环氧树脂材料在静电涂敷应用中的爆炸防护(2)
3.2 爆炸特点
(1)多次爆炸是粉尘爆炸的最大特点;
(2)粉尘爆炸所需的最小点火能量较高,一般在几十毫焦耳以上;
(3)与可燃性气体爆炸相比,粉尘爆炸压力上升较缓慢,较高压力持续时间长,释放的能量大,破坏力强。
3.3 防护措施
通风和降低粉尘浓度是防止爆炸的关键措施,在不具备上述条件时,采用设备收集粉尘是一种有效的手段,因此必须在集尘设备做好防爆措施,通常在设备外壳设泄爆装置,或采用爆炸遏制系统等。对存在粉尘爆炸危险的厂房,必须严格按照防爆技术等级进行设计,单独设置通风、排尘系统。日常管理要经常湿式打扫车间地面和设备,防止粉尘飞扬和聚集。保证防爆系统要有很好的密闭性。
常用的防爆措施主要有四种:遏制、隔离、泄放、抑制。其中泄放分为正常情况下的压力泄放(泄爆板)和无火焰泄放;隔离分为机械隔离和化学隔离。主要防护设备包括:防爆板、防爆门、无焰泄放系统(具有方向性)、隔离阀以及抑爆系统。实际上在整个系统中,并不是每一种防护措施单独使用,必须采用多种防护措施进行组合运用,使之达到更好的防护效果。
在既有厂房和设备上做爆炸防护具有一定难度,受场地限制、原始生产工艺及周围环境的影响,在设计防护工艺时,设备的参数选择至关重要。
例如下述条件下的防爆改造:
(1)集尘器的外形尺寸为长1 100 mm×宽1 000 mm,风量1 400~1 500 m3/h,同时根据粉尘粒径检测,要求过滤风速达到0.6 m/min;
(2)过滤芯材质必须防静电阻燃;
(3)防爆方案采用集尘器本体无焰泄爆装置+入口单向隔爆阀+出口双向隔爆阀;
(4)集尘器与粉仓直间要安装锁气卸灰阀,并且要求所用电机为防爆电机;
(5)在涂敷设备20.21.22区内所用电气件改成满足防爆要求的电器元件。
4 集尘器本体防爆及防爆器件选型
4.1 本体防爆设计
根据涂敷设备实际使用需求风量,需要过滤面=1 500/60/0.6=41.7 m2,要在如此狭小的空间里实现41.72 m2的过滤面积,滤筒的设计至关重要,通过计算需要9个直径在200 mm的滤筒才能符合要求,
在不改变涂敷机原有工艺的前提下,需要满足出风口排放达到环保排放标准,滤材需要同时满足防静电抗阻燃要求,因此设计参数如表1所示。
表1 设计参数项目1 2 3 4 5 6 7 8 9 1 0说明TD-486 Ultra-Web Conductive FRCartridge防静电阻燃滤筒1 500 m3/h 50.2 m2 0.49 m/min-3.8 kPa 9只>0.5μm的粉尘≥99.999%压差和时间清灰控制系统,显示压差和设定值。脉冲反吹自洁净清灰方式,ExtralifeTM专利技术。11 12 13 14 15内容设备型号选用滤材处理风量除尘器过滤面积过滤风速使用点压力滤筒数量除尘器过滤效率除尘滤器控制方式除尘器清灰方式设备运行阻力外形占地尺寸承压能力设备Pred系统风机参数ΔP≤400~750 Pa 1000mm×900mm-5000Pa 0.3bar 5.5 kW@3800Pa
根据理论计算出来的除尘风量及系统阻力选用风机 kW-2P,参数为1 500 m3/h@3 800 Pa,工作温度为常温。
滤材选择如表2所示。
表2 滤材选择项目滤材组成最高连续使用温度过滤效率易堵塞性硬度单只滤芯过滤面积滤材过滤风速、过滤精度、磨损、使用寿命Ultra-Web Conductive FR滤材基材(特种纤维材料)+超薄纤维层+防静电+阻燃介质82℃在0.5μm达99.999%不易堵塞较硬,有一定强度,易反吹涨开5.6m2根据不同的工作环境及粉尘特性,所取的过滤风速不同。较低的过滤风速保证了优良的过滤效率,减小了粉尘与滤材之间的磨损,提高了滤芯的使用寿命
4.2 防爆器件选型
因为集尘设备安放在室内,无法直接进行泄爆。为保证室内人员及设备安全,防爆系统是要保护集尘器及管道,使集尘器在爆炸过程中不被炸坏,并且隔离管道,让火焰不要蔓延,因此:在这个实例中集成器本体防爆保护部分采用了无焰排放阀、泄爆板,管道部分选用了单向隔离阀、双向隔离阀,下料口采用了锁气卸灰阀(如图4)。
图4 防护范围图
4.2.1 无焰泄爆排放阀
根据安全认证机构对粉尘MSDS分析,此涂敷生产线使用粉尘为PMDA(均苯四甲酸二酐),其爆炸指数是K max=(d p/d t)max=250.7 bar/s → K st=68bar·m/s=6.8 MPa·m/s(powder1#)。关于粉尘爆炸烈度等级,根据ISO-6184及VDI-3673对粉尘K st值(bar·m·s-1)的爆烈等级划分,该粉尘等级为ST1等级。
文章来源:《爆炸与冲击》 网址: http://www.bzycjzz.cn/qikandaodu/2021/0222/470.html