化学隔离抑爆系统在纺织行业的应用

石建中，汪秀清，王正纲

（1 武汉纺织大学 环境工程学院，湖北 武汉 430073；2 BS&B Safety Systems Asia Pacific Pte Ltd. USA ）

化学隔离抑爆系统在纺织行业的应用

石建中1，汪秀清1，王正纲2

（1 武汉纺织大学 环境工程学院，湖北 武汉 430073；2 BS&B Safety Systems Asia Pacific Pte Ltd. USA ）

介绍化学隔离抑爆系统的工作原理及其基本组成，以及典型的化学隔离抑爆系统产品，探讨在纺织行业化学隔离抑爆系统的安装位置。指出设备安装化学隔离抑爆系统后，不仅可预防和抑制其爆炸的发生，而且可以降低对其强度的要求，从而节省设备的经济投入。最后，为更全面更安全的保护过程设备，建议化学隔离抑爆系统应与更多的保护方案组合使用。

化学隔离；抑爆；纺织；应用

每年各种各样的粉尘爆炸事故时有发生，给人民的生命财产造成巨大威胁和损失，其中纺织行业的粉尘爆炸更不容忽视。有资料[1]显示美国从 1980-2005年不同的粉尘爆炸事故中纺织行业的粉尘爆炸占19.9%，排在木制品和食品行业后，居于第三。我国纺织行业粉尘爆炸事故占 18%，仅次于食品行业，居第二位。而在发生的爆炸事故中，多是起始于除尘设备，故除尘室内的除尘设备灾害最重。针对除尘系统粉尘爆炸的预防、隔离、泄爆等方法措施，人们积极地从理论和应用上进行了研究。有的从除尘系统的防火上建议了预防措施和除尘系统的安全管理对策[2]。也有分析地下尘室的火灾特点和地下尘室存在的主要问题，指出纺织厂地下尘室的防火要点[3]。本文从爆炸的隔离技术方案，研究化学隔离系统在纺织行业粉尘防爆中的应用，特别是通风除尘系统部分，如除尘器、粉尘分离器、粉尘收集器及与之相连的管道等中的应用。

1 化学隔离抑爆系统的工作原理

抑制爆炸简称抑爆，是指爆炸初始阶段，通过物理化学作用扑灭火焰，抑制爆炸发展的技术。目的是通过设置抑爆装置，提前探测，灭火、抑制爆炸。而导致多数火灾的微小火花，经常在风管、气袋、砂光、刨床、干燥、升料斗、螺旋输送过程中产生，特别是粉尘的输送过程，如麻纺厂栉梳车间除尘系统、棉纺厂的清梳车间的除尘系统、粉尘收集及分离系统。化学隔离系统正是利用取消爆炸的三要素（火源、燃料、氧气）中“火源”这个要素的原理进行设计的。该系统可以利用精确度很高的压力传感器来探测在发生爆炸前期产生的跑在火球前面的压力波，也可以利用光学探测器探测发生爆炸前期产生的火球。当传感器探测到压力波信号或光学信号后，发出电子信号，当直接安装在保护设备外壁上的喷射筒接到此信号，马上向设备内发射灭火剂。灭火剂被喷嘴有效地分散开来，在小火焰还没有时间发展成爆燃的时候就被熄灭，从而抑制了粉尘爆炸的发生，预防了爆炸产生的高压破坏过程设备的危险。

2 化学隔离系统的基本组成

化学隔离系统一般由以下四部分组成：

（1）传感器。压力传感器的作用是探测爆炸初期产生的压力波，当压力探测器达到设定压力时，压力探测器就直接向安装在设备上的抑爆器发出一个启动信号。在化学隔离抑爆系统中使用的压力传感器精确度很高，并且该传感器要求设计成可以预防由于振动或者其它的无爆炸压力波事件造成的误操作。

（2）抑爆发射器。化学隔离抑爆系统的抑爆发射器在接收压力探测器发出的启动信号后，要求迅速将抑爆剂发射到设备中，阻止爆炸的产生，同时与该设备相连的每个管道里用于隔离的抑爆发射器也要被激活，在管道内形成化学隔离，防止爆燃向上下游设备传播。

（3）系统监控器。化学隔离抑爆系统的监控器不仅记录储存压力传感器和抑爆发射器发出的信号，并发出警报，而且还为压力探测器和抑爆发射器提供电源。

（4）电源。化学隔离抑爆系统的电池是系统正常工作的能量保障。它既可以外接标准的交流电源，又要求自带备用电池。

3 典型的化学隔离抑爆系统

图1 粉尘收集器化学隔离抑爆系统示意图

美国BS&B公司的IPD爆炸抑制系统是典型的化学隔离抑爆系统。该系统的特点是：

（1）IPD隔离系统的探测器是压力传感器。采用“三选二”的传感器设计，即三个传感器中至少要有两个传感器达到设定压力时，系统才会被启动，减少了正常生产时的误操作。其中的一个传感器设定成低压，也完成了通过系统监控器提供的早期警报。另外，IPD隔离系统的探测器可根据爆炸探测方式进行选择。

（2）IPD隔离系统抑爆器的安装不受方向的限制，可以水平，垂直，倾斜安装，而且抑爆剂的泄放口径较大，抑爆剂可以在最短时间内完全喷出。

（3）IPD隔离系统可以直接安装在设备外壁，与机械隔离阀需要安装在管道中间，占据了管道空间相比，需求空间小，对管道尺寸不构成影响。并且机械隔离阀给管道带来巨大反冲力，IPD隔离系统反冲力小并可以迅速吸收爆燃的能量。

（4）IPD隔离系统中的灭火炮是标准设计，并且满足用户在未充氮气时安全简易安装，并且重量很轻。灭火炮接口是平面不锈钢板，可以选择Teflon衬里。

（5）系统监视器对系统全部元件进行连续监控。自带原装电路线以减少安装费用并增强安全性。

（6）IPD隔离系统的维护费用少，并且不需要更换任何部件。动作后在原位，并在线填充便宜的粉体抑爆剂和更换垫圈就可继续使用。

（7）IPD隔离系统的压力探测器探测到压力后，在达到启动条件时，它会直接给抑爆器信号，来触发抑爆器，而不需要给信号到系统监控器，由系统监控器来触发抑爆器，最大程度的缩短了启动时间，为抑制爆炸赢得了宝贵的时间。

4 化学隔离系统的安装位置

化学隔离系统通过感应火球产生前置压力波来检测爆炸产生的早期阶段，并利用该信号激活发射器释放灭火剂到正传播的火球内，在火球达到毁坏性破坏之前扑灭火球，从而防止火球被传播到上下游的过程设备。因此，带有输入输出的管道设备，如各种除尘器、粉尘分离器、粉尘收集器、干燥器、料仓等都应该安装化学隔离抑爆系统。在纺织厂，粉尘除尘系统、粉尘过滤装置、粉尘收集装置等风力或机械输送系统，原料储存系统，过滤设备等，都应该布置安装化学隔离抑爆系统。

另外，在送回气流的管道上也需要安装化学隔离抑爆系统。由于大量的纺织物料被收集在粉尘过滤系统，在某种特定环境下，允许把干净的气体回收到生产间。因为这种办法可以大大地节省热能。但是，火花也可能迅速地被带到生产区域，从而带来破坏性的后果。为保护这样的抽取系统，所有抽取管道和传送到竖井的管道都应该安装化学隔离抑爆系统。典型的化学隔离抑爆系统安装如图2～图5。

图2 除尘器的化学隔离抑爆系统

图3 下沉式过滤器的化学隔离抑爆系统

图4 旋风分离器的化学隔离抑爆系统

图5 管道上的化学隔离抑爆系统

5 结语

化学隔离抑爆系统是对设备内部空气中悬浮着粉尘，存在爆炸风险的密闭工艺设备提供着抑制爆炸发生的保护。此外，因为抑制了爆炸的发生，密闭工艺设备内压力就较低，所以可以降低对设备的强度要求，于是节省了设备的经济投入，这是该系统应用的优势二，第三点优势是该系统的应用不会对环境造成污染。

虽然化学隔离抑爆系统能抑制爆炸的发生，也只是从熄灭火源这一个角度的防护，因此在纺织行业，为了更好更全面的保护过程设备，应考虑粉尘防爆、抑爆、隔爆和泄爆等多种保护方案的组合使用。如化学隔离系统可与抑爆组合，化学隔离和泄放组合，化学隔离与无焰泄放组合等等。

[1] 钟圣俊.粉尘爆炸案例、预防与防护[EB/OL]. http://www.doc88.com/p-78540088698.html, 2010-07-15.

[2] 牛小强.粉尘爆炸的预防及除尘系统的防火[J].甘肃消防，2000,(10):19.

[3] 黄郑华,李建华.纺织厂地下尘室火灾危险及其防治[J].工业安全与防尘,1998,(4):35-38.

[4] 朱源泉，刘重.麻纺厂的除尘与防爆[J].辽宁丝绸,2004,(4):18-20.

Application of Chemical Isolation Explosion Suppression System in the Textile Industry

SHI Jian-zhong1, WANG Xiu-qing1, WANG Zheng-gang2
(1 School of Environment Engineering, Wuhan Textile University, Wuhan Hubei 430073, China; 2 BS&B Safety Systems Asia Pacific Pte Ltd., USA)

This paper introduced the principle and the basic composition of chemical isolation explosion suppression system, as well as the typical chemical isolation explosion suppression system. Then it discussed where the chemical isolation explosion suppression system is installed. Equipment installed chemical isolation explosion suppression system requires low intensity, which can save the economic input.For protecting the process equipment safer, the paper proposed chemical isolation which is combined with more protection.

Chemical Isolation; Explosion Suppression; Textile; Application

X932

A

1009－5160(2011)06－0037－03

石建中（1966-），男，副教授，研究方向：纺织除尘与防暴及室内空气品质.

全国安全生产标准化技术委员会粉尘防爆分技术委员会（20082221-Q-450，安监总政法[2008]144号，安监总政法[2009]34号，20091193-Q-450）.