袋式除尘器防火防爆新工艺在烟草行业的应用

孙百华 肖登松 肖茂华 贾 春

（1.江苏华正环保科技股份有限公司，江苏 徐州221000；2.南京农业大学，江苏 南京210000）

0 引言

在烟草加工过程中，会产生大量碎烟梗、碎烟末和烟尘，这些均是易燃物质，而在烟草加工过程中使用的打叶机、碎梗丝机、切丝机、烘丝机等设备转动部件之间的摩擦、金属间的碰撞、静电等因素会产生火花，在除尘管道中遇到易燃物会发生火灾，危及人员生命安全及设备财产安全。企业的除尘系统一般都作为一套物料集中收集系统，是火灾易发区，是企业防火防爆的重点区。

现有烟草加工废弃物回收系统防火防爆工艺及装置采用的是防火阀，该设备是一种被动防火设备，无法发现除尘输送管道内的火花，只有等易燃物被点燃后，管道内的温度达到防火阀的预警温度值，防火阀才会关闭。这样的防火设备，往往不能起到保证人员生命安全及设备财产安全的作用。

袋式除尘器防火工艺的核心设备是火花探测及熄灭系统。该系统是火花探测器与喷淋装置的组合。火花探测器一旦探测到炽热微粒发出来的红外线辐射，控制器接收到信号后立即控制喷淋装置，喷淋装置将探测到的火花扑灭，并且整个发现和扑灭的过程不影响生产的进程，对生产效率及安全性提高有很大的保障。该工艺系统是一个主动防御的防火系统，在发现隐患时即可将其消除，不给安全隐患留后患。

1 工作原理及工艺流程

烟草在加工、输送的过程中产生火花，火花随着物料的输送进入除尘管道，当除尘输送管道内的火花经过火花探测器时，火花探测器通过感测红外线在60μs内探测到火花，并将信号反馈给控制器，控制器接收到信号后输出报警信号，并自动声光报警；同时控制器向气动蝶阀以及风机输出控制信号，使气动蝶阀和风机关闭，瞬间隔离火花，以防火花进入除尘器，造成更大的安全隐患；控制器在20μs内给安装在喷头上的喷淋电磁阀发送信号，喷淋电磁阀打开，喷淋装置开启200ms，喷头喷出高压水雾，水流喷出时间68ms，将除尘管道内的火花熄灭。在火花熄灭后，系统自动消除报警，控制器控制气动蝶阀自动打开，整个加工过程不必停下来。同时，操作人员可以根据物料加工生产工艺中出现火花的潜在可能性，在系统报警器上人为设定火花数量或者间隔期限。如果在一段时间内火花出现的次数超过设定值，生产线会自动停止工作以便进行人工的分析、排查、解决问题。所述整个防火工艺系统的反应时间小于0.3s，可及时快速地灭火。

1.1 火花探测器介绍

（1）红外线传感器，敏感度高：100nW／cm2。

（2）使用温度达60℃（带玻璃光纤，使用温度高达260℃）。

（3）火花探测器本身反应时间0.5ms，极短的反应时间可有效保障系统的安全性。

（4）双鉴探测，探测角度180°，安装时无需调整探测角度，确保在除尘管道探测中不留死角。

（5）宽广的光谱响应范围0.4～1.1μm。

（6）安装简单。

（7）表面光滑，有助于自洁；在监视窗污染50%的情况下仍能确保有效的探测距离，极大地降低了维护周期和费用。

（8）防护等级：NEMA4；独特的防尘、防水型全密封结构设计，从根本上保证了探测器工作的稳定可靠。

1.2 喷淋装置介绍

喷淋装置由喷淋电磁阀、喷淋管、开关阀、增压水罐、喷头等部分组成。火花控制器发现火花时，立刻控制喷淋电磁阀并打开喷头，喷出0.4～0.6MPa的水雾，将火花及时扑灭，由于喷水雾时间极短，不会造成管道积水，也不会影响物料输送。

1.3 除尘器的防爆性介绍

鉴于烟草行业加工输送粉尘的易燃性，为了保证除尘器安全稳定运行，同时考虑到国家安全标准进一步提高的可能，除了保证第一时间发现扑灭除尘管道内的火花，还要在粉尘大量积聚的除尘器上安装泄爆装置。我们在除尘器设备上安装了泄爆装置。该装置为自动装置，当除尘器箱体内部压力达到预设的压力限值时，装置会瞬间自动打开泄爆，压力得以释放，从而保护了除尘设备，使其整体不受损坏。

2 防火工艺设备的安装

2.1 火花探测器的安装

（1）火花探测器对称分布在管道上，注意火花探测器不能安装在管道底部，应防止物料的覆盖、黏连及结露水影响探头的灵敏度及使用寿命，其安装位置如图1所示。

图1 火花探测器的安装

（2）使用专用工具在管道上打个孔即可安装，无需进入管道内部，安装简洁方便。

（3）控制器安装在控制室或者就近安装在工人易于观察操作维护的地方。

（4）对于直径大于1 000mm的管道，受限于火花探测器探头的探测距离能力，需要在管道上面对称分布安装4台探头，保证对管道内的物料进行全覆盖的探测。

2.2 喷淋装置的安装

（1）喷淋装置安装在火花探测器的下游，系统反应时间为0.3s，除尘管道内的风速一般设定在16～20m／s，故喷淋装置距离火花探测器的距离至少在6m，方能满足火花在喷淋装置喷头打开之后经过喷淋装置，保证对火花的扑灭率。火花探测器与喷淋装置安装位置关系如图2所示。

图2 火花探测器及喷淋装置的安装位置示意图

（2）为了保证喷头的水头压力，增压水罐的供水压力应达到0.4～0.6MPa，增压水罐尽量放置在喷淋装置的附近，以减少管路的压力损失。

3 系统操作及维护的注意事项

由于除尘管道里面的粉尘量很大，有些粉尘的含湿量大，黏性强，一段时间后火花探测器的探头镜片会黏附粉尘，随着黏附粉尘厚度的增加，会影响火花探测器的灵敏性，导致探测系统性能下降。这种情况下，可以加用空气净化适配器，通过精细计量阀测算最小压缩空气通过量来避免这些物质积聚。

4 结语

袋式除尘器防火防爆新工艺在烟草行业中的应用收到了极好的效果，能够及时发现除尘输送管道内的火花并将之熄灭，并且整个生产过程中不会停机中断，大大提高了生产效率，提高了企业的经济效益，使生产更加安全可靠。

［1］陈隆枢，陶晖.袋式除尘技术手册［M］.北京：机械工业出版社，2010.

［2］翟海明.袋式除尘器的原理及在烟草生产中的应用［J］.企业科技与发展，2008（24）.

［3］张殿印，王纯.脉冲袋式除尘手册［M］.北京：化学工业出版社，2010.

［4］丁凤桂.袋式除尘器现状及技术展望［J］.有色设备，2009（8）.

［5］中国环境保护产业协会袋式除尘委员会.我国袋式除尘行业2012年发展综述［J］.中国环保产业，2013（5）.