趙云峰

(安徽欣創(chuàng)節(jié)能科技環(huán)保股份有限公司 安徽馬鞍山 243003)

旋風(fēng)防爆除塵器在拋丸工藝中的運(yùn)用

趙云峰

(安徽欣創(chuàng)節(jié)能科技環(huán)保股份有限公司 安徽馬鞍山 243003)

拋丸是一種車輪生產(chǎn)工藝中重要的一環(huán)。拋丸工藝中會(huì)產(chǎn)生丸粒、沙粒和粉塵，對(duì)環(huán)境造成污染，進(jìn)行有效的除塵是必須的。結(jié)合改造的實(shí)例，對(duì)旋風(fēng)防爆除塵器的實(shí)際運(yùn)用進(jìn)行探討。

燃燒 爆炸；除塵改造

馬鋼股份有限公司車輪公司(以下稱公司)現(xiàn)有4條QCL10型車輪拋丸機(jī)組生產(chǎn)線，用于火車鋼輪輪輻內(nèi)外表面強(qiáng)化，因拋丸工藝中會(huì)產(chǎn)生丸粒、沙粒和粉塵，對(duì)環(huán)境造成污染，必須進(jìn)行有效的除塵。由于拋丸機(jī)組改造前的除塵系統(tǒng)為廠家配套提供，工藝落后、材質(zhì)老化，投入使用以來(lái)，濾筒過(guò)濾器發(fā)生過(guò)多次燃燒、爆炸事故。如何對(duì)車輪拋丸除塵設(shè)備進(jìn)行改造，確保節(jié)能降耗、安全和生產(chǎn)，本文試從防爆低壓脈沖布袋除塵器在拋丸工藝中的運(yùn)用談起。

1 拋丸處理工藝簡(jiǎn)介

拋丸是一種機(jī)械方面的表面處理工藝，類似于噴砂和噴丸。其原理是用電機(jī)帶動(dòng)葉輪體旋轉(zhuǎn)，靠離心力的作用，將直徑在0.2-3.0的丸子(有鑄丸、切丸、不銹鋼丸等)拋向工件的表面，使工件的表面達(dá)到一定的粗造度，使工件變得美觀，或者改變工件的焊接拉應(yīng)力為壓應(yīng)力，提高工件的使用壽命。幾乎用于機(jī)械的大多數(shù)領(lǐng)域，修造船、汽車零部件、飛機(jī)部件、槍炮坦克表面、橋梁、鋼結(jié)構(gòu)、玻璃、鋼板、管道。馬鋼車輪廠即采用拋丸個(gè)工藝使輪轂表面殘留高的張應(yīng)力消除，并且產(chǎn)生表面壓應(yīng)力進(jìn)而提高其疲勞強(qiáng)度。

2 現(xiàn)有拋丸生產(chǎn)線的除塵系統(tǒng)弊病

公司現(xiàn)有4條車輪拋丸機(jī)組生產(chǎn)線的除塵系統(tǒng)均采用了二級(jí)除塵，主要負(fù)責(zé)對(duì)分離器和拋丸室的除塵。有兩個(gè)吸塵點(diǎn)分別為：拋丸室吸風(fēng)點(diǎn)和分離器吸風(fēng)點(diǎn)，總風(fēng)量為16000m3/h。工藝流程為：吸塵罩——重力慣性除塵器——濾筒過(guò)濾器——風(fēng)機(jī)——煙囪。然而由于除塵系統(tǒng)的不合理設(shè)置等原因在拋丸過(guò)程中鋼丸在拋向車輪工件表面時(shí),機(jī)械能會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，會(huì)導(dǎo)致金屬粉塵溫度升高，由于現(xiàn)場(chǎng)二級(jí)除塵系統(tǒng)管線較短，粉塵到達(dá)儲(chǔ)灰倉(cāng)時(shí)并沒(méi)有充分冷卻便堆積在了一起，遇空氣中的氧氣充分接觸，發(fā)生氧化反應(yīng)，繼續(xù)釋放熱量，熱量達(dá)到一定的溫度，就容易產(chǎn)生自燃，現(xiàn)場(chǎng)的袋式除塵器所選用的濾料是滌綸針刺氈，型號(hào)為：PE/PE504，雖然是一種使用非常廣泛的過(guò)濾材料，但其工作溫度范圍僅130℃-150℃，屬于可燃性材質(zhì)，因此，粉塵自燃后遇可燃材質(zhì)的濾料，便容易造成布袋著火，導(dǎo)致除塵系統(tǒng)停用等隱患，甚至引發(fā)火災(zāi)乃至爆炸。

3 濾筒過(guò)濾器燃燒爆炸原因

濾筒過(guò)濾器內(nèi)燃燒需要有可燃物質(zhì)和氧氣，還需要有一定能量的點(diǎn)火源。對(duì)于粉塵爆炸來(lái)說(shuō)應(yīng)具備三個(gè)要素：點(diǎn)火源；可燃細(xì)粉塵；粉塵懸浮于空氣中，形成在爆炸濃度范圍內(nèi)的粉塵云。這三個(gè)要素同時(shí)存在才會(huì)發(fā)生爆炸。

(1)在拋丸過(guò)程中產(chǎn)生大量的微小鐵質(zhì)粉塵。鐵粉塵屬二級(jí)易燃固體，其燃點(diǎn)和引燃能量均較低。鐵銹粉塵的平均粒徑在100μm -150μm 時(shí)， 燃點(diǎn)溫度范圍為240℃-439 ℃，遠(yuǎn)低于其熔化溫度。粉塵的可燃性與其的粒徑、成分、濃度、燃燒熱以及燃燒速度等多種因素有關(guān)，粒徑越小，表面積越大，越易點(diǎn)燃．拋丸時(shí)產(chǎn)生的粉塵極細(xì)，主要成分為鐵粉、鐵的氧化物及灰塵，取鐵銹粉塵進(jìn)行點(diǎn)火試驗(yàn)，一點(diǎn)即著，如在風(fēng)機(jī)氣流的助燃下，燃燒速度很快．同時(shí)濾筒過(guò)濾器的濾料材質(zhì)一般為紙質(zhì)或聚酯纖維，其中以后者居多，這兩種材料均為易燃品．易燃的鐵銹粉塵被引發(fā)著火有幾種可能情況，燃燒火源通常是由熾熱顆粒物、沖擊與摩擦火花、靜電火花等引起的。

(2)拋丸機(jī)總功率達(dá)一般在幾十至幾百千瓦，其中大部分的機(jī)械能會(huì)轉(zhuǎn)化為熱能，在生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中，系統(tǒng)的溫度會(huì)逐漸升高。同時(shí)物料轉(zhuǎn)化為粉塵，比表面積增大，提高了物質(zhì)的活性，在具備可燃燒的條件下，可燃粉塵氧化放熱反應(yīng)速度超過(guò)其散熱能力，最終轉(zhuǎn)化為燃燒稱為粉塵自然。粉塵越細(xì)，就越容易自燃。鐵銹粉塵中的Fe、FeO、Fe2O3在較高溫度的富氧環(huán)境中，會(huì)加速氧化產(chǎn)生大量氧化熱，除塵器內(nèi)大量粉塵堆積，熱量聚集可能使鐵銹粉塵達(dá)到自燃溫度，從而發(fā)生自行燃燒。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)分析濾筒過(guò)濾器過(guò)濾風(fēng)速過(guò)大，過(guò)濾器內(nèi)局部可燃粉塵濃度過(guò)大，甚至達(dá)到了鐵粉塵自燃的極限濃度。

(3)靜電導(dǎo)致起火爆炸，鐵銹粉塵在高速氣流中會(huì)產(chǎn)生靜電。鐵銹粉塵在管道中流動(dòng)時(shí)自身相互摩擦，產(chǎn)生靜電電位。一旦累計(jì)電位增大到粉塵間擊穿電場(chǎng)時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生靜電火花。同時(shí)檢修缺灰時(shí)都可能產(chǎn)生靜電火花。靜電火花極易引起紙質(zhì)(或纖維)濾筒和鐵粉燃燒并爆炸。

4 除塵工藝改造及運(yùn)用

除塵系統(tǒng)中，除塵器是主要設(shè)備之一，除塵器工作好壞將直接影響到生產(chǎn)正常運(yùn)行和廠區(qū)環(huán)境衛(wèi)生，正確選擇除塵器是除塵工作的重要環(huán)節(jié)。我們?cè)谠に嚵鞒讨性黾有L(fēng)除塵器，過(guò)濾器更換為布袋除塵器。對(duì)原有慣性除塵器、吸風(fēng)罩及前端管道不作變動(dòng)。風(fēng)量采用原設(shè)計(jì)風(fēng)量，即16000m3/h。新工藝流程為：吸塵罩——重力慣性除塵器——旋風(fēng)除塵器——布袋除塵器——風(fēng)機(jī)——煙囪，實(shí)踐證明，選擇滿足技術(shù)要求的旋風(fēng)除塵器和防爆型布袋除塵器，安全節(jié)能，效果十分明顯:

(1)旋風(fēng)除塵器。加強(qiáng)預(yù)處理除塵，在工藝中加旋風(fēng)除塵器，使高溫度拋丸粉塵得等到充分冷卻和更徹底的去除，減少可能進(jìn)入后續(xù)布袋的拋丸數(shù)量，避免在布袋除塵器中產(chǎn)生摩擦火花。

表1 技術(shù)參數(shù)

(2)設(shè)置防爆低壓脈沖布袋除塵器。防爆低壓脈沖布袋除塵器的特點(diǎn)：a.及時(shí)將粉塵排除防止粉塵堆積，消除爆炸及燃燒源；b.采用防靜電濾料、不燃燒濾料；c.設(shè)計(jì)合理的過(guò)濾風(fēng)速，采用合適的除塵機(jī)組體積，降低燃燒粉塵濃度極限；d.除塵機(jī)組設(shè)置防爆閥等安全措施。e.接地保護(hù)，除塵器本體作好良好接地，接地電阻<4Ω。

防爆低壓脈沖布袋除塵器是氣箱式布袋除塵器增設(shè)防燃防爆措施優(yōu)化而成。氣箱式布袋除塵器是新開(kāi)發(fā)的一種新型脈沖高效布袋除塵器。它綜合分室反吹脈沖噴吹清灰各類袋式除塵器的優(yōu)點(diǎn)，克服了分室反吹清灰強(qiáng)度較差，脈沖噴吹清灰需要和過(guò)濾同時(shí)進(jìn)行的缺點(diǎn)，擴(kuò)大了應(yīng)用范圍，該產(chǎn)品具有分室整體清灰特點(diǎn)，采用大規(guī)格脈沖閥清灰，具有清灰能力強(qiáng)、效果好、使用壽命長(zhǎng)。該產(chǎn)品適用高濃度粉塵的治理，可簡(jiǎn)化粉塵工藝流程，降低設(shè)備投資。產(chǎn)品結(jié)構(gòu)緊湊，占地面積少，可降低投資。廣泛適用于冶金、建材水泥、機(jī)械、化工和耐火材料行業(yè)；特別適用于水泥廠的破碎、包裝、庫(kù)頂、熟料冷卻機(jī)和各種磨機(jī)等收塵系統(tǒng)(或除塵系統(tǒng))，也可適用于煤磨除塵。

根據(jù)這個(gè)方案已經(jīng)對(duì)馬鋼車輪公司4#、5#拋丸機(jī)組除塵器進(jìn)行了改造。改造后除塵系統(tǒng)已然杜絕燃燒和爆炸；粉塵排放濃度達(dá)到25mg/m3。

[1] 王純，張殿印.除塵設(shè)備手冊(cè)[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2009

[2] 張英.金屬加工用精細(xì)化學(xué)品配方與工藝[M].北京：化學(xué)工業(yè)出版社，2006

[3] 姜鳳有.工業(yè)除塵設(shè)備設(shè)計(jì)制作、安裝與管理[M].北京：冶金工業(yè)出版社，2006

About a Whirlwind Explosion-proof Filter Used in Blasting Process

ZHAO Yun-feng

Blasting process can produce pill grain,sand and clust, damage to the environment, for effective dust removal is a must.Based on the practical reconstraction, discusses praction application of the whirlwind blast dust catcher.

Blasting is a kind of wheel a important part of the production process.

burning; explosion;Dust removal transformation

2014-06-21；改回日期2014-08-12

趙云峰(1977-)，男，安徽欣創(chuàng)節(jié)能科技環(huán)保股份有限公司，工程師。

TF547+.1：TG17

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1672-9994(2014)04-0008-02