基于火因分析的脉冲布袋除尘器火灾勘验要点及火灾预防措施

姜自营

摘要：为解决工厂的粉尘污染问题，脉冲布袋除尘器得到了越来越广泛的应用，同时脉冲布袋除尘器引发的火灾也引起越来越多的关注。通过分析引起脉冲布袋除尘器着火的原因，指出火灾调查现场勘验要点，提出了预防脉冲布袋除尘器着火的措施，希望为降低此类火灾发生概率和减少财产损失提供一定的借鉴。

关键词：脉冲布袋除尘器；着火原因；勘验要点；预防措施

进入21世纪以来，环境污染问题受到社会的广泛关注，工厂污染物的排放又是造成环境污染的主要源头。火电、水泥、煤矿、化工等行业，在生产中极易产生大量粉尘，如果管控措施不到位，不仅对环境造成严重的污染，还易产生安全隐患，严重时会发生爆炸事故[1]。脉冲布袋除尘器具有投资少、运营成本低、维修费用低、占地面积小、操作方便等优点，并且除尘效果好，折算值10mg/m3左右（95%以上）。所以脉冲布袋除尘器是很多加工企业除尘的主要设备，但由于种种原因，脉冲布袋脉冲除尘器会在工作期间着火，本文详细介绍引起脉冲布袋除尘器着火的原因及预防措施，并提出了预防脉冲布袋除尘器着火的措施，延长脉冲布袋除尘器的寿命，保障人员安全，避免加工企业的财产损失。

1 脉冲布袋除尘器的构造及工作原理

1.1  脉冲布袋除尘器的应用范围

脉冲布袋式除尘器被广泛应用在各类工厂烟气治理的除尘系统、各类焚烧炉的烟气过滤系统以及其他粉类物质生产场所。另外在稀有金属冶炼时，冶炼烟气的过滤，微细物料的回收，液、固分离时，也会应用脉冲布袋除尘器。布袋式除尘器在使用过程中，一旦有火星混入其内时，极易造成布袋损害，使除尘效果不佳，当粉尘为可燃性粉尘时，可能会造成严重烧毁，甚至产生爆炸，造成重大经济损失，威胁人员安全。

1.2  脉冲布袋除尘器的构造

脉冲布袋除尘器由箱体、喷吹系统和进气排灰部分3部分组成。箱体包括袋室、净气室、多孔板、滤袋、滤袋骨架、检修门。喷吹系统包括主气管、喷吹管、脉冲阀、控制仪。

1.3  脉冲布袋除尘器的工作原理

脉冲布袋除尘器是一种干式过滤粉尘装置，其高效除尘效率与工作原理是密不可分的，脉冲布袋除尘器主要是通过设备中自带的滤袋，对烟气中的灰尘进行拦截处理。当加工设备运行时，加工设备会产生大量含有粉尘的气体，此时含有粉尘的气体通过除尘器收集口吸入输送管道中，含有粉尘的气体在袋式除尘器的上方进入袋式除尘器，含有粉尘的气体在通过袋式除尘器的内部时，被过滤后的空气从滤袋通过，而粉尘被截留在布袋上，干净空气从滤袋通过后，进入出风口，被风机通过排风管排入大气，拦截下来的大颗粒直接落入接灰斗，微小粉尘被均匀吸附在滤袋表面。

2 脉冲布袋除尘器起火原因分析

引起脉冲布袋除尘器滤袋起火的原因是多样的，但是燃烧物、温度和着火源是脉冲布袋除尘器起火的三个必备条件。

2.1  点火源进入除尘器

火源是导致粉尘着火的必要条件，根据调查显示，大部分的脉冲布袋除尘器滤袋着火都是因为外部明火被吸入到除尘器内部，例如工人吸烟时的烟灰、电焊时的火星以及切割时切割片碰到金属而引起的电火花等。当这些火源进入除尘器内部时，可燃粉尘空气将会发生氧化还原反应，致使易燃滤袋起火燃烧。烟灰的余烬表面温度可达200℃以上，烟头中心温度可达到700℃以上，足以引燃木屑粉尘；而对于电焊和气割飞溅出的火花，当颗粒离开气割点10～20s内仍保持着800℃高温，这种电气焊产生的火星飞溅范围广，引燃粉尘的概率更高甚至会导致粉尘爆炸。当可燃气体、蒸气或粉尘与空气混合后，达到遇火会产生爆炸的浓度范围，除尘器内物质的状态和存在形式发生突变，在瞬间释放出大量的能量，形成空气冲击波，发生剧烈爆炸[2]。

2.2  粉尘静电积累放电

滤袋中含有可燃物是滤袋起火的必要条件，以木质粉尘为例，木屑粉尘燃点430℃，木质粉尘与矿物粉尘或金属粉尘相比，密度小且形状多为不规则的多棱体，在吸尘系统中由于自身受风面积大且质量较小，于是在吸尘系统中容易随风而动，而且在滤袋中难以被分离。参考英国的划分标准，在静电敏感度排行中，木质粉尘属于高度静电敏感度，容易被静电引燃而引发滤袋着火。静电在生活中是比较常见的，当木质粉尘随着气体在管道中高速运动时，由于木质粉尘之间的摩擦导致产生静电并长时间聚集，随着静电电位越来越高，当放电能量达到或超过粉尘最小点火能量时，就会引起粉尘自燃[2]。

2.3  引起火灾的其他原因

一是未装设火花探测器。火花探测器在脉冲布袋除尘设备中起到主动防火作用，同时配合喷淋装置共同作用，一旦探测器监测到火花，控制器接收信号后则会立即打开喷淋系统，将火灾控制和消灭在初期。

二是用电设备发生破损。例如设备的线路老化等原因，使得产生短路火花，从而成为点火源。

3 布袋除尘器火灾灭火措施

除尘器着火后应该迅速采取灭火措施，避免火势进一步扩大，主要措施有紧急停工、雾状水抑制和其他灭火剂控制。

3.1  緊急停工

除尘器一旦出现着火，工人先要紧急停机，并关闭除尘风机电源，最大限度地减少空气吸入除尘设备室体[2]。紧急停工时，以安全为主，先停运关键设备，切断重点部位、进料及热源，岗位间要做好联系工作，不能因操作程序错误造成物料泄漏等危险状况。

3.2  雾状水抑制

雾状水灭火有无可比拟的优点：一是其表面积比直流水增大了百倍。1kg瓶装水的表面积不大于0.06m2，但是将其分割为粒度为1mm的小水滴时，其表面积之和增大到6m2，这使它在火焰中的吸热能力提高了百倍。在火焰中汽化的雾状水发挥了其蒸发潜热高的优势，吸收了大量的热能，1L水在火焰中汽化时可吸收2253kJ的热量，使火焰迅速降温。二是水在汽化时生成1700倍体积的水蒸气，稀释了火焰周围空气中的氧含量，窒息了燃烧反应[3]。因此，抑制粉尘火灾的最高效的手段就是利用雾状水喷射，同时使没有燃烧的粉末湿度增大。

3.3  注意事項

为了使堆积的粉尘不被灭火剂吹起，在灭火时禁止使用直流水枪以及其他消防装备直流射流，使用二氧化碳等灭火剂灭火时，也要防止冲击作用的发生。对于活泼金属火灾控制，如铝、镁等金属粉尘，严禁用水或泡沫扑救，可采用干沙、石灰覆盖。

4 火灾现场勘验要点

脉冲布袋除尘器火灾现场勘验要点如下：

①结合报警人、发现人或者监控视频信息，通过勘验车间整体燃烧蔓延痕迹，确定起火部位所处的工段。

②重点勘验起火部位的加工、排风、环保等设备是否存在故障，电气线路有无打火、短路痕迹，同时拆开设备内部查看是否存在发热、故障痕迹；勘查调节控制送风装置的电磁阀是否有短路打火、烟熏痕迹，环保设备舱内可燃粉尘碳化过火痕迹，烧损设备外部金属变色痕迹。

③勘验起火部位残留的油棉纱、抹布、废纸等可燃物堆积燃烧痕迹，以及粉尘等可燃物堆积到电机表面的情况，有无自燃起火特征。木材加工企业产生的木屑堆积后容易产生自燃，当环境温度较高，木屑内部含有一定水分，木屑内部发酵、冒烟，垛内温度异常，勘验时要注意查找堆垛内部碳化或焦化结块痕迹[4]。

④对可燃粉尘加工企业注意勘验布袋除尘器内粉尘混合物中心区域灰化燃烧特征，生产过程中产生的大量粉尘混合物富集在集尘装置后，如不及时清理，易积热引发自燃。经检验，粉尘在40℃等温实验时，自身可以放热。

⑤如布袋除尘器内部或车间发生爆燃，应查看生产装置设备爆炸后的痕迹特征。重点查看除尘器设施内外部的过火痕迹、泄爆口的开启状态、管道变形撕裂的状态以及火花探测器和熄灭装置的运行情况。通过与车间燃烧痕迹对比，从而确定是布袋除尘器内部或者车间最先发生爆燃。

⑥查明引火源，引火源可能来自高温表面、明火、电火花、静电放电、摩擦、切割等作业产生的火花。在木材、金属打磨抛光工段经常会产生机械火花，这些火花被除尘系统吸入粉尘回收装置内而引发爆燃；在有可燃粉尘的环境下，电气设备、金属材料和工具受撞击、摩擦产生火花可能引起粉尘爆炸。调查此类事故应首先排除静电、电火花、明火和热表面等热源，查看电气设备、金属材料和工具的材质在撞击和摩擦下是否可以产生火花[4]。

⑦提取可燃残留物分成鉴定其成分和理化性质。

⑧对现场伤亡人员体表进行观察。

5 预防布袋除尘器起火的措施

避免除尘器起火，预防措施是重中之重，主要的预防措施有以下几点：

5.1  安装火花探测器

在进入除尘器的管道上布置火花探测器和连锁喷淋装置（见图2），当火花探测器检测到火花之后，位于管道上的喷淋装置会自动启动，将火花熄灭，防止火花进入除尘箱，如果火花进入除尘箱，长时间积累，会导致除尘箱内的温度过高，可能发生火灾或爆炸等。

5.2  增强除尘滤袋导电性

目前防静电滤袋主要有两种材质的滤料，可以有效解决静电吸附问题，即使用改性涤纶和纺入金属纤维。改性涤纶通过进行化学处理，改变涤纶的疏水性，使之产生离子，将积聚在防静电滤袋上的静电荷泄漏，使纤维织物具有耐久的抗静电性。纺入金属纤维是用化学纤维与不锈钢纤维混纺合成的纤维，因不锈钢纤维具备良好的导电性能，所以与化学纤维混纺后具有良久的抗静电性。

5.3  加强日常运行管理

对布袋除尘器的日常运行管理包括：①定期对除尘器程序进行检查、核对。②设备运行过程中，应当设专人进行管理，做好运行记录。③视灰斗内的存灰，应当每班至少卸灰一次。④除尘器气包应当定期排水、排油。⑤经常检查压缩空气系统、卸灰系统，发现异常及时处理。⑥电机、减速机等部件要按规定加油，发现异常及时处理。⑦脉冲阀、提升阀气缸如内部发现杂质、水分等异物，要及时清除，利用定压喷吹装置进行清扫[5]。电磁阀、膜片如果发生故障或损坏，要及时修复或更换。⑧每天检查除尘烟囱排放情况，发现烟囱冒灰，要及时更换破损滤袋。⑨定期检查门上的密封条，如有老化要及时更换。

5.4  其他预防措施

布袋除尘器的其他火灾预防措施有：①除尘系统和除尘设备都应设置避雷接地措施；②电气设备应采用防爆型；③在小型锅炉除尘（以植物颗粒为燃料）系统的主要部位设置喷淋防爆泄压装置；④除尘系统应设计成负压系统，以避免气流中的粉尘撞击风机叶轮或机壳而产生火花；⑤要定期清除残留堆积的粉尘；⑥各部分要用导电材料接地，采取防止静电积聚的措施。

6 结语

布袋式除尘器使用过程中，如有火星混入，极易造成布袋损害导致事故发生，当粉尘为可燃性粉尘时，可能造成燃烧甚至产生爆炸，造成重大经济损失。本文通过分析脉冲布袋除尘器原理，找出其失火原因，提出了火灾勘察要点，并提出了除尘器的火灾预防及控制措施，为除尘器的火灾调查和安全管理工作提供了借鉴。

参考文献：

[1]贾超，靳悦淼，孟兴智，等.除尘器在工业生产中的应用与发展[J].盐科学与化工，2021，50（7）：1-4.

[2]申根林，张海峰.抛丸除尘设备着火原因分析及防范措施[J].现代制造技术与装备，2019（6）：145-146.

[3]姬永兴.大功率雾状水消防装备——涡喷消防车[J].消防科学与技术，2005（4）：456-459.

[4]王天瑞，薄建伟.火灾调查与处理（中级篇）[M].北京：新华出版社，2021.

[5]常磊.低压脉冲式布袋除尘器在燃煤锅炉中的应用研究[J].科技创新与应用，2021，11（23）：114-116.

Key points of fire investigation and fire prevention measures for pulse bag filter based on fire cause analysis

Jiang Ziying

（Linyi Fire and Rescue Division，Shandong Linyi 276000）

Abstract： In order to solve the dust pollution problem in factories， pulse bag filter has been more and more widely used， while the fire caused by pulse bag filter has also attracted more and more attention. By analyzing the causes of fire of pulse bag filter， pointing out the main points of fire investigation site survey， and putting forward the measures to prevent the fire of pulse bag filter， we hope to provide some reference for reducing the probability of such fire and reducing property loss.

Keywords： pulse bag filter; causes of fire; investigation points; preventive measures