煙草企業除塵系統設計與實施

黃亮

(四川中煙工業有限責任公司成都卷煙廠，四川 成都 610066)

煙草企業生產制造過程中打葉、除雜、烘絲、風選以及卷制等工藝環節所利用的工藝風以及處理生產現場粉塵的環境除塵風都需要通過除塵設備過濾后進行排放，同時，除塵器收集的粉塵后續再通過壓棒機將粉塵壓實后進行運輸處理。因此，除塵系統是煙草企業必不可少的輔助設備。

1 除塵系統的設計要求

隨著國家和行業關于粉塵防爆除塵系統相關標準規范的頒布和修訂，設計單位對煙草企業除塵系統的新建項目和改建項目會采用以下相關規范作為設計依據。

1.1 《煙草企業安全生產標準化規范》YC/T384-2018

該規范是指導各煙草企業進行日常安全生產的重要依據。在最新版的《煙草企業安全生產標準化規范》YC/T384-2018 中對除塵房和除塵系統的主要要求有以下幾條：

（1）除塵房宜獨立單層設置，如設置廠房內，宜設置頂層或靠車間建筑物外墻。設置在頂層和建筑物外墻的除塵房泄爆面積應符合相關標準的要求。

（2）壓棒系統應采用隔爆裝置與其他除塵器隔離；壓棒機儲料斗宜采用泄爆裝置。

（3）干式除塵系統應采用負壓除塵方式，并按照煙草粉塵爆炸特性，選用降低爆炸危險的一種或多種防爆方式，包括泄爆、隔爆、抑爆、惰化等方式。

（4）泄爆裝置應符合下列要求：①當除塵器位于室外時，泄爆應朝向安全區域；②當除塵器位于室內時，需要通過泄壓導管將爆炸壓力引到室外安全區域進行泄爆。泄壓導管的安裝應符合GB/T 15605 的相關要求；③當泄爆條件不滿足上述條件時，應采用無焰泄爆裝置，且泄爆區域應無其他生產設備和人行通道。

（5）除塵系統應設置下列預警預測裝置：①除塵器進、出風口應設置風壓差監測報警裝置。當進、出口風壓力變化大于允許值的20%時，監測裝置應發出聲光報警信號；②除塵器進出風口和灰斗應設置溫度監測報警裝置。當溫度大于工藝排風溫度時，溫度監測裝置應發出聲光報警信號；③卸灰裝置應設置運行監控裝置，出現運行異常及故障停機狀況時應發出聲光報警信號。

（6）連接除塵器進風管的主風管安裝防火閥。

（7）除塵器濾袋應符合GB/T 17919 的要求，濾料為阻燃防靜電材料。

（8）打葉設備應設有獨立除塵系統。

（9）切絲機除塵系統管道上應安裝火花探測及熄滅裝置。（10）電氣設備和線路符合相應的防爆要求。

1.2 《粉塵爆炸危險場所用除塵系統安全技術規范》AQ4273-2016

該規范基本涵蓋了《煙草企業安全生產標準化規范》YC/T384-2018 中關于除塵系統的相關要求，在此基礎上，針對除塵器進風管提出了如下要求：

（1）連接煙草加工系統的干式除塵器如布置在廠房建筑物內除塵器進風管安裝隔爆閥、火花探測報警裝置和火花熄滅裝置；

（2）布置在廠房建筑物外部的干式除塵器進風管彎管處設置泄爆裝置，泄爆口不朝向廠房建筑物內部。

規范中這兩條可以總結為室內除塵器進風管安裝隔爆閥和火花探測和熄滅裝置，室外除塵器進風管彎管處安裝泄爆裝置。但不少專業的粉塵防爆設備供應商指出，在管道上安裝泄爆裝置時，其泄爆面積的計算選型沒有依據，目前，通常做法是把泄爆裝置的泄爆面積選取與管徑橫截面積相同。但是，這樣選取泄爆面積是否能滿足正常泄爆并無法保證。如果無法正常泄爆，爆炸形成的壓力波和火焰就可能會傳到室內，造成車間內人員傷亡和設備破壞等。因此，防爆裝置生產廠家建議在室外除塵器進風管上安裝隔爆裝置，替代規范中提到的在管道彎管處安裝泄爆裝置。對于這種設計思路設計院也是認可的，設計時，采取在進風管安裝隔爆閥。這一點在最新版的《粉塵防爆安全規程》GB15577-2018 中也有提到，“對安裝在室外的干式除塵器，其進風管上宜設置隔爆閥，其安裝應能阻隔爆炸向室內傳播”。

以上規范就是目前與煙草企業除塵系統安全有關的標準規范，也是設計單位進行除塵系統安全設計時的主要依據。

2 項目實施過程中的關鍵控制點

設計單位完成施工圖設計后，建設單位按照設計要求進

行相應的市場調研。從產品性能、質量保證、供貨周期等方面對項目中的關鍵產品提出技術要求。

2.1 除塵設備

目前，煙草企業除塵設備大都采用濾袋式除塵器，其除塵效率較高，利用壓縮空氣基于時間或壓差的控制方式進行脈沖噴打清潔濾袋上的灰塵，使用方便。除塵設備關鍵部件的選擇要符合設計的安全要求。

（1）除塵器濾袋：采用阻燃防靜電的濾袋。阻燃濾袋可采用聚酯、芳綸等材料，同時，通過將不銹鋼纖維植入基布內起到導電作用，防止靜電的產生。考慮加工過程中物料高溫高濕的特點，要求布袋具有厭油厭水效果，布袋克重選用550g/m2能夠保證尾氣排放濃度達到國家相關要求。

（2）防爆裝置：除塵器本體的防爆裝置是泄爆板，當除塵器安裝在室內時采用無焰泄爆裝置。爆炸發生時無焰泄爆能夠阻止火焰、粉塵的泄放，但泄爆時無焰泄爆裝置附近溫度較高，因此，在泄爆裝置周圍應留有一定的安全距離，正常情況下，人員不能在此范圍內。同時，在除塵器進風管安裝單向隔爆閥、火花探測與熄滅裝置，穿越防火分區時安裝防火閥。泄爆面積的計算由專業的泄爆裝置供應商負責。為保障防爆裝置的質量，建設單位可選用具有歐盟ATEX 認證的泄爆裝置和隔爆閥，取得ATEX 認證表明該產品經第三方檢測機構檢測合格，在很大程度上保證了產品質量。市場上比較知名的粉塵防爆裝置生產廠家有德國REMBE、美國FIKE、BSB 等，其產品都具有ATEX 認證。目前，國內粉塵防爆裝置廠家生產的產品是通過廣州特檢院或沈陽特檢院進行委托試驗取得CNAS 報告來證明其產品的有效性。但需要注意的是，CNAS 報告一般只注明某種特定型號、規格的產品，報告上未注明的型號規格并不表示其經過送檢試驗合格，建設單位在前期調研時或到貨驗收時，要核實項目中使用的防爆裝置的規格型號是否與設計要求以及證書上的型號規格一致。泄爆裝置和隔爆閥要求具有信號輸出功能，當泄爆裝置打開或隔爆閥關閉時給上位機輸出信號控制風機停止。這里還有一點需要注意，當除塵器安裝了泄爆裝置、進風管安裝了隔爆閥時，有的隔爆閥產品會在ATEX 證書上提到該隔爆閥不能與可重復關閉的無焰泄爆裝置一起使用。其原因是防止爆炸發生時當隔爆閥關閉，可重復關閉的泄爆裝置也關閉時除塵器內部形成負壓對除塵器造成破壞。同時，建設單位可選用具有FM 認證或VDS 認證的火花探測和熄滅裝置。市場上知名品牌有格雷康、firefly、T&B。

（3）監測裝置：除塵器進出風口、灰斗等位置要求配置溫度、壓力等監測裝置。當溫度和壓力超過正常值時輸出報警信號，要求其檢測和輸出的數值具有較高的準確性，并且傳輸過程中信號不受干擾。可選用儀表的輸出接口帶網絡傳輸功能，如采用PROFIBUS-PA 接口的儀表，其傳輸數據的準確性優于傳統0 ～20mA 的模擬量傳輸方式。常用的知名品牌有E+H、西門子等。

（4）風機：按照規范要求，風機的傳動機構不宜使用皮帶，以防止皮帶打滑摩擦產生火花造成安全隱患，同時，風機應具有運行時防止火花產生的措施。因此，可選用直聯或聯軸器傳動方式的離心風機，并在風機進風口加設銅套，避免運行過程中發生意外撞擊時產生火花。

（5）壓棒機：采用液壓式壓棒機將收集的粉塵壓棒成型后進行轉運處理。在壓棒機和除塵器之間安裝雙向隔爆閥以及壓棒機儲料斗上安裝無焰泄爆裝置。隔爆閥和無焰泄爆裝置都要求具有ATEX 認證。

（6）除塵管道：采取防靜電措施，法蘭連接處采用導線跨接。

2.2 電氣設備

按照設計要求將室內除塵房作為粉塵防爆21 區，該區域內的電氣設備設施防爆等級要滿足ExtD ⅢA IP65 T215℃ Da 的要求。

3 結語

煙草企業在進行除塵系統項目建設時，既要滿足生產工藝要求，保證整個生產加工過程正常進行，同時，也要按照國家相關規范進行設計，把握項目實施過程中關鍵部件的選擇，確保除塵系統符合相關安全規范要求。