防爆技術(shù)在卷煙除塵設(shè)備的應(yīng)用

李學(xué)東，房華偉

（廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司，廣西南寧 530001）

1 煙草粉塵特性及爆炸危險分區(qū)

煙草粉塵屬于丙類可燃物，根據(jù)國家安全監(jiān)督管理總局最新發(fā)布的《工貿(mào)行業(yè)重點可燃性粉塵目錄》45 項重點可燃性粉塵中，已將煙草粉塵納入其中，如果煙草粉塵濃度超過爆炸下限，并且具備足夠的引燃能量就會發(fā)生爆炸。卷煙制造企業(yè)在生產(chǎn)過程中，會產(chǎn)生大量的可燃煙草粉塵，而加工過程使用的切絲機、烘絲機等設(shè)備轉(zhuǎn)動部件之間的摩擦、靜電和異常刮蹭等因素會產(chǎn)生火花，隨之帶來煙草粉塵爆炸的危險，因此煙草除塵系統(tǒng)的防爆措施尤為重要。煙草粉塵爆炸特征試驗參數(shù)：粉塵種類，纖維魚粉；粉塵名稱，煙葉纖維；粉塵層引燃溫度，280 ℃；粉塵云引燃溫度，470 ℃；中位徑，49 μm；粉塵分級，ⅢA；最大爆炸壓力，0.48 MPa。

煙草加工過程十分復(fù)雜，可燃性粉塵存在于多個潛在爆炸環(huán)境，這些區(qū)域環(huán)境的危險性有高低之分，根據(jù)爆炸性粉塵出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時間，將煙草生產(chǎn)區(qū)域分為20 區(qū)、21 區(qū)、22區(qū)和非爆炸性危險區(qū)域，依據(jù)分區(qū)科學(xué)合理地采取防爆技術(shù)和選用防爆電氣設(shè)備。由于各卷煙制造企業(yè)工藝設(shè)備和除塵設(shè)備選型、布局不同，爆炸性粉塵環(huán)境出現(xiàn)的頻繁程度和持續(xù)時間也不盡相同，廣西中煙工業(yè)有限責(zé)任公司柳州煙廠技改項目根據(jù)自身實際情況，確定將除塵器、集塵管道劃分為20 區(qū)，將除塵器進風(fēng)管、卸料器1 m 以內(nèi)外部區(qū)域劃分為21 區(qū)，將集塵管連接法蘭、除塵器蓋和隔膜閥3 m 以內(nèi)外部區(qū)域劃分為了22 區(qū)。本文結(jié)合柳州煙廠技改實例，探析煙草除塵設(shè)備如何科學(xué)地選用防爆技術(shù)。

2 粉塵防爆的安全技術(shù)概述

粉塵爆炸必須同時滿足5 個要素，就是可燃性粉塵、點火源、助燃劑、粉塵云及密閉空間，現(xiàn)階段針對煙草粉塵的安全防爆技術(shù)主要有以下4 個方面：①減少粉塵堆積，嚴(yán)格控制含塵環(huán)境的粉塵濃度，使其遠遠低于粉塵爆炸的下限濃度；②消除氧化環(huán)境，在爆炸環(huán)境中加入惰化介質(zhì)，使其中的助燃劑被稀釋；③消除點火源，監(jiān)測火星和溫度，實現(xiàn)火情的早期發(fā)現(xiàn)和早期控制；④采取爆炸保護措施，防止或減弱因爆炸而使密閉空間壓力的驟增。在柳州煙廠技改項目實際應(yīng)用中，采用多種防護措施進行組合運用，以達到更可靠更經(jīng)濟的防護目的。

通常可以采取抗爆、泄爆、抑爆和隔爆等幾種爆炸保護措施：①抗爆是通過增加設(shè)備的抗壓強度，以防止被爆炸破壞或產(chǎn)生其他二次傷害；②泄爆是在爆炸壓力達到密閉空間的極限強度之前，使爆炸產(chǎn)生的高溫、高壓氣體通過密閉空間的薄弱部分向無危險方向泄出；③抑爆是采取物理或化學(xué)反應(yīng)撲滅火焰，破壞爆炸繼續(xù)存在的條件；④隔爆是通過在含有可燃粉塵的通道中，設(shè)置能夠阻止火焰?zhèn)鞑サ钠骶撸刂票ㄔ谝欢ǚ秶鷥?nèi)。實際應(yīng)用中若同時采取這么多的爆炸保護措施，不但造價劇增，系統(tǒng)壓損、運行能耗、管道堵塞機率也會增大，后期的日常維護清理更是不易。

3 防爆技術(shù)在煙草除塵設(shè)備的具體應(yīng)用

3.1 除塵系統(tǒng)的統(tǒng)籌規(guī)劃

除塵系統(tǒng)采取何種防爆技術(shù)，既要考慮對生產(chǎn)系統(tǒng)實際運行的影響，又要兼顧經(jīng)濟上的可行性，同時還要滿足相關(guān)規(guī)范和標(biāo)準(zhǔn)的要求，柳州煙廠在實施前與設(shè)計單位、設(shè)備制造商等進行了充分的溝通論證。針對制絲工序切絲（梗）機磨刀石易產(chǎn)生火星，采取水幕除塵方式，除塵設(shè)備單獨設(shè)置在生產(chǎn)現(xiàn)場；氣流烘梗絲機、滾筒烘絲機等高溫高濕除塵單獨設(shè)置，并采取保溫和隔熱措施，其他環(huán)境除塵、工藝除塵劃分為多個不同的除塵系統(tǒng)，均集中設(shè)置在除塵機房內(nèi)。

3.2 核心設(shè)備的防爆措施

（1）除塵器設(shè)計。除塵器內(nèi)部梁、分隔板設(shè)置防塵板且斜度小于65°，灰斗溜角大于65°，防止運行中粉塵大量堆積；底部設(shè)置鎖氣卸灰裝置，既減少漏風(fēng)率又可有效防止粉塵外溢，同時增設(shè)一路手動排灰口以便設(shè)備故障時應(yīng)急使用；收集煙梗等濃度高且有大顆粒物的除塵器均設(shè)置沉降室，防止因撞擊破壞濾材而導(dǎo)致粉塵濃度升高；選用阻燃、防靜電型的布袋或燒結(jié)板濾材，并做好與本體、兩側(cè)風(fēng)管等電位連接，防止產(chǎn)生靜電火花；除塵器本體設(shè)置無火焰泄爆裝置，入口側(cè)風(fēng)管設(shè)置泄爆口，采取泄爆保護；除塵器進出口設(shè)置壓力、溫度檢測，如出現(xiàn)異常進行聲控報警和對監(jiān)視系統(tǒng)發(fā)送報警信號，采取上游設(shè)備停機；灰斗增加料位計、溫度和卸灰裝置連續(xù)運行檢測，當(dāng)檢測到灰斗有集塵或異常現(xiàn)象時報警，立即對除塵系統(tǒng)進行檢查排除。

（2）除塵管路設(shè)計。除塵管路總體設(shè)計要避免粉塵的局部聚集達到爆炸濃度下限，以及避免電火花或其他火源的產(chǎn)生。管路安裝應(yīng)力求順直，避免復(fù)雜的局部管件，管道彎管曲徑不得小于2 倍管道直徑，風(fēng)管斜三通不得大于45°，局部管件之間要保留直管段的安裝空間，以減少阻力和噪音。在易積塵部位如彎頭、三通合同設(shè)置風(fēng)管檢查門，便于及時清理風(fēng)管內(nèi)壁積塵。風(fēng)管采用金屬材料制作，高溫高濕除塵系統(tǒng)宜選用薄壁不銹鋼管，其他除塵管道通常選用冷或熱軋鋼板。除塵管道跨越防火分區(qū)處設(shè)置防火閥，進入除塵器前設(shè)主動式雙向管壓隔爆閥，各通風(fēng)支管與總回風(fēng)管連接處設(shè)置自動阻火閥。所有除塵管道均需做接地，管道法蘭連接處做等電位連接。

（3）防爆電氣設(shè)備選擇。在爆炸下限以內(nèi)的煙草粉塵混合物和具備引燃能量的火花、電弧、高溫，兩者同時具備是產(chǎn)生粉塵爆炸的必要條件，因此正確選用除塵系統(tǒng)的防爆電氣設(shè)備非常重要。電氣設(shè)備必須根據(jù)爆炸危險區(qū)域的分區(qū)、可燃性粉塵的分級、可燃性粉塵云和可燃性粉塵層的最低引燃溫度進行選擇：21 區(qū)電氣設(shè)備選用保護級別不低于Db、電氣設(shè)備允許最高表面溫度組別為T3（200 ℃）的ⅢA 類防爆電氣設(shè)備，防爆標(biāo)志為Ex tD A21 ⅢA IP65 T3（280 ℃）；22 區(qū)電氣設(shè)備選用保護級別不低于Dc、電氣設(shè)備允許最高表面溫度組別為T3（200 ℃）的ⅢA 類防爆電氣設(shè)備，防爆標(biāo)志為Ex tD A22 ⅢA IP55 T3（280 ℃）。

4 結(jié)束語

煙草除塵系統(tǒng)的防爆安全不只是采取單點防護技術(shù)的問題，而是要建立建筑、工藝、設(shè)備、管理等多層次的防護體系，采取多專業(yè)、系統(tǒng)性、綜合性的防護措施，運行過程中還要嚴(yán)格執(zhí)行安全生產(chǎn)制度，才能有效預(yù)防粉塵爆炸事故發(fā)生。