jī)設(shè)備
某建材加工廠頻繁起火的部位是拋丸機(jī)室外除塵系統(tǒng)的灰斗,該灰斗呈錐形,內(nèi)接觸面積S 約為 13m
1.2粉塵成分組成
一般認(rèn)為,拋丸機(jī)粉塵成分包含了拋丸用鋼砂、工件表面的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹和油漆等物質(zhì)。為了準(zhǔn)確了解粉塵的組成及性質(zhì),某建材加工廠請專業(yè)檢測機(jī)構(gòu)對其頻繁起火的除塵器內(nèi)的粉塵進(jìn)行了檢測, 粉塵混合物的組成如表1
表1、拋丸粉塵檢測數(shù)據(jù)
由檢測數(shù)據(jù)可知,該廠除塵器頻繁起火的主要原因是粉塵中含碳量比較高,易燃物碳粉在遇激發(fā)能源時(shí)被點(diǎn)燃,發(fā)生了火災(zāi)。根據(jù)燃燒3 要素及爆炸理論可推斷,拋丸機(jī)粉塵不僅會(huì)燃燒,而且在一定條件下還有發(fā)生爆炸的可能
2粉塵燃燒原因分析
1)存在可燃物
·拋丸粉塵含碳71%、含鐵26.2% ,且80% 的粉塵粒度為10 10%的粉塵粒度為5 塵粒度介于100~1000nm,粉塵本身具有燃爆特性。
·拋丸粉塵含其他物質(zhì)2.8%(工件表面的油脂、污垢、氧化皮、鐵銹和油漆等),這些物質(zhì)也具有燃爆 特性。
·管道內(nèi)壁不光滑,連接處采用了可燃材料,突變處粉塵積聚自燃,進(jìn)而引燃可燃材料。
·濾袋為可燃材料,在遇激發(fā)能源時(shí),被引燃。
2)具有激發(fā)能源
·拋丸粉塵在管道內(nèi)流動(dòng)時(shí),自身相互摩擦,塵粒與管道、設(shè)備內(nèi)壁的摩擦可以產(chǎn)生數(shù)千伏的靜電,靜電火花放電,其放電能量足以引燃粉塵。
·機(jī)修時(shí),電焊或氣割產(chǎn)生的明火被吸入除塵器,引燃拋丸粉塵。
·拋丸過程中部分機(jī)械能轉(zhuǎn)化為熱能,在生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)過程中,系統(tǒng)的溫度會(huì)逐漸升高;除塵器內(nèi)大量粉塵堆積,可燃粉塵與空氣中的氧接觸而發(fā)熱,此熱量經(jīng)過長時(shí)間積聚,可能使拋丸粉塵達(dá)到自燃溫度,從而發(fā)生自行燃燒。
3)系統(tǒng)中有空氣存在。
3、粉塵爆炸原因分析
在爆炸性粉塵環(huán)境中,產(chǎn)生爆炸必須同時(shí)存在下列條件:存在爆炸性粉塵混合物其濃度在爆炸極限以 內(nèi),存在足以點(diǎn)燃爆炸性粉塵混合物的火花、電弧或高溫,密閉空間。 結(jié)合設(shè)備及操作條件分析,可能發(fā)生粉塵爆炸的原因有:
)存在具有燃爆特性的細(xì)粉塵,且除塵時(shí)為負(fù)壓操作(吸入的空氣),當(dāng)通風(fēng)不暢時(shí),粉塵與空氣的混合物濃度有可能達(dá)到爆炸極限。
3.1 粉塵爆炸判據(jù)
當(dāng)某一燃燒反應(yīng)在一定空間內(nèi)進(jìn)行,如散熱困難,反應(yīng)溫度則不斷提高,而溫度提高又加快了反應(yīng)速度, 這樣較后就 粉塵爆炸的熱爆炸判據(jù)見3.1 ),粉塵爆炸下限用Cd表示。 該式表明粉塵發(fā)生爆炸臨界狀態(tài)時(shí),各參數(shù)之間應(yīng)滿足的關(guān)系
3.2數(shù)據(jù)分析
爆炸下限Cd與溫度TA 關(guān)系 假設(shè)氧濃度為正??諝庵醒鯕鉂舛戎?,即Cg =29.85g 3.2代入數(shù)據(jù)后 根據(jù)公式 Cd與溫度TA 的曲線圖,見圖1 可知,當(dāng)環(huán)境溫度TA 升高時(shí),爆炸下限 Cd 會(huì)下降,爆炸危險(xiǎn)性增 大,所以要控制系統(tǒng)的工作溫度。 )爆炸下限Cd與氧濃度Cg 關(guān)系 收塵器的溫度為室溫5 以內(nèi),取值TA =30 )得到爆炸下限Cd 與氧濃度Cg 關(guān)系曲 線圖,見圖2 可知,系統(tǒng)中通入惰性氣體,如氮?dú)獾葧?huì)降低氧濃度Cg,爆炸下限Cd 會(huì)上升,系統(tǒng)危險(xiǎn) 性降低。 )爆炸下限Cd與通風(fēng)量的關(guān)系 防止爆炸所需的通風(fēng)量,按公式( /h;Cd為粉塵爆炸下限, min,室外7000~28000 ;生產(chǎn)時(shí)間:連續(xù)生產(chǎn)6~7h/班;可燃物量:每班排出的積灰量為35kg 推算平均排放濃度Cp0.014g 的爆炸下限。故因目前排風(fēng)量的關(guān)系,未發(fā)生粉塵爆炸事故。 當(dāng)排風(fēng)不暢,粉塵濃度達(dá)到爆炸極限時(shí),遇激發(fā)能源可能發(fā)生粉塵爆炸。
3.3 粉塵爆炸分析結(jié)論
由上述公式及數(shù)據(jù)分析可以看出,粉塵的爆炸下限與粉塵的性質(zhì)、粒徑、環(huán)境溫度、系統(tǒng)氧含量、通風(fēng)量 等相關(guān)。 要預(yù)防粉塵爆炸,必須通過控制以下幾個(gè)方面著手:
1)減小時(shí),爆炸下限Cd會(huì)降低,因此生產(chǎn)過程中應(yīng)及時(shí)清除干凈積灰,避免細(xì)小顆粒沉
2)系統(tǒng)中通入惰性氣體,如氮?dú)?,?huì)降低氧濃度Cg ,爆炸下限 Cd 會(huì)上升,爆炸危險(xiǎn)性降低。 因此,在設(shè) 備中充入惰性介質(zhì)、降低系統(tǒng)中的氧含量是防止設(shè)備爆炸的可靠方法。
3)保證通風(fēng)量,使設(shè)備內(nèi)的粉塵濃度達(dá)不到爆炸下限濃度,阻止粉塵爆炸環(huán)境的形成。
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