煤磨袋除塵器的防燃防爆淺析
煤磨袋除塵器是根據煤粉塵防燃、防爆原理，以及袋除塵器過濾機理相結合研制成功的。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、防爆是煤粉磨系統及除塵器設計時必需考慮的兩大因素。
1 消除內部火源
主要是消除除塵器濾袋靜電火源。抗靜電針刺氈是在針刺氈的基布上紡入導電纖維，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，有導電纖維較無導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，結構設計不能有積灰面。設備設計要符合防爆要求，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，煤粉塵細度細，粒度小于40μm的占95%以上，附著性強，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≥70°。在灰斗兩面形成的谷角處，設計一溜料板，成為兩個加大的谷角，減少粉塵的沉積，如圖1所示。
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圖1 灰斗頂視圖
在煤磨系統中，許多水泥廠一直沿用較早的工藝線，即所謂雙風機系統，如圖2所示。
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圖2 雙風機系統
1.煤磨；2.粗粉分離器；3.細粉分離器；4.煤粉倉；5.原煤倉；6.煤磨風機；7.MDC袋除塵器；8.螺旋輸送機；9.斗式提升機；10.排風機；11.煤粉倉
該系統設備多，操作復雜，占地面積大，非標管網布置也較為復雜，易產生煤粉塵的堆積死角，從而易引起煤粉自燃。實踐證明，單風機系統比雙風機系統優越。
2 消除外部火源
外來火源主要有熱風爐熱風帶入的火星；機械摩擦火花；電火花；維修時，電、氣焊造成的局部高溫等。有些在系統操作時，只要引起足夠的重視就可以克服，有些則難以預料。因此，必須采取安全措施。如:設備檢修時，停止系統的運行，隔離操作面，準備滅火器材等。我國大部分水泥廠煤磨設置在窯頭，熱風來源或為熱風爐或為篦冷機或為窯頭，氧含量均在20%左右，屬于非惰性操作。隨著氧濃度的增加，煤粉點燃溫度呈下降趨勢。在除塵器內熱的煤粉塵與空氣混合就會形成爆炸性混合物，當其濃度在45～2000g/m3之間時，一旦溫度過高就會引起燃燒、爆炸。當煤的揮發分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、光報警，緊急切斷系統，停止運行。表2為某廠煤磨系統主要工藝操作參數。
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表2 煤磨系統主要工藝操作參數
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另外，CO氣體的監測、報警也是用于煤磨安全運行的一種措施。表3為煤磨系統在正常運行時的抽樣檢測結果。要求有一整套配備的降溫、過濾、干燥等裝置，需要嚴格的管理和維護。這樣CO自動監測系統是能夠起到預警作用的。
表3 正常運行時煤磨系統抽樣檢測結果 (%)
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如果條件允許，煤磨系統采用窯尾預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。煤粉磨系統防燃、防爆應配有溫度預警裝置和CO2自動滅火裝置。當CO2在空氣中的濃度達30%～40%時，一般可燃物質的燃燒能窒息；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，向被保護設備直接釋放CO2滅火劑。圖4為國內某水泥廠煤粉制備工藝所配備的CO2自動滅火裝置。
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圖3 某水泥廠煤粉制備工藝系統
該裝置的啟動分為手動和自動兩種。一般都使用手動式，但當室內無人時，可以轉換為自動式。當采用自動式時，探測器(感溫和感煙探頭)在探測到發生火災后，即發出聲響報警，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，從而使設備和人身得到保護。
3 結束語
水泥企業煤粉磨系統的防燃、防爆是一項系統工程。從操作到設備管理都要制訂嚴格的規章制度。嚴格按章辦事，只有這樣，煤粉磨系統及煤磨除塵器才能長期安全、穩定、高效運行。
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