工业防爆除尘器的防爆技术说明
2023-12-28

尽管灰尘过滤器用于灰尘浓度较高的应用中,但在提取系统中使用了许多过滤器:提取空气中的平均灰尘浓度通常很低,远低于爆炸下限(LEL)。因此,很容易指出在这种过滤器中不太可能出现爆炸性气氛。在定义区域中:这样的过滤器可以是区域22或甚至可能是区域21的情况,但肯定没有区域20的情况。然而,在许多关于分区过滤器的出版物中提到了典型的20区情况。这种差异来自哪里?线索是过滤器清洁。当空气(具有低灰尘负荷)进入过滤器时,由于过滤器壳体中的空气速度低并且几乎没有湍流,大多数颗粒将沉降下来。对于某些应用,甚至使用“灰尘室”而没有任何过滤元件,这实际上只是大房间,带有多尘的空气入口和“干净”的出风口:由于房间内的低速度,灰尘会沉淀下来。只有极细的灰尘颗粒留在悬浮液中。在这样的“灰尘室”中,它们使空气与空气一起离开,在过滤器中,细粒将沉积在过滤器元件上。为了防止过滤元件的堵塞,在过滤元件上不时产生空气脉冲,这将释放细粒。因此,对于每个清洁脉冲,通常在被清洁的过滤器元件周围产生致密的非常细的灰尘云。而且由于在平均滤波器中经常产生这样的脉冲,所以经常产生尘云并且预期会产生爆炸性气体,至少在过滤器壳体的一部分中。根据ATEX指令1999/92 / EC中的区域定义,这意味着区域20的情况:爆炸性混合物在较长时间内或频繁地连续出现。

因此:“平均”灰尘过滤器需要被视为区域20。当然,这个一般规则也有例外。在某些情况下,抽取空气中的粉尘浓度低,每天一次手动清洁就足够了。

根据ATEX可接受的风险

根据ATEX指令1999/92 / EC,区域20中的设备应被认证为1D类,参考ATEX指令94/9 / EC。根据94/9 / EC,对cat 1D(或1G)设备的要求是在正常操作期间不应出现点火源,但即使在两个独立故障情况下也不会出现。

当判断防止点火源是否足以达到可接受的安全基础时,也应该在过程风险分析中使用此要求:对于防止除尘器内的区域20情况,如果没有预期的点火源就足够了即使在两个独立故障情况下(“罕见”故障情况)。

例如:如果(导电)滤波器元件没有接地,它可能会充电并产生火花放电朝向滤波器外壳。为了防止这种放电,元件应该接地。但即使这样,仍然需要考虑这样的放电:假设在接地所有滤波器元件中忘记了一个元件,或者滤波器元件脱落并掉落并形成与地隔离的导电元件。在充分安装过滤器元件的情况下,这当然不应被视为正常情况,但在故障情况下几乎不能排除:分离的过滤器元件应被视为正常故障情况(或者可能是“罕见故障”情况,如果安装的可靠性非常高。但即使是罕见的故障情况在20区也是不可接受的!

另一方面,这种隔离的滤波器元件的火花能量是有限的。这取决于滤波器元件的类型和尺寸,但这种火花放电不太可能超过10 mJ。因此,VDI限制为10 mJ确实有意义。

对于机械火花也有类似的方法:如果快速移动的机械装置朝向过滤器提取,则很难证明即使在罕见的故障情况下也不会有火花进入过滤器。但附带的机械火花只会点燃相当“敏感”的灰尘(MIE<10 mJ,尘埃云MIT <400°c的*低点火温度)。然而,需要谨慎解释:即使mie>10 mJ,MIT火花非常低的灰尘也能够点燃。因此,除了MIE之外,MIT对于验证是否需要保护也很重要。

经常被忽视的事件是单个火花(即使它不能点燃尘云,如果所涉及的尘埃的MIE是> 10 mJ)可能会沉淀在过滤器元件上并开始冒烟。对于火花来说,尘埃过滤元件与连续平滑的气流相结合,是生存和发展成真正的阴燃火焰的理想环境。这种阴燃火灾的表面温度远高于几乎所有尘埃云的MIT。一旦爆炸性混合物出现(即下一次脉冲清洁),阴燃火就是粉尘爆炸的保证。因此,在可以得出结论可以排除特定过滤器的防爆之前,需要证明可以排除由于火花(或由于沉积物的自燃引起)引起的阴燃火灾事件,即使是罕见的故障情况。请记住,即使是燃烧数BZ为1或2的灰尘(意味着它不支持灰尘层中的阴燃火焰)也可以很好地支持闷烧的火焰,当涉及的灰尘层位于带有连续空气的滤芯上时流!

如果在提取管线中预期有许多火花(例如在机器上提取),则火花检测和熄灭可能有助于防止火花进入过滤器。虽然这肯定有帮助,但它不能免于失败:火花探测器因沉积物而失明,水压可能下降,水阀可能意外关闭等...... 因此,通常不可能将火花排除在罕见的故障状态之外。

总之:ATEX要求的应用意味着几乎在所有情况下都需要对除尘器进行防爆保护,除非进行特定的风险分析,可以得出结论,爆炸性尘埃云极不可能或几乎所有潜在的点火源都被排除在外。

除尘器的爆炸通风

如果为除尘器设计了防爆装置,通常会使用EN 14491中的标准配方来计算所需的排气区域,并且该区域安装在除尘器外壳的某处。但是,应始终牢记过滤元件确实会影响粉尘爆炸的过程并干扰排气过程!