基于火因分析的脈沖布袋除塵器火災(zāi)勘驗(yàn)要點(diǎn)及火災(zāi)預(yù)防措施

姜自營

摘要：為解決工廠的粉塵污染問題，脈沖布袋除塵器得到了越來越廣泛的應(yīng)用，同時脈沖布袋除塵器引發(fā)的火災(zāi)也引起越來越多的關(guān)注。通過分析引起脈沖布袋除塵器著火的原因，指出火災(zāi)調(diào)查現(xiàn)場勘驗(yàn)要點(diǎn)，提出了預(yù)防脈沖布袋除塵器著火的措施，希望為降低此類火災(zāi)發(fā)生概率和減少財(cái)產(chǎn)損失提供一定的借鑒。

關(guān)鍵詞：脈沖布袋除塵器；著火原因；勘驗(yàn)要點(diǎn)；預(yù)防措施

進(jìn)入21世紀(jì)以來，環(huán)境污染問題受到社會的廣泛關(guān)注，工廠污染物的排放又是造成環(huán)境污染的主要源頭。火電、水泥、煤礦、化工等行業(yè)，在生產(chǎn)中極易產(chǎn)生大量粉塵，如果管控措施不到位，不僅對環(huán)境造成嚴(yán)重的污染，還易產(chǎn)生安全隱患，嚴(yán)重時會發(fā)生爆炸事故[1]。脈沖布袋除塵器具有投資少、運(yùn)營成本低、維修費(fèi)用低、占地面積小、操作方便等優(yōu)點(diǎn)，并且除塵效果好，折算值10mg/m3左右（95%以上）。所以脈沖布袋除塵器是很多加工企業(yè)除塵的主要設(shè)備，但由于種種原因，脈沖布袋脈沖除塵器會在工作期間著火，本文詳細(xì)介紹引起脈沖布袋除塵器著火的原因及預(yù)防措施，并提出了預(yù)防脈沖布袋除塵器著火的措施，延長脈沖布袋除塵器的壽命，保障人員安全，避免加工企業(yè)的財(cái)產(chǎn)損失。

1 脈沖布袋除塵器的構(gòu)造及工作原理

1.1? 脈沖布袋除塵器的應(yīng)用范圍

脈沖布袋式除塵器被廣泛應(yīng)用在各類工廠煙氣治理的除塵系統(tǒng)、各類焚燒爐的煙氣過濾系統(tǒng)以及其他粉類物質(zhì)生產(chǎn)場所。另外在稀有金屬冶煉時，冶煉煙氣的過濾，微細(xì)物料的回收，液、固分離時，也會應(yīng)用脈沖布袋除塵器。布袋式除塵器在使用過程中，一旦有火星混入其內(nèi)時，極易造成布袋損害，使除塵效果不佳，當(dāng)粉塵為可燃性粉塵時，可能會造成嚴(yán)重?zé)龤?，甚至產(chǎn)生爆炸，造成重大經(jīng)濟(jì)損失，威脅人員安全。

1.2? 脈沖布袋除塵器的構(gòu)造

脈沖布袋除塵器由箱體、噴吹系統(tǒng)和進(jìn)氣排灰部分3部分組成。箱體包括袋室、凈氣室、多孔板、濾袋、濾袋骨架、檢修門。噴吹系統(tǒng)包括主氣管、噴吹管、脈沖閥、控制儀。

1.3? 脈沖布袋除塵器的工作原理

脈沖布袋除塵器是一種干式過濾粉塵裝置，其高效除塵效率與工作原理是密不可分的，脈沖布袋除塵器主要是通過設(shè)備中自帶的濾袋，對煙氣中的灰塵進(jìn)行攔截處理。當(dāng)加工設(shè)備運(yùn)行時，加工設(shè)備會產(chǎn)生大量含有粉塵的氣體，此時含有粉塵的氣體通過除塵器收集口吸入輸送管道中，含有粉塵的氣體在袋式除塵器的上方進(jìn)入袋式除塵器，含有粉塵的氣體在通過袋式除塵器的內(nèi)部時，被過濾后的空氣從濾袋通過，而粉塵被截留在布袋上，干凈空氣從濾袋通過后，進(jìn)入出風(fēng)口，被風(fēng)機(jī)通過排風(fēng)管排入大氣，攔截下來的大顆粒直接落入接灰斗，微小粉塵被均勻吸附在濾袋表面。

2 脈沖布袋除塵器起火原因分析

引起脈沖布袋除塵器濾袋起火的原因是多樣的，但是燃燒物、溫度和著火源是脈沖布袋除塵器起火的三個必備條件。

2.1? 點(diǎn)火源進(jìn)入除塵器

火源是導(dǎo)致粉塵著火的必要條件，根據(jù)調(diào)查顯示，大部分的脈沖布袋除塵器濾袋著火都是因?yàn)橥獠棵骰鸨晃氲匠龎m器內(nèi)部，例如工人吸煙時的煙灰、電焊時的火星以及切割時切割片碰到金屬而引起的電火花等。當(dāng)這些火源進(jìn)入除塵器內(nèi)部時，可燃粉塵空氣將會發(fā)生氧化還原反應(yīng)，致使易燃濾袋起火燃燒。煙灰的余燼表面溫度可達(dá)200℃以上，煙頭中心溫度可達(dá)到700℃以上，足以引燃木屑粉塵；而對于電焊和氣割飛濺出的火花，當(dāng)顆粒離開氣割點(diǎn)10～20s內(nèi)仍保持著800℃高溫，這種電氣焊產(chǎn)生的火星飛濺范圍廣，引燃粉塵的概率更高甚至?xí)?dǎo)致粉塵爆炸。當(dāng)可燃?xì)怏w、蒸氣或粉塵與空氣混合后，達(dá)到遇火會產(chǎn)生爆炸的濃度范圍，除塵器內(nèi)物質(zhì)的狀態(tài)和存在形式發(fā)生突變，在瞬間釋放出大量的能量，形成空氣沖擊波，發(fā)生劇烈爆炸[2]。

2.2? 粉塵靜電積累放電

濾袋中含有可燃物是濾袋起火的必要條件，以木質(zhì)粉塵為例，木屑粉塵燃點(diǎn)430℃，木質(zhì)粉塵與礦物粉塵或金屬粉塵相比，密度小且形狀多為不規(guī)則的多棱體，在吸塵系統(tǒng)中由于自身受風(fēng)面積大且質(zhì)量較小，于是在吸塵系統(tǒng)中容易隨風(fēng)而動，而且在濾袋中難以被分離。參考英國的劃分標(biāo)準(zhǔn)，在靜電敏感度排行中，木質(zhì)粉塵屬于高度靜電敏感度，容易被靜電引燃而引發(fā)濾袋著火。靜電在生活中是比較常見的，當(dāng)木質(zhì)粉塵隨著氣體在管道中高速運(yùn)動時，由于木質(zhì)粉塵之間的摩擦導(dǎo)致產(chǎn)生靜電并長時間聚集，隨著靜電電位越來越高，當(dāng)放電能量達(dá)到或超過粉塵最小點(diǎn)火能量時，就會引起粉塵自燃[2]。

2.3? 引起火災(zāi)的其他原因

一是未裝設(shè)火花探測器。火花探測器在脈沖布袋除塵設(shè)備中起到主動防火作用，同時配合噴淋裝置共同作用，一旦探測器監(jiān)測到火花，控制器接收信號后則會立即打開噴淋系統(tǒng)，將火災(zāi)控制和消滅在初期。

二是用電設(shè)備發(fā)生破損。例如設(shè)備的線路老化等原因，使得產(chǎn)生短路火花，從而成為點(diǎn)火源。

3 布袋除塵器火災(zāi)滅火措施

除塵器著火后應(yīng)該迅速采取滅火措施，避免火勢進(jìn)一步擴(kuò)大，主要措施有緊急停工、霧狀水抑制和其他滅火劑控制。

3.1? 緊急停工

除塵器一旦出現(xiàn)著火，工人先要緊急停機(jī)，并關(guān)閉除塵風(fēng)機(jī)電源，最大限度地減少空氣吸入除塵設(shè)備室體[2]。緊急停工時，以安全為主，先停運(yùn)關(guān)鍵設(shè)備，切斷重點(diǎn)部位、進(jìn)料及熱源，崗位間要做好聯(lián)系工作，不能因操作程序錯誤造成物料泄漏等危險(xiǎn)狀況。

3.2? 霧狀水抑制

霧狀水滅火有無可比擬的優(yōu)點(diǎn)：一是其表面積比直流水增大了百倍。1kg瓶裝水的表面積不大于0.06m2，但是將其分割為粒度為1mm的小水滴時，其表面積之和增大到6m2，這使它在火焰中的吸熱能力提高了百倍。在火焰中汽化的霧狀水發(fā)揮了其蒸發(fā)潛熱高的優(yōu)勢，吸收了大量的熱能，1L水在火焰中汽化時可吸收2253kJ的熱量，使火焰迅速降溫。二是水在汽化時生成1700倍體積的水蒸氣，稀釋了火焰周圍空氣中的氧含量，窒息了燃燒反應(yīng)[3]。因此，抑制粉塵火災(zāi)的最高效的手段就是利用霧狀水噴射，同時使沒有燃燒的粉末濕度增大。

3.3? 注意事項(xiàng)

為了使堆積的粉塵不被滅火劑吹起，在滅火時禁止使用直流水槍以及其他消防裝備直流射流，使用二氧化碳等滅火劑滅火時，也要防止沖擊作用的發(fā)生。對于活潑金屬火災(zāi)控制，如鋁、鎂等金屬粉塵，嚴(yán)禁用水或泡沫撲救，可采用干沙、石灰覆蓋。

4 火災(zāi)現(xiàn)場勘驗(yàn)要點(diǎn)

脈沖布袋除塵器火災(zāi)現(xiàn)場勘驗(yàn)要點(diǎn)如下：

①結(jié)合報(bào)警人、發(fā)現(xiàn)人或者監(jiān)控視頻信息，通過勘驗(yàn)車間整體燃燒蔓延痕跡，確定起火部位所處的工段。

②重點(diǎn)勘驗(yàn)起火部位的加工、排風(fēng)、環(huán)保等設(shè)備是否存在故障，電氣線路有無打火、短路痕跡，同時拆開設(shè)備內(nèi)部查看是否存在發(fā)熱、故障痕跡；勘查調(diào)節(jié)控制送風(fēng)裝置的電磁閥是否有短路打火、煙熏痕跡，環(huán)保設(shè)備艙內(nèi)可燃粉塵碳化過火痕跡，燒損設(shè)備外部金屬變色痕跡。

③勘驗(yàn)起火部位殘留的油棉紗、抹布、廢紙等可燃物堆積燃燒痕跡，以及粉塵等可燃物堆積到電機(jī)表面的情況，有無自燃起火特征。木材加工企業(yè)產(chǎn)生的木屑堆積后容易產(chǎn)生自燃，當(dāng)環(huán)境溫度較高，木屑內(nèi)部含有一定水分，木屑內(nèi)部發(fā)酵、冒煙，垛內(nèi)溫度異常，勘驗(yàn)時要注意查找堆垛內(nèi)部碳化或焦化結(jié)塊痕跡[4]。

④對可燃粉塵加工企業(yè)注意勘驗(yàn)布袋除塵器內(nèi)粉塵混合物中心區(qū)域灰化燃燒特征，生產(chǎn)過程中產(chǎn)生的大量粉塵混合物富集在集塵裝置后，如不及時清理，易積熱引發(fā)自燃。經(jīng)檢驗(yàn)，粉塵在40℃等溫實(shí)驗(yàn)時，自身可以放熱。

⑤如布袋除塵器內(nèi)部或車間發(fā)生爆燃，應(yīng)查看生產(chǎn)裝置設(shè)備爆炸后的痕跡特征。重點(diǎn)查看除塵器設(shè)施內(nèi)外部的過火痕跡、泄爆口的開啟狀態(tài)、管道變形撕裂的狀態(tài)以及火花探測器和熄滅裝置的運(yùn)行情況。通過與車間燃燒痕跡對比，從而確定是布袋除塵器內(nèi)部或者車間最先發(fā)生爆燃。

⑥查明引火源，引火源可能來自高溫表面、明火、電火花、靜電放電、摩擦、切割等作業(yè)產(chǎn)生的火花。在木材、金屬打磨拋光工段經(jīng)常會產(chǎn)生機(jī)械火花，這些火花被除塵系統(tǒng)吸入粉塵回收裝置內(nèi)而引發(fā)爆燃；在有可燃粉塵的環(huán)境下，電氣設(shè)備、金屬材料和工具受撞擊、摩擦產(chǎn)生火花可能引起粉塵爆炸。調(diào)查此類事故應(yīng)首先排除靜電、電火花、明火和熱表面等熱源，查看電氣設(shè)備、金屬材料和工具的材質(zhì)在撞擊和摩擦下是否可以產(chǎn)生火花[4]。

⑦提取可燃?xì)埩粑锓殖设b定其成分和理化性質(zhì)。

⑧對現(xiàn)場傷亡人員體表進(jìn)行觀察。

5 預(yù)防布袋除塵器起火的措施

避免除塵器起火，預(yù)防措施是重中之重，主要的預(yù)防措施有以下幾點(diǎn)：

5.1? 安裝火花探測器

在進(jìn)入除塵器的管道上布置火花探測器和連鎖噴淋裝置（見圖2），當(dāng)火花探測器檢測到火花之后，位于管道上的噴淋裝置會自動啟動，將火花熄滅，防止火花進(jìn)入除塵箱，如果火花進(jìn)入除塵箱，長時間積累，會導(dǎo)致除塵箱內(nèi)的溫度過高，可能發(fā)生火災(zāi)或爆炸等。

5.2? 增強(qiáng)除塵濾袋導(dǎo)電性

目前防靜電濾袋主要有兩種材質(zhì)的濾料，可以有效解決靜電吸附問題，即使用改性滌綸和紡入金屬纖維。改性滌綸通過進(jìn)行化學(xué)處理，改變滌綸的疏水性，使之產(chǎn)生離子，將積聚在防靜電濾袋上的靜電荷泄漏，使纖維織物具有耐久的抗靜電性。紡入金屬纖維是用化學(xué)纖維與不銹鋼纖維混紡合成的纖維，因不銹鋼纖維具備良好的導(dǎo)電性能，所以與化學(xué)纖維混紡后具有良久的抗靜電性。

5.3? 加強(qiáng)日常運(yùn)行管理

對布袋除塵器的日常運(yùn)行管理包括：①定期對除塵器程序進(jìn)行檢查、核對。②設(shè)備運(yùn)行過程中，應(yīng)當(dāng)設(shè)專人進(jìn)行管理，做好運(yùn)行記錄。③視灰斗內(nèi)的存灰，應(yīng)當(dāng)每班至少卸灰一次。④除塵器氣包應(yīng)當(dāng)定期排水、排油。⑤經(jīng)常檢查壓縮空氣系統(tǒng)、卸灰系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)異常及時處理。⑥電機(jī)、減速機(jī)等部件要按規(guī)定加油，發(fā)現(xiàn)異常及時處理。⑦脈沖閥、提升閥氣缸如內(nèi)部發(fā)現(xiàn)雜質(zhì)、水分等異物，要及時清除，利用定壓噴吹裝置進(jìn)行清掃[5]。電磁閥、膜片如果發(fā)生故障或損壞，要及時修復(fù)或更換。⑧每天檢查除塵煙囪排放情況，發(fā)現(xiàn)煙囪冒灰，要及時更換破損濾袋。⑨定期檢查門上的密封條，如有老化要及時更換。

5.4? 其他預(yù)防措施

布袋除塵器的其他火災(zāi)預(yù)防措施有：①除塵系統(tǒng)和除塵設(shè)備都應(yīng)設(shè)置避雷接地措施；②電氣設(shè)備應(yīng)采用防爆型；③在小型鍋爐除塵（以植物顆粒為燃料）系統(tǒng)的主要部位設(shè)置噴淋防爆泄壓裝置；④除塵系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)成負(fù)壓系統(tǒng)，以避免氣流中的粉塵撞擊風(fēng)機(jī)葉輪或機(jī)殼而產(chǎn)生火花；⑤要定期清除殘留堆積的粉塵；⑥各部分要用導(dǎo)電材料接地，采取防止靜電積聚的措施。

6 結(jié)語

布袋式除塵器使用過程中，如有火星混入，極易造成布袋損害導(dǎo)致事故發(fā)生，當(dāng)粉塵為可燃性粉塵時，可能造成燃燒甚至產(chǎn)生爆炸，造成重大經(jīng)濟(jì)損失。本文通過分析脈沖布袋除塵器原理，找出其失火原因，提出了火災(zāi)勘察要點(diǎn)，并提出了除塵器的火災(zāi)預(yù)防及控制措施，為除塵器的火災(zāi)調(diào)查和安全管理工作提供了借鑒。

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Key points of fire investigation and fire prevention measures for pulse bag filter based on fire cause analysis

Jiang Ziying

（Linyi Fire and Rescue Division，Shandong Linyi 276000）

Abstract： In order to solve the dust pollution problem in factories， pulse bag filter has been more and more widely used， while the fire caused by pulse bag filter has also attracted more and more attention. By analyzing the causes of fire of pulse bag filter， pointing out the main points of fire investigation site survey， and putting forward the measures to prevent the fire of pulse bag filter， we hope to provide some reference for reducing the probability of such fire and reducing property loss.

Keywords： pulse bag filter; causes of fire; investigation points; preventive measures