1、粉塵主要有兩大類,無機(jī)粉塵和有機(jī)粉塵,煤粉塵屬無機(jī)粉塵中的一種。從廣義上來說,無機(jī)粉還包括金屬粉塵、石英、沙塵等等。嚴(yán)重的粉塵污染不僅造成大氣環(huán)境污染,帶使電氣設(shè)備絕緣水平下降,給企業(yè)安全生產(chǎn)和職工的身心健康帶來極大危害。煤粉塵是人體健康的大敵,其中直徑0.5~5µm之間的飄塵對(duì)人的危害最大,它可以直接到達(dá)肺細(xì)胞而沉積,并可能進(jìn)入血液布滿全身。
粉塵粒子表面有各種有毒物質(zhì),進(jìn)入人體后可引起呼吸道、心肺等方面的疾病。長期在粉塵超標(biāo)的環(huán)境中工作,一方面從業(yè)人員易患?jí)m矽肺等職來病,同時(shí)也會(huì)給企業(yè)帶來了沉重的經(jīng)濟(jì)的負(fù)擔(dān)。
2、煤粉塵同金屬粉塵(如鋁粉、鎂粉)、合成材粉塵(如塑料粉、染料粉)、林業(yè)品粉塵(如紙粉、木粉)等可燃粉塵一樣,屬于爆炸危險(xiǎn)品。當(dāng)可燃粉塵與空氣混合的濃度達(dá)到一定的值(爆炸臨界濃度)時(shí),若遇有火星、電弧或適當(dāng)?shù)臏囟?,其氧化反?yīng)即在瞬間完成,產(chǎn)生的熱量和火焰迅速傳給相鄰的粉塵,又引起周圍的粉塵燃燒放熱。一般的燃燒火焰?zhèn)鞑ニ俣戎皇窃诿棵肓泓c(diǎn)幾米,而密集的粉塵燃燒時(shí),火焰?zhèn)鞑ニ俣瓤蛇_(dá)幾十米乃至幾百米。粉塵一旦燃燒時(shí),一連串的連鎖反應(yīng)便在瞬間完成,立即釋放出巨大在能量,溫度迅速上升,空氣急劇膨脹,接下來便會(huì)發(fā)生可怕的爆炸。粉塵爆炸的最大特點(diǎn)是多次爆炸,因初始爆炸會(huì)將沉積的粉塵揚(yáng)起,在新的空間形成更多的爆炸混合物而再次爆炸。連續(xù)爆炸會(huì)給企業(yè)帶來慘重的損失。
自1985年意大利發(fā)生第一起粉塵爆炸之后,世界各國特別是一些發(fā)達(dá)的工業(yè)國都對(duì)粉塵問題進(jìn)行了大量的研究,采取越來越嚴(yán)密的防范措施,而國內(nèi)在這方面的研究卻相對(duì)落后,以至于粉塵爆炸事故時(shí)有發(fā)生。
粉塵爆炸實(shí)質(zhì)上是一種特殊的燃燒,它是粉塵粒子表面和氧化作用的結(jié)果。在日常生活中,人們都有這樣的經(jīng)驗(yàn),生爐子時(shí),開始要放一些容易著火刨花或紙片,由它們引來燃木塊和煤餅。因?yàn)槿紵侨剂系难趸系倪^程,燃料越薄越細(xì),表面面積就越大,與氧化接觸機(jī)會(huì)越多就容易燃燒。刨花之所以比木塊容易燃燒,就是因?yàn)樗谋砻娣e要比木塊大的多。據(jù)計(jì)算,1塊1cm3的木塊,其表面積只有6cm2;如果把它粉碎成1nm(1nm=10-9m)大小的細(xì)屑,那么,這些細(xì)屑總的表面積可達(dá)6000m3。又比如直徑為0.03μm(1μm=10-6m)的1g超細(xì)鋁粉,表面積約有72m2。粉塵的表面上吸附了空氣中的氧,而氧在這種情況下具有極大的活力,易與霧經(jīng)的可燃物分子發(fā)生化學(xué)反應(yīng)。此時(shí),只要有不多的熱,不多的空氣,就能使可燃粉塵完全足夠地用來燃燒自己。
1986年3月15日凌晨39分,黑龍江省哈爾濱市亞麻廠發(fā)生特大亞麻粉塵爆炸事故,并引發(fā)大火。爆炸中心區(qū)約0.3m多厚的水泥磚被炸碎,鋼筋水泥澆注的防爆墻被爆炸被爆炸產(chǎn)生的強(qiáng)大氣浪沖擊變形、倒塌、地溝蓋板和地下庫房樓板嚴(yán)重破壞。梳麻車間和前紡車間內(nèi)的機(jī)器設(shè)備及電器設(shè)備被燒毀。準(zhǔn)備車間前半部與中央換氣室相鄰的承重墻倒塌,廠房主梁和屋頂塌落,鋸齒形房項(xiàng)被強(qiáng)大的氣浪沖到廠外。爆炸產(chǎn)生的火焰高達(dá)到20m以上,據(jù)事故后統(tǒng)計(jì),當(dāng)時(shí)在崗的生產(chǎn)工人共計(jì)447名,其中受傷住院83名,死亡58名,4個(gè)生產(chǎn)車間的3000m2廠房及89臺(tái)生產(chǎn)設(shè)備遭到嚴(yán)重毀壞。
1987年10月4日,青島第六棉廠粗工車間,因?yàn)V塵器粉塵爆炸而引發(fā)火災(zāi),燒毀了1個(gè)車間主150臺(tái)紡織機(jī)器,直接損失92萬元,3名工人死亡。
2000年1月21日,杭州佳木有限公司發(fā)生一起木屑粉塵引起的重大爆炸事故,造成4人死亡7人受傷。
2001年8月21日,位于廣州市白云區(qū)龍歸鎮(zhèn)的邦盛白馬食品化學(xué)有限公司一生產(chǎn)面粉增白劑的車間發(fā)生粉塵爆炸事故,造成1人死亡7人受傷。
慘痛的事故教訓(xùn)應(yīng)該引起我們對(duì)粉塵危害的高度重視,影響粉塵爆炸的因素主要包括:粉塵的物理化學(xué)性質(zhì)(如燃燒熱、氧化速度、帶電性、凝聚性、附著性以及所含揮發(fā)物等)、顆粒大小、浮游狀態(tài)、在空氣中的含量以及點(diǎn)火源的強(qiáng)度等。一般來說可燃粉塵越細(xì)小、越干燥、發(fā)生爆炸的可能性越大。應(yīng)當(dāng)注意的是,引起粉塵的爆炸并不一定要在所有場所的整個(gè)空間都形成具有爆炸危險(xiǎn)的粉塵濃度,一般只要粉塵在房屋中密集地附著于墻壁、房頂、設(shè)備上就可能引起爆炸。
1、渭河煤化工集團(tuán)有限責(zé)任公司輸煤系統(tǒng)轉(zhuǎn)運(yùn)過多,轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)落差過大是造成粉塵濃度大的主要原因,如遇天旱煤干,作業(yè)過程中粉塵量會(huì)大增。
2、皮帶機(jī)導(dǎo)料槽處密封不嚴(yán),向外逸散煤塵。
3、除塵器吸塵點(diǎn)不合理,除塵效果不佳。
4、皮帶走廊地面積較多,處理起來極不方便,而且在清掃時(shí)造成二次揚(yáng)塵。
5、回程皮帶粘煤嚴(yán)重,造成拋灑、揚(yáng)塵。
6、輸煤系統(tǒng)共有大小揚(yáng)塵點(diǎn)20余處,尤其以原煤、燃料煤卸車、職煤口、皮帶輸送機(jī)之間的轉(zhuǎn)運(yùn)及進(jìn)倉落料口等處煤塵最為密集,污染較重,濃度最高時(shí)達(dá)1000mg/m3,遠(yuǎn)遠(yuǎn)超出工作場所最高容許濃度200mg/m3的標(biāo)準(zhǔn)。原設(shè)計(jì)并安裝有14臺(tái)布袋除塵器,煤底槽每側(cè)各設(shè)計(jì)有2個(gè)引風(fēng)口并裝有4臺(tái)機(jī)械排風(fēng)機(jī)。渭河煤化工集團(tuán)有限責(zé)任公司輸煤系統(tǒng)1995年開始運(yùn)行,隨著時(shí)間的推移,暴露出許多原設(shè)計(jì)、安裝的不合理之處。特別是除塵設(shè)備,經(jīng)過幾年的實(shí)踐驗(yàn)證,多處存在問題,如:安裝位置不合理,造成吸風(fēng)管及排灰管彎角太多,且多為90°直角,造成落灰不暢,容易積灰。粉塵積聚過多就會(huì)因高溫而自燃。1996年4#皮帶頭部除塵器就發(fā)生過自燃,由于發(fā)現(xiàn)及撲救及時(shí),才未造成大的損失。
7、由于除塵器的吸、排灰管材質(zhì)缺陷,1999年開始已有多處風(fēng)化銹蝕,使除塵效果大大降低,個(gè)別除塵器實(shí)際上已喪失了除塵作用。
8、由于除塵安裝的門式注水機(jī),不合實(shí)際,已閑置。
9、設(shè)計(jì)安裝的倉頂輸送帶。是將物料以傾角90°提升4.69m后,分別落料至各備煤筒倉。這樣的設(shè)計(jì),總體上比較美觀,但由于輸送帶負(fù)載上下顛簸,不僅增加能耗,加大了工藝人員的巡檢難度,而且造成多次揚(yáng)塵,成為粉塵擴(kuò)散較嚴(yán)重的區(qū)域。
由于以上問題的存在,煤塵污染已嚴(yán)重地威脅到員工和生產(chǎn)設(shè)備的安全,煤塵治理已是刻不容緩。
1、 工藝改造措施
(1) 輸煤系統(tǒng)共有17條輸送帶,對(duì)所有輸送帶導(dǎo)料槽、落煤斗進(jìn)行了改造,增大了
頭部的包容范圍,有效控制了堵煤和漏煤。
(2)對(duì)所有輸送帶清掃器進(jìn)行改造,由一級(jí)清掃改為二級(jí)清掃,采用新型合金清掃器,并給所有皮帶的轉(zhuǎn)向滾筒加裝了自制的清掃刮板,有效地防止了皮帶粘煤,減少了粉塵二次飛揚(yáng)。
(3)在揚(yáng)塵點(diǎn)增設(shè)了水霧噴淋裝置。
(4)封閉了暴露在外面的倉頂皮帶拉緊器和3#皮帶拉緊器,避免了煤塵飛揚(yáng)。
2、 土建措施
(1)給通風(fēng)不暢、煤塵較為密集的1#皮帶崗位和倉頂皮帶崗位做了防水地面,并增加了沖洗水。將水平地面做成有坡度的地面,有利于用水沖洗,防止粉塵沉積。
(2)將原有的倉頂皮帶改造為平皮帶,減少了粉塵飛揚(yáng)。
3、 除塵措施
(1) 對(duì)導(dǎo)料槽進(jìn)行密封改造,并增設(shè)多級(jí)防塵簾,防止落料時(shí),粉塵逸散。
(2) 對(duì)破碎樓的2臺(tái)除塵器進(jìn)行了重點(diǎn)改造,重新調(diào)整吸塵點(diǎn),使其更為合理。
(3) 經(jīng)實(shí)踐驗(yàn)證,除塵器原有排灰機(jī)械不合理,運(yùn)轉(zhuǎn)不正常,落灰不暢,易造成灰塵沉積,在原基礎(chǔ)上進(jìn)行了改造,效果良好。
(4) 在充分調(diào)研的基礎(chǔ)上,在倉頂皮帶導(dǎo)料槽處安裝了1臺(tái)濕法除塵器,費(fèi)用低且效果好。
(5) 對(duì)所有的除塵器吸、排灰管進(jìn)行了更新。
4、 管理措施
加強(qiáng)輸煤除塵設(shè)備的運(yùn)行、維護(hù)管理,認(rèn)真做好防塵除塵設(shè)備、設(shè)施的維護(hù)和保養(yǎng),及時(shí)解決除塵系統(tǒng)存在的缺陷,做到設(shè)備配套、系統(tǒng)健全,使險(xiǎn)塵設(shè)備都能穩(wěn)定運(yùn)行。集團(tuán)公司曾就輸煤系統(tǒng)煤塵含量過高這一隱患,于2001年6月由1名副總牽頭,組織了跨職能、跨部門的粉塵治理防范小組,通過技術(shù)人員的群策群力,用時(shí)半年,在粉塵的治理與防范方面取得了一定的成效。
1、 效果
治理前輸煤系統(tǒng)各崗位空氣中煤塵濃度每年都有超過國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)的樣品。治理后,除1#皮帶崗位粉塵的濃度稍高外,其分崗位均在國家衛(wèi)生標(biāo)準(zhǔn)10mg/m3以下,治理效果十分顯著。
2、 幾點(diǎn)設(shè)想
經(jīng)過幾年的治理,盡管取得了一定的成效,但仍有一些問題有待解決,為更有效治理粉塵,可以在條件成熟時(shí)完善以下工作。
(1)現(xiàn)在除塵器吸灰管長度大、分支多且存在多處90°彎角,容易造成積灰,而且不易清理,如果能將直角改為帶弧度的彎角,并在吸灰管上預(yù)留檢查口,將會(huì)極大地提高吸塵效果。并方便清理積灰,還可利用檢查口檢測風(fēng)量。
(2)由于現(xiàn)有除塵器吸塵點(diǎn)較多,造成風(fēng)力分散,除塵效果降低,如能在吸灰管上增加三通檔板,使風(fēng)力集中,那將會(huì)大大提高除塵效果。這樣不但充分發(fā)揮了現(xiàn)有除塵器的效能,而且可以為企業(yè)減少因新增除塵設(shè)備而增加的費(fèi)用。
(3)取煤口安裝擋煤板,以多方考察論證,對(duì)降低煤塵的產(chǎn)生具有積極作用,應(yīng)盡快實(shí)施。
(4)經(jīng)過幾年的實(shí)踐驗(yàn)證,水霧噴淋裝置對(duì)降低煤塵飛揚(yáng),確有效果。如能在每個(gè)落料口及葉輪給煤機(jī)取煤口都增設(shè)水霧噴淋裝置,定能有效降低煤塵。
(5)卸煤間是煤塵產(chǎn)生較為密集的地方,由于原設(shè)計(jì)安裝的門式注水機(jī)已閑置,目前尚無有效的降塵設(shè)施,如能采取較為先進(jìn)的荷電水霧除塵設(shè)備,那將全大大改善作業(yè)現(xiàn)場環(huán)境。
(6)現(xiàn)在導(dǎo)料槽由多節(jié)構(gòu)成,存在縫隙。如能將導(dǎo)料槽改制成一個(gè)整體,且前后及側(cè)板改制為多層密封,將會(huì)有效防止煤塵逸散。
(7)今后在輸煤系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中,皮帶機(jī)應(yīng)盡量減少轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)并降低轉(zhuǎn)運(yùn)點(diǎn)落差,盡可能多地采用管式皮帶機(jī),皮帶機(jī)頭部滾筒處應(yīng)設(shè)有效的皮帶清掃或沖洗裝置,以此來降低煤塵飛揚(yáng)。