El Trébol de cuatro hojas le enseña el conocimiento de la protección contra explosiones de polvo.

Con el fortalecimiento de la conciencia ambiental, la gente se ha vuelto cada vez más estricta con los gases contaminantes emitidos por las empresas a la atmósfera. Los colectores de polvo de bolsas son el enemigo de la contaminación por humo y polvo y son equipos eficientes de eliminación de polvo para controlar la contaminación del aire. La mayor ventaja del colector de polvo de bolsa es su alta eficiencia de eliminación de polvo, que puede alcanzar el 99,9% en aplicaciones prácticas. La concentración de emisiones de polvo puede alcanzar menos de 10 mg por m3, o incluso 1 mg por m3. Precisamente por estas ventajas se han utilizado en muchas empresas los colectores de polvo de bolsas. Sin embargo, con la popularidad de los recolectores de polvo de bolsas, los accidentes por explosión de polvo de los recolectores de polvo de bolsas también están aumentando. Por lo tanto, se ha mencionado en la agenda el diseño a prueba de explosiones de los colectores de polvo de bolsa.

1 Condiciones y mecanismos de explosiones de polvo.
Se requieren tres condiciones para que ocurra una explosión de polvo:
① Cuando la concentración de polvo en el aire alcanza un cierto nivel, se encuentra dentro de los límites de explosión superior e inferior. Generalmente, el límite inferior de explosión atrae más la atención;
②Una fuente de ignición con suficiente energía;
③Suficiente contacto para mezclar aire u oxígeno.
     La explosión de polvo es un proceso muy complejo, afectado por muchos factores, por lo que el mecanismo de explosión aún no está muy claro. Generalmente se cree que la explosión de polvo pasa por el siguiente proceso de desarrollo: la explosión de polvo implica en primer lugar el calentamiento superficial de las partículas de polvo después de obtener energía de la fuente de ignición (conducción térmica, radiación térmica). Además, después de que las partículas de polvo obtienen energía, el interior y el exterior se calientan sucesivamente para producir fusión y vaporización, y estallan pequeñas partículas de protones o chispas calientes, que formarán la fuente de ignición del polvo. Debido a la gran superficie del polvo, está completamente en contacto con el aire y, debido a la existencia de la capa de polvo, la temperatura de la superficie de las partículas de polvo aumenta bruscamente, lo que acelera la descomposición o gasificación de las partículas de polvo. Cuando se mezcla y entra en contacto con el aire, se puede formar una ignición en fase gaseosa, de modo que hay tanto una fase gaseosa como una fase sólida en el polvo, y la combustión será más violenta cuando las dos fases existan al mismo tiempo. Además, la acumulación de electricidad estática y la fricción también pueden constituir una fuente de ignición. Cuando la concentración de polvo mezclado con aire alcanza el límite inferior de explosión, puede arder cuando encuentra una fuente de ignición. Durante la combustión inicial, debido a una mezcla suficiente de polvo y aire, el polvo puede explotar y liberar energía en forma de ondas de presión. Por lo tanto, el polvo del dispositivo mecánico a menudo se expulsa y la capa de polvo del suelo se expulsa, formando una nube de polvo voladora. Estas nubes de polvo se vuelven a encender instantáneamente por el residuo caliente de la explosión inicial, y luego ocurre una segunda explosión, y al mismo tiempo se pueden generar turbulencias de aire. Debido a que esta explosión volvió a hacer estallar una gran cantidad de polvo depositado, su explosión fue mucho más poderosa que la explosión inicial. La explosión de polvo se vio afectada por muchos factores, como la formación de la fuente de ignición, la energía mínima de ignición y la concentración de polvo. Del proceso de explosión se puede ver que el diámetro de las partículas de polvo determina la dificultad de la detonación, la fuente de ignición es el factor clave en la detonación y la explosión secundaria causada por la ignición de la nube de polvo es el mayor peligro.

2 tecnología a prueba de explosiones
    La tecnología a prueba de explosiones se puede dividir en medidas técnicas preventivas y medidas de diseño. Las medidas preventivas se refieren a reducir la concentración de polvo por debajo del límite inferior de explosividad y la acumulación de grandes cantidades de polvo, y eliminar fuentes efectivas de ignición; Las medidas de diseño se refieren a las medidas tomadas para reducir el grado de riesgo de explosión a un nivel seguro cuando las medidas para prevenir explosiones son difíciles de lograr, de modo que la explosión no cause víctimas y el equipo pueda volver a utilizarse en poco tiempo después de la explosión. Incluye: antidisturbios, supresión de explosiones, a prueba de explosiones, ventilación de explosiones, etc.
   El colector de polvo de bolsa se utiliza como lugar de recolección de polvo para mantener la concentración de polvo por debajo del límite inferior de explosión en todo momento, lo cual no es rentable y difícil de lograr; pero se puede conseguir sin permitir que se acumule una gran cantidad de polvo. Las fuentes de ignición efectivas deben distinguirse de los dos tipos siguientes de fuentes de ignición: fuentes de ignición ordinarias (como fuentes de ignición causadas por soldadura, esmerilado y fumigación) y fuentes de ignición causadas por fallas mecánicas (chispas mecánicas, superficies de alta temperatura, acumulación de calor de combustión sin llama y chispas electrostáticas). Entre ellos, los más comunes son varios tipos de fuentes de fricción por movimiento, y la mayoría de los accidentes por explosiones de polvo son causados ​​por ellos. Además, después de investigaciones y pruebas, la descarga de corona se produce principalmente en nubes de polvo y aún no se han producido descargas de rayos en la producción industrial. Además, es difícil que se produzca este tipo de descarga de rayo en equipos de producción industrial, a menos que el volumen de la nube de polvo formada sea superior a 60 m3 o el diámetro sea superior a 3 m.
La resistencia a la explosión significa que la estructura misma puede soportar la presión de la explosión sin explotar. Hay dos tipos de estructuras resistentes a explosiones: resistencia a la presión de explosión y resistencia a la presión de impacto de explosión. El diseño de la resistencia a la presión de la explosión debe cumplir con las especificaciones de diseño y fabricación del recipiente a presión, mientras que la resistencia a la presión del impacto de la explosión se puede relajar adecuadamente. Generalmente: la presión de resistencia a la explosión es 1,5 veces la resistencia a la presión de explosión.
   La supresión de explosiones es una medida para extinguir la explosión de materiales combustibles en el equipo en la etapa inicial para evitar una presión de explosión excesiva. Un sistema de supresión de explosiones exitoso puede funcionar cuando la presión de explosión es de 1×104Pa. Después de la supresión, la presión máxima en el equipo es inferior a 1×105Pa. Hay dos tipos de supresión de explosiones. Uno es pasivo, como las bolsas de agua y los dispositivos de polvo ignífugo. Este tipo de dispositivo se rompe automáticamente y arroja agua o polvo retardante de llama cuando la presión de explosión aumenta a un cierto rango; el otro es un dispositivo inteligente de supresión de explosiones que consta de un sensor de detección inicial de explosiones, una unidad de control y un supresor de explosiones de pulverización de alta velocidad (HRD) con accionamiento de alto voltaje.
   El aislamiento de explosiones sirve para evitar que una explosión que ocurre en un contenedor se propague a contenedores posteriores a lo largo de la tubería de conexión, provocando que el sistema explote y provoque mayores pérdidas. Sin embargo, en la práctica, la explosión más dañina se produce porque el dispositivo de aislamiento de explosión no puede funcionar o no está diseñado. Generalmente puede instalar una sonda de llama en la tubería para activar el mecanismo correspondiente y lograr la interrupción de la explosión.
Las explosiones de polvo generarán presiones de hasta 0,7-1 MPa, y las medidas de alivio de explosiones pueden limitar el aumento de presión dentro del rango que la resistencia del material del componente puede soportar. Las explosiones de polvo tienen las características que se muestran en la Figura 1. La curva a representa la explosión en un recipiente cerrado, Pmax representa la presión máxima de explosión y Pn representa la tasa máxima de aumento de la presión de explosión; la curva b representa la situación en la que se produce una fuga de explosión, Pred representa la presión máxima de explosión y Pn representa la tasa máxima de aumento de la presión de explosión. Se puede observar que la ventilación contra explosiones desempeña un papel extremadamente importante en la reducción del riesgo de explosión. 

3 medidas a prueba de explosiones para recolectores de polvo de bolsas

 1 Controle la acumulación de polvo en el colector de polvo de la bolsa.
     La concentración peligrosa de polvo combustible industrial es generalmente: 20-6000 g/m3. Generalmente, el recolector de polvo de bolsa es la última parte del sistema de proceso. El gas que contiene polvo se envía al colector de polvo de bolsa a través de la tubería y se recoge para formar una capa de polvo. El polvo se elimina mediante retrolavado por impulsos y cae al depósito de cenizas. Durante estos procesos, es probable que la concentración de polvo en la cámara de filtros esté dentro del rango de concentración peligroso mencionado anteriormente. Por lo tanto, es necesario fortalecer la ventilación del sistema, especialmente la limpieza del polvo a tiempo, de modo que la concentración de polvo en el colector de polvo de bolsa y las tuberías sea inferior al límite inferior del rango peligroso. La eliminación oportuna del polvo de la tolva es crucial para el funcionamiento normal y seguro del recolector de polvo de bolsa. La mayor parte del polvo que maneja el recolector de polvo de bolsa es polvo inflamable. Si el polvo de la tolva no se elimina a tiempo, el calor se acumulará en el polvo y es fácil que el polvo se encienda espontáneamente. El polvo acumulado no es un todo sólido. Hay aire en él. El polvo acumulado es en realidad una mezcla de aire y polvo. Esto se convertirá en una fuente de explosiones secundarias de polvo y planteará peligros ocultos para la seguridad. El uso de una válvula neumática de descarga de cenizas de doble capa puede garantizar una descarga oportuna de cenizas, reducir la tasa de fuga de aire, evitar derrames de polvo en lugares sueltos y prevenir la contaminación secundaria por polvo.

  2 Eliminar las fuentes de ignición
    Las fuentes de ignición en el colector de polvo de bolsa son principalmente las siguientes: fuentes de ignición ordinarias, cremación causada por impacto o fricción, cremación electrostática y temperatura del caparazón, etc. 
① Las fuentes de ignición comunes provienen principalmente directamente de fuentes de fuego externas, especialmente llamas de corte de gas y chispas de soldadura. Dado que los colectores de polvo de bolsa son generalmente piezas soldadas, al reparar instrumentos se generan principalmente llamas de corte con gas y chispas de soldadura. Por lo tanto, pueden controlarse fortaleciendo la gestión y mejorando la conciencia de los trabajadores sobre la prevención de explosiones. Al reparar instrumentos, también se debe eliminar el polvo alrededor de las piezas a reparar.
② Las chispas generadas por impacto o fricción generalmente son causadas por la colisión de objetos metálicos como tuercas o bloques de hierro que son aspirados por el filtro de mangas. Los principales métodos de eliminación son: instalar una malla metálica adecuada y dispositivos electromagnéticos de eliminación de hierro en la campana de recolección de polvo para evitar que el metal entre en la tubería de recolección de polvo y en el filtro de bolsa. Después del mantenimiento, los materiales metálicos que caigan dentro de la tubería deben retirarse a tiempo. En segundo lugar, es mejor colocar el ventilador en el lado del aire limpio después de la bolsa colectora de polvo para evitar que objetos metálicos extraños choquen con las aspas giratorias de alta velocidad del ventilador y producir chispas, y para evitar que el polvo inflamable y explosivo se friccione, caliente y se queme con las aspas giratorias de alta velocidad. Finalmente, la velocidad del viento en la red de tuberías debe ser razonable. Una velocidad excesiva del viento puede provocar que el polvo acelere el desgaste de las tuberías. Las pruebas han demostrado que la tasa de desgaste tiene una relación cúbica con la velocidad del viento, lo que lleva más sustancias metálicas al interior del colector de polvo.
③El mecanismo de generación de electricidad estática aún no se ha aclarado, pero se pueden tomar las medidas necesarias para prevenir la electricidad estática. Seleccione sustancias que sean similares a la secuencia cargada o combínelas con sustancias que sean opuestas a la secuencia cargada para minimizar la diferencia de potencial de contacto, de modo que la generación de electricidad estática pueda suprimirse en la mayor medida posible. Las cargas positivas y negativas que llevan se neutralizan para lograr el propósito de eliminar la electricidad estática. En segundo lugar, la conexión a tierra es una de las medidas de fuga más importantes y comunes. Los equipos, contenedores, tuberías, etc. deben mantenerse a potenciales iguales. Dependiendo de la situación real, utilice un sistema de conexión a tierra centralizado o descentralizado para una conexión a tierra confiable, y se requiere que la resistencia de conexión a tierra esté dentro del rango de 1-2Ω. Además, para aumentar la conductividad, utilice conductores o sustancias conductoras en lugar de sustancias altamente aislantes. Se utiliza especialmente el material filtrante antiestático. Esto se debe principalmente a que las pruebas muestran que el material del filtro es la parte más concentrada de la electricidad estática. Además, la capa de polvo acumulada en la bolsa filtrante aumenta la intensidad del campo eléctrico espacial, lo que puede descomponer el aire y provocar descargas de chispas. Finalmente, puede utilizar el método de aumentar la humedad ambiental para filtrar la electricidad estática, o puede agregar agua directamente durante el proceso de producción.
④Mantenga que la temperatura de la carcasa del colector de polvo no sea demasiado alta. Dado que la pared interior de la carcasa absorbe una gran cantidad de polvo, la superficie del polvo se calienta cuando la temperatura de la carcasa es demasiado alta. Después de obtener energía, se derrite y se vaporiza para explotar pequeñas partículas de protones o chispas calientes, que también forman una fuente de ignición para el polvo. Por lo tanto, controle la temperatura ambiente y no coloque la bolsa recolectora de polvo fuera de la casa.

 3 Instale la membrana de ventilación contra explosiones.
     Para los colectores de polvo de bolsas, la medida a prueba de explosiones más eficaz y económica es instalar una membrana a prueba de explosiones. La clave para instalar una membrana a prueba de explosiones radica en el cálculo del área a prueba de explosiones. Si el área a prueba de explosiones es demasiado pequeña, no funcionará y si es demasiado grande, aumentará el costo. Los métodos de cálculo más utilizados para áreas de ventilación de explosiones en el mundo son el método del diagrama Kst Nomo y el método del diagrama St Nomo. La posición de ventilación de explosión del colector de polvo de bolsa también es muy importante. Está principalmente cerca del punto de ocurrencia de la explosión, por lo que el efecto de ventilación de la explosión es mejor. Como se muestra en la Figura 2, se muestra el diagrama estructural del colector de polvo de bolsa. 
 

 4 A prueba de explosiones y supresión de explosiones
      El dispositivo a prueba de explosiones puede utilizar una válvula de cierre de emergencia, que se realiza accionando rápidamente una válvula de resorte neumático mediante un sensor de llama infrarrojo. Puede activar la válvula de cierre de emergencia instalada lo suficientemente lejos del sensor para evitar que las llamas o explosiones y explosivos se propaguen a otros lugares para formar explosiones secundarias, controlando así el área específica del accidente de explosión y evitando el deterioro de la situación y consecuencias más graves. Si se trata de un recolector de polvo de bolsa pequeña, es fácil utilizar una bolsa de agua a presión pasiva o un dispositivo de polvo retardante de llama. Si el polvo es hidrófilo, es fácil utilizar una bolsa de agua a presión y, para otras cosas, se utiliza un dispositivo de polvo retardante de llama. Si se trata de un colector de polvo de bolsa grande, es fácil utilizar un dispositivo inteligente de pulverización de alta presión.

 5 otros
    La mayoría de las explosiones de polvo son causadas por negligencia del personal. Fortalecer la gestión de personal es lo más fundamental e importante. ① Proporcionar formación teórica y práctica a los operadores para concienciarlos sobre los peligros de las explosiones de polvo y cómo prevenir eficazmente el polvo y las explosiones; ② Fortalecer la disciplina laboral y prestar atención al funcionamiento del colector de polvo de bolsa en todo momento durante el trabajo; ③ Está absolutamente prohibido realizar operaciones como soldadura eléctrica y corte con gas en el colector de polvo de bolsa durante las horas de trabajo y permitir que el fuego entre o se acerque al área de trabajo.