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)

旋風防爆除塵器在拋丸工藝中的運用

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)。拋丸工藝中會產(chǎn)生丸粒、沙粒和粉塵，對環(huán)境造成污染，進行有效的除塵是必須的。結合改造的實例，對旋風防爆除塵器的實際運用進行探討。

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型車輪拋丸機組生產(chǎn)線，用于火車鋼輪輪輻內(nèi)外表面強化，因拋丸工藝中會產(chǎn)生丸粒、沙粒和粉塵，對環(huán)境造成污染，必須進行有效的除塵。由于拋丸機組改造前的除塵系統(tǒng)為廠家配套提供，工藝落后、材質老化，投入使用以來，濾筒過濾器發(fā)生過多次燃燒、爆炸事故。如何對車輪拋丸除塵設備進行改造，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用談起。

1 拋丸處理工藝簡介

拋丸是一種機械方面的表面處理工藝，類似于噴砂和噴丸。其原理是用電機帶動葉輪體旋轉，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力為壓應力，提高工件的使用壽命。幾乎用于機械的大多數(shù)領域，修造船、汽車零部件、飛機部件、槍炮坦克表面、橋梁、鋼結構、玻璃、鋼板、管道。馬鋼車輪廠即采用拋丸個工藝使輪轂表面殘留高的張應力消除，并且產(chǎn)生表面壓應力進而提高其疲勞強度。

2 現(xiàn)有拋丸生產(chǎn)線的除塵系統(tǒng)弊病

公司現(xiàn)有4條車輪拋丸機組生產(chǎn)線的除塵系統(tǒng)均采用了二級除塵，主要負責對分離器和拋丸室的除塵。有兩個吸塵點分別為：拋丸室吸風點和分離器吸風點，總風量為16000m3/h。工藝流程為：吸塵罩——重力慣性除塵器——濾筒過濾器——風機——煙囪。然而由于除塵系統(tǒng)的不合理設置等原因在拋丸過程中鋼丸在拋向車輪工件表面時,機械能會轉化為熱能，會導致金屬粉塵溫度升高，由于現(xiàn)場二級除塵系統(tǒng)管線較短，粉塵到達儲灰倉時并沒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，繼續(xù)釋放熱量，熱量達到一定的溫度，就容易產(chǎn)生自燃，現(xiàn)場的袋式除塵器所選用的濾料是滌綸針刺氈，型號為：PE/PE504，雖然是一種使用非常廣泛的過濾材料，但其工作溫度范圍僅130℃-150℃，屬于可燃性材質，因此，粉塵自燃后遇可燃材質的濾料，便容易造成布袋著火，導致除塵系統(tǒng)停用等隱患，甚至引發(fā)火災乃至爆炸。

3 濾筒過濾器燃燒爆炸原因

濾筒過濾器內(nèi)燃燒需要有可燃物質和氧氣，還需要有一定能量的點火源。對于粉塵爆炸來說應具備三個要素：點火源；可燃細粉塵；粉塵懸浮于空氣中，形成在爆炸濃度范圍內(nèi)的粉塵云。這三個要素同時存在才會發(fā)生爆炸。

(1)在拋丸過程中產(chǎn)生大量的微小鐵質粉塵。鐵粉塵屬二級易燃固體，其燃點和引燃能量均較低。鐵銹粉塵的平均粒徑在100μm -150μm 時， 燃點溫度范圍為240℃-439 ℃，遠低于其熔化溫度。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，粒徑越小，表面積越大，越易點燃．拋丸時產(chǎn)生的粉塵極細，主要成分為鐵粉、鐵的氧化物及灰塵，取鐵銹粉塵進行點火試驗，一點即著，如在風機氣流的助燃下，燃燒速度很快．同時濾筒過濾器的濾料材質一般為紙質或聚酯纖維，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)拋丸機總功率達一般在幾十至幾百千瓦，其中大部分的機械能會轉化為熱能，在生產(chǎn)運轉過程中，系統(tǒng)的溫度會逐漸升高。同時物料轉化為粉塵，比表面積增大，提高了物質的活性，在具備可燃燒的條件下，可燃粉塵氧化放熱反應速度超過其散熱能力，最終轉化為燃燒稱為粉塵自然。粉塵越細，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到自燃溫度，從而發(fā)生自行燃燒。經(jīng)現(xiàn)場分析濾筒過濾器過濾風速過大，過濾器內(nèi)局部可燃粉塵濃度過大，甚至達到了鐵粉塵自燃的極限濃度。

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

4 除塵工藝改造及運用

除塵系統(tǒng)中，除塵器是主要設備之一，除塵器工作好壞將直接影響到生產(chǎn)正常運行和廠區(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)。我們在原工藝流程中增加旋風除塵器，過濾器更換為布袋除塵器。對原有慣性除塵器、吸風罩及前端管道不作變動。風量采用原設計風量，即16000m3/h。新工藝流程為：吸塵罩——重力慣性除塵器——旋風除塵器——布袋除塵器——風機——煙囪，實踐證明，選擇滿足技術要求的旋風除塵器和防爆型布袋除塵器，安全節(jié)能，效果十分明顯:

(1)旋風除塵器。加強預處理除塵，在工藝中加旋風除塵器，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 技術參數(shù)

(2)設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：a.及時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.設計合理的過濾風速，采用合適的除塵機組體積，降低燃燒粉塵濃度極限；d.除塵機組設置防爆閥等安全措施。e.接地保護，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防燃防爆措施優(yōu)化而成。氣箱式布袋除塵器是新開發(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，克服了分室反吹清灰強度較差，脈沖噴吹清灰需要和過濾同時進行的缺點，擴大了應用范圍，該產(chǎn)品具有分室整體清灰特點，采用大規(guī)格脈沖閥清灰，具有清灰能力強、效果好、使用壽命長。該產(chǎn)品適用高濃度粉塵的治理，可簡化粉塵工藝流程，降低設備投資。產(chǎn)品結構緊湊，占地面積少，可降低投資。廣泛適用于冶金、建材水泥、機械、化工和耐火材料行業(yè)；特別適用于水泥廠的破碎、包裝、庫頂、熟料冷卻機和各種磨機等收塵系統(tǒng)(或除塵系統(tǒng))，也可適用于煤磨除塵。

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

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

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

[3] 姜鳳有.工業(yè)除塵設備設計制作、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