爆炸性粉尘环境用除尘系统常见的防爆安全隐患

李煜基

铝合金是工业中应用最广泛的一类有色金属结构材料，在航空、航天、汽车、机械制造、船舶及化学工业中大量应用。由于工业需求，需要将铝金属进行打磨、抛光、抛丸、喷丸、喷砂。在上述工艺过程中，会产生大量的铝粉尘，铝粉尘是一种可燃金属粉尘，这些铝粉尘如果弥散在空气中，达到爆炸极限范围，并且遇到点火源，就会发生铝粉尘爆炸事故。在铝粉尘处理的过程中，目前世界范围内均使用干式或湿式除尘设备。

1 除尘系统常见的防爆安全隐患

除尘系统由吸尘罩、风管、除尘器、风机和风帽组成。爆炸性粉尘环境用除尘系统由于其使用环境具有爆炸风险的特殊性，有其特定的设计、安装、使用、维护的技术要求和标准规范。实际应用中由于对此类标准和规范执行不够，导致爆炸性粉尘环境中使用的除尘系统存在严重的防爆安全隐患。常见的类型有：

1.1 袋式除尘器采用正压吹送粉尘

在工业通风除尘环保领域，袋式除尘器可分为正压除尘系统和负压除尘系统。正压除尘系统中，风机安装在除尘器含尘气流的进风口端。由于流过风机的含尘气流未经除尘器净化，风机内部形成爆炸性粉尘环境，粉尘与叶轮摩擦容易产生摩擦火花和静电火花，存在爆炸的风险。且除尘器处于系统的正压段，除尘器一旦密封不严容易发生泄露，造成可燃性粉尘逸散，增加了除尘器周围环境的危险性。负压除尘系统中，除尘器的风机安装在除尘器净化气体出口端。由于除尘器设置在风机之前，流过风机的气流已经过除尘器的有效除尘，可燃性粉尘的浓度比较低，降低了粉尘爆炸的风险。

1.2 不同防火分区的除尘系统互联互通

防火分区是指采用防火分隔措施划分出的、能在一定时间内防止火灾向同一建筑的毗邻区域蔓延的空间单元。在建筑物内采用划分防火分区这一措施，可以有效地把火势控制在一定的范围内，减少火灾损失，同时可以为人员安全疏散、消防扑救提供有利条件。如果不同防火分区的除尘系统互联互通，那么爆炸压力波和火焰将沿着风管蔓延，扩大火灾爆炸范围，造成更加严重的后果和损失。因此，爆炸性粉尘环境用除尘系统必须根据防火分区相对独立设置，各除尘系统管网间禁止互联互通，防止连锁爆炸。

1.3 除尘系统未采用粉尘爆炸防护性措施

防护性措施的目的是当爆炸不能避免，可以采取措施把爆炸危害限制在可以接受的程度内。例如泄爆、隔爆、抑爆、惰化和抗爆。爆炸性粉尘环境用除尘系统应采取一种或多种防护性措施，降低爆炸的危险程度，减少损失。

1.4 除尘器未安装与其同步运转的锁气卸灰装置

除尘器在运行过程中应及时把除尘器灰斗中可燃性灰尘清理走，否则，粉尘堆积会产生热量积累，容易使粉尘发生自燃。堆积的粉尘与空气形成爆炸性混合物，构成了粉尘爆炸二次爆炸危险源，为安全埋下隐患。除尘器灰斗下部应设置锁气卸灰装置，可保证灰尘及时清理，减少除尘器漏风率，并可避免粉尘外溢形成粉尘云。

1.5 除尘系统内粉尘未按时清扫

除尘系统应按周期及时进行清扫，避免粉尘层堆积。吸尘罩、卸灰收集容器至少每班清理; 除尘器的滤袋、灰斗、锁气卸灰装置、粉尘收集仓至少每周清扫一次; 风管、风机、防爆装置、箱体内部至少每月清扫一次。

2 提升除尘系统除尘效率，有效防范爆炸风险

2.1 垂直设置柔性管道解决积尘问题

激光处理设备需要在移动中完成切割、焊接、清洗等功能，所以必须有能够伸缩的柔性管道来匹配。可在离激光作业产尘点最近的2m 范围内用耐热的金属管来抽吸并冷却激光焊渣、烟尘，在其后的垂直段用柔性管道来匹配移动。可伸缩的柔性管道通常是折叠结构，内腔不光滑，容易积尘，将柔性管道设置在垂直段，在重力、移动振动、负压抽风的综合作用下解决了积尘问题，显著提高了除尘效率。

2.2 高风速清灰解决管道连接处积尘问题

车间有多个支管接到主管，连接的地方通常容易积尘，传统做法是人工频繁清理，效率低。可在每个支管都安装有电磁阀，在每次更换物料的空闲时间（大约2h），设备控制每次只打开其中一个支管阀门，关闭其他支管的阀门，则这个唯一打开的阀门有极高风速，实现了支管在线自动清灰功能。

2.3 风力下管道内拖动麻袋球解决管道清灰问题

除尘管道里面的清灰作业，传统的人工解决方法是每6m 设置一个观察窗和清理口，人工进入清理非常耗时。接受专家建议，保持抽风风机正常抽风的情况下，在管道内部用麻绳来回拖动麻袋缠绕形成的麻球，实现高效清灰。麻绳、麻袋这种天生导静电材料，无静电积累，既安全又高效地解决了管道内清灰作业。

2.4 定期喷射滑石粉减少滤袋和管道积灰

为减少管道积尘，在主管道处设置有喷射滑石粉装置，在清理完管道和滤袋后，每月一次喷射10kg 的滑石粉，铺在管道内壁、滤袋表面，填充管道内壁的划痕、滤袋的粗糙表面，改善润滑，从而减少积尘。实践证明，滤袋的定期反冲吹灰，不能吹掉滤袋表面润滑用的滑石粉。喷射滑石粉装置还可在紧急时刻担当惰性物质来灭火或抑制爆炸。专家经验和测试表明，当惰性物质（滑石粉） 和可燃粉尘的质量比不低于5∶1 时，混合粉尘不燃。

总之，采取提升除尘效率的措施后，车间部分基本没有灰尘积累，达到了无害化的工作环境目标，除尘效率的提升也改善了产品品质，最大限度的降低了除尘系统的爆炸。