袋式除塵器防火防爆新工藝在煙草行業的應用

孫百華 肖登松 肖茂華 賈 春

（1.江蘇華正環保科技股份有限公司，江蘇 徐州221000；2.南京農業大學，江蘇 南京210000）

0 引言

在煙草加工過程中，會產生大量碎煙梗、碎煙末和煙塵，這些均是易燃物質，而在煙草加工過程中使用的打葉機、碎梗絲機、切絲機、烘絲機等設備轉動部件之間的摩擦、金屬間的碰撞、靜電等因素會產生火花，在除塵管道中遇到易燃物會發生火災，危及人員生命安全及設備財產安全。企業的除塵系統一般都作為一套物料集中收集系統，是火災易發區，是企業防火防爆的重點區。

現有煙草加工廢棄物回收系統防火防爆工藝及裝置采用的是防火閥，該設備是一種被動防火設備，無法發現除塵輸送管道內的火花，只有等易燃物被點燃后，管道內的溫度達到防火閥的預警溫度值，防火閥才會關閉。這樣的防火設備，往往不能起到保證人員生命安全及設備財產安全的作用。

袋式除塵器防火工藝的核心設備是火花探測及熄滅系統。該系統是火花探測器與噴淋裝置的組合。火花探測器一旦探測到熾熱微粒發出來的紅外線輻射，控制器接收到信號后立即控制噴淋裝置，噴淋裝置將探測到的火花撲滅，并且整個發現和撲滅的過程不影響生產的進程，對生產效率及安全性提高有很大的保障。該工藝系統是一個主動防御的防火系統，在發現隱患時即可將其消除，不給安全隱患留后患。

1 工作原理及工藝流程

煙草在加工、輸送的過程中產生火花，火花隨著物料的輸送進入除塵管道，當除塵輸送管道內的火花經過火花探測器時，火花探測器通過感測紅外線在60μs內探測到火花，并將信號反饋給控制器，控制器接收到信號后輸出報警信號，并自動聲光報警；同時控制器向氣動蝶閥以及風機輸出控制信號，使氣動蝶閥和風機關閉，瞬間隔離火花，以防火花進入除塵器，造成更大的安全隱患；控制器在20μs內給安裝在噴頭上的噴淋電磁閥發送信號，噴淋電磁閥打開，噴淋裝置開啟200ms，噴頭噴出高壓水霧，水流噴出時間68ms，將除塵管道內的火花熄滅。在火花熄滅后，系統自動消除報警，控制器控制氣動蝶閥自動打開，整個加工過程不必停下來。同時，操作人員可以根據物料加工生產工藝中出現火花的潛在可能性，在系統報警器上人為設定火花數量或者間隔期限。如果在一段時間內火花出現的次數超過設定值，生產線會自動停止工作以便進行人工的分析、排查、解決問題。所述整個防火工藝系統的反應時間小于0.3s，可及時快速地滅火。

1.1 火花探測器介紹

（1）紅外線傳感器，敏感度高：100nW／cm2。

（2）使用溫度達60℃（帶玻璃光纖，使用溫度高達260℃）。

（3）火花探測器本身反應時間0.5ms，極短的反應時間可有效保障系統的安全性。

（4）雙鑒探測，探測角度180°，安裝時無需調整探測角度，確保在除塵管道探測中不留死角。

（5）寬廣的光譜響應范圍0.4～1.1μm。

（6）安裝簡單。

（7）表面光滑，有助于自潔；在監視窗污染50%的情況下仍能確保有效的探測距離，極大地降低了維護周期和費用。

（8）防護等級：NEMA4；獨特的防塵、防水型全密封結構設計，從根本上保證了探測器工作的穩定可靠。

1.2 噴淋裝置介紹

噴淋裝置由噴淋電磁閥、噴淋管、開關閥、增壓水罐、噴頭等部分組成。火花控制器發現火花時，立刻控制噴淋電磁閥并打開噴頭，噴出0.4～0.6MPa的水霧，將火花及時撲滅，由于噴水霧時間極短，不會造成管道積水，也不會影響物料輸送。

1.3 除塵器的防爆性介紹

鑒于煙草行業加工輸送粉塵的易燃性，為了保證除塵器安全穩定運行，同時考慮到國家安全標準進一步提高的可能，除了保證第一時間發現撲滅除塵管道內的火花，還要在粉塵大量積聚的除塵器上安裝泄爆裝置。我們在除塵器設備上安裝了泄爆裝置。該裝置為自動裝置，當除塵器箱體內部壓力達到預設的壓力限值時，裝置會瞬間自動打開泄爆，壓力得以釋放，從而保護了除塵設備，使其整體不受損壞。

2 防火工藝設備的安裝

2.1 火花探測器的安裝

（1）火花探測器對稱分布在管道上，注意火花探測器不能安裝在管道底部，應防止物料的覆蓋、黏連及結露水影響探頭的靈敏度及使用壽命，其安裝位置如圖1所示。

圖1 火花探測器的安裝

（2）使用專用工具在管道上打個孔即可安裝，無需進入管道內部，安裝簡潔方便。

（3）控制器安裝在控制室或者就近安裝在工人易于觀察操作維護的地方。

（4）對于直徑大于1 000mm的管道，受限于火花探測器探頭的探測距離能力，需要在管道上面對稱分布安裝4臺探頭，保證對管道內的物料進行全覆蓋的探測。

2.2 噴淋裝置的安裝

（1）噴淋裝置安裝在火花探測器的下游，系統反應時間為0.3s，除塵管道內的風速一般設定在16～20m／s，故噴淋裝置距離火花探測器的距離至少在6m，方能滿足火花在噴淋裝置噴頭打開之后經過噴淋裝置，保證對火花的撲滅率。火花探測器與噴淋裝置安裝位置關系如圖2所示。

圖2 火花探測器及噴淋裝置的安裝位置示意圖

（2）為了保證噴頭的水頭壓力，增壓水罐的供水壓力應達到0.4～0.6MPa，增壓水罐盡量放置在噴淋裝置的附近，以減少管路的壓力損失。

3 系統操作及維護的注意事項

由于除塵管道里面的粉塵量很大，有些粉塵的含濕量大，黏性強，一段時間后火花探測器的探頭鏡片會黏附粉塵，隨著黏附粉塵厚度的增加，會影響火花探測器的靈敏性，導致探測系統性能下降。這種情況下，可以加用空氣凈化適配器，通過精細計量閥測算最小壓縮空氣通過量來避免這些物質積聚。

4 結語

袋式除塵器防火防爆新工藝在煙草行業中的應用收到了極好的效果，能夠及時發現除塵輸送管道內的火花并將之熄滅，并且整個生產過程中不會停機中斷，大大提高了生產效率，提高了企業的經濟效益，使生產更加安全可靠。

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