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車間生產過程中的危險分析與防治

  一、生產中的危險因素 

  1、設備內的摩擦撞擊火花 

  2、電火花和靜電火花 

   電氣設備故障引起的電火花是常見的一種引火源,事故案例較多。物料在輸送和粉碎研磨的攪拌中,粉料與管壁、設備壁,粉料的顆粒與顆粒之間的摩擦和碰擊,會產生靜電。一些粉塵表面的電量可達10.6~10.7C/cm2。在適當條件下,其靜電電壓可高達數千至數萬伏。 

   3、沉積粉塵的陰燃和自燃    

 

 

沉積在加熱表面如照明裝置、電動機、機械設備熱表面的粉塵,受熱一段時間后會出現陰燃,最終也可能轉變為明火,成為粉塵爆炸的引火源。粉塵最易陰燃的層厚范圍為10~20mm。可燃粉塵在沉積狀態下還具有自燃的傾向,因為粉塵微粒與空氣接觸發生氧化放熱反應,在一定條件下熱量不能充分散發,粉層內溫度會升高引起自燃。長期積聚在設備裂縫中和管道拐彎處的粉塵易發生自燃。這就是為什么很多紡織廠經常會發生局部區域的失火事故。 

  

二、易發生粉塵爆炸的工藝過程   
  

  1、粉碎過程 

  按作用力不同,粉碎過程有:擠壓、撞擊、研磨、劈裂以及彎曲、撕裂等方法,一般情況下,粉碎研磨損作要同時利用多種作用力。粉碎操作由于機械力的作用會揚起大量粉塵,設備內懸浮的粉塵往往處于爆炸濃度范圍之內。且各種力的作用更容易產生摩擦、撞擊火花,靜電等點火源,導致粉塵爆炸的發生。這類設備如顎式破碎機、滾筒軋碎機、球磨機、膠體磨等,都是具有粉塵爆炸的危險設備。 

   2、分離過程  

  典型的分離裝置有旋風分離器。和其他類似裝置一樣,分離的主要原理都是利用氣流旋轉過程中作用在物料上的離心力,使物料按重量大小達到分離的效果。在風力作用下,分離器內的粉塵均處于懸浮狀態,此時,如存在足夠能量的點火源,爆炸事故就會不可避免地發生。 

  3、除塵過程 

  濾塵設備的原理通常是利用濾材將氣體流中的顆粒阻擋住,除塵前粉塵是處于懸浮狀態的,不僅如此,在濾材清灰時,粘附在濾材上的粉塵又再次處于懸浮狀態,若恰好有足夠能量的點火源,也將發生粉塵爆炸事故。    

  4、輸送過程 

 為實現生產的連續和自動化,工廠生產通常采用自動輸送,而粉塵由于其特性而采用氣力輸送管線輸送,輸送過程中,工業粉塵處于蓬松的懸浮狀態,已具備粉塵爆炸的主要條件,只要有合適的點火源則極其危險,并且輸送管線與分離和除塵設備相連,極易引起爆炸,造成更大的傷亡和損失。尤其在纖維塵和泥塵在快速通過管道時,纖維塵之間產生摩擦,產生靜電,當靜電負荷值達到一定程度后,極容易產生火花,燃燒或爆炸,80年代初期的哈爾濱亞麻廠發生爆炸事件就是鐵的教訓。 

  5、清掃、吹掃過程 

  生產過程中粉塵難免要從設備中逸出,這些粉塵堆積在廠房及設備表面,若不及時清除,在達到一定濃度并且飛揚起來之后很容易造成爆炸事故,吹吸風裝置工作過程中,也極易粉塵飛揚,形成懸浮爆炸條件。這種情況一般在紡織廠很少發生,但是在一些金屬加工類企業常見,2014年7月的昆山中榮金屬發生的爆炸案,主要就是粉塵累積到一定的臨界點后,發生的爆炸事故。 

 三、防火粉塵爆炸的安全技術 

  1、控制粉塵濃度 

  

各生產過程中的設備要密閉,操作間應有良好的通風設備,以降低空氣中粉塵含量。供給設備以粉料時,必須使正常操作條件下設備和氣動輸送裝置中的空氣量不超過30%,并且最高極限含氧量為6%~8%。在粉塵濃度爆炸極限內操作的設備,可用縮小容器體積的方法提高粉塵濃度,使之超過爆炸上限,以防止粉塵爆炸,也可減弱爆炸威力。 

   2、減少粉塵沉積 

   各工段設備應隔離設備在單獨房間內;車間的地面、墻面、頂棚要求平滑無凹凸之處,不設凸出部件,非設置不可時,應保持其上平面與水平線成60℃以上的傾角,便于沉積的粉塵自動滑落;梁與柱子應加以覆蓋,門窗與墻壁保持在同一平面內。粉末的輸送管道設置要考慮粉末沉積問題。粉末輸送管段不允許鋪成水平狀態,不得有氣流死角;死頭支管及連接2個干燥設備或粉碎設備的連接管,粉末輸送管與水平線所成的傾斜角不得小于45°。應定期及時清理沉積于往廠房內各角落、設備、管道上的粉塵,使設備外面的粉塵和系統內各部件之間的粉塵減至最少。 

   3、防止摩擦、撞擊、生熱 

   注意檢查和維修設備,防止機械零部件松脫。注意潤滑機械轉動部位;經常檢查軸承的溫度,滑動軸承溫度不得超過室溫45℃,滾動軸承溫度不得超過60℃;如發現軸承過熱,應立即停車檢修。加料應保持滿料,供料流量要均勻正常,防止斷料空轉而摩擦生熱。設備的外表面溫度應比被加工材料的陰燃溫度至少低50℃。排塵系統應采用不產生火花的除塵器。研磨機如果研磨具有爆炸危險的物料,則設備內需襯以橡皮或其它軟材料,所有的研磨體應采用青銅球。 

   4、 防止電火花和靜電放電  

  生產場所的電氣設備要按規定選擇相應的防爆型設備,整個電氣線路應經常維護和檢查。設備接地是最基本的防靜電措施。對于能產生可燃粉塵的破碎和研磨設備,要安裝可靠的接地裝置。接地線必須連接牢靠,有足夠的機械強度,否則在松斷處可能產生靜電火花。要定期檢查接地線路,避免發生故障。互相間距較近的設備、管道、器具應用導體使之聯成一體,進行接地。增加濕度以防止靜電積累,并選取不易產生靜電的材料,減少靜電的產生。 

  紡織廠為了解決室內粉塵濃度問題,一般采用風機壓縮空氣將粉塵吹起,然后再用吸嘴將塵體吸入風管在風機的作用下集中送至濾塵設備部位,紡織廠在不同的局域空間內一般都設置不同的除塵系統,用以吸塵、輸塵、濾塵和排塵。在除塵系統中,紡織粉塵(以下簡稱粉塵)和除塵部件等物體,往往因受外界因素的作用而經常帶電。粉塵和除塵部件等物體帶電究其原因主要有以下幾種:1.摩擦帶電進入除塵系統的粉塵,由于相互摩擦,在相隔25×10-(-8)厘米以下的接觸面上產生靜電,尤其在塵體輸送過程中,更容易產生靜電。使進入紡織濾塵設備。 

  本體的塵體經常有火花出現,而進入除塵設備本體的粉塵和纖維塵在實現除塵過濾過程中,其清灰方式依賴吸嘴與濾料的貼近,將塵體吸入管道帶走,而吸嘴與濾料近距離的循環吸風過程,就是濾料與吸嘴的摩擦過程,從管道過來的火星在這種作用下,極易產生明火,致使濾料被燒毀失效。我們對紡織廠的濾料進行過多次抽樣檢測,發現紡織廠目前所使用的濾料基本不阻燃,至多是達到不助燃的級別,所以導致燒毀失效在所難免。 

  

四、我國的紡織廠的實際情況  

  

  如何實現現場基本不發生明火燒毀事故,是目前紡織廠極需要解決的問題,同時,如果能實現低成本化,則是比較現實,操作性比較強的措施。 

  1、加強車間制度建設和現場管理的力度,對現場生產設備的運行增加巡查和維護力度,將火災事故消滅在萌芽狀態。 

  2、提高除塵濾料的過濾效率,實現車間粉塵的低濃度排放,建議提高現有濾料的致密性,以增加過濾效能,濾料的致密性增加雖然會導致阻力有一定幅度的提升,可通過增加過濾面積的辦法,來減小阻力。 

  3、改進現有紡織廠濾料的阻燃級別,由現有的不助燃提升至基本不燃的的水平,并減少濾料纖維觸角高度以減少纖維塵的接觸面積。降低濾料被燒毀的機率。 

  4、從濾料的生產過程進行控制,濾料纖維中增添一定比例的導電纖維,增加導電纖維的方式有混紡或基布中穿插一定的導電紗,或是用不銹鋼或銅體的編織管道縫制在濾料表面,將濾料的兩端與除塵設備本體的金屬部件接觸,并連接接地裝置,將累積的靜電傳輸至地面,達到消除靜電的實際效果。

  五、結束語

   針對國內棉紡廠的危險有害因素靜電和粉塵,只要加強現場管理,強化設備維護,關鍵部位采取有針對性的措施,將會起到很好的應用效果。   

  減少電機摩擦,壓低靜電荷載數值,減少相互摩擦產生火花,同時在空調部分增加接地,且對接觸粉塵較多的濾塵裝置和摩擦頻率較高的部位,增加導電系數,防止靜電累積,使用導電性能更好的抗靜電濾料,避免濾料與吸嘴在摩擦時產生靜電,可在很大程度上減少火災的發生率。    

  實現濾塵設備的高精度除塵,降低車間的含塵濃度,可低成本有效控制危險有害因素的發生,而實現濾塵設備的高效濾塵效率,提高現有設備的密封性和濾料的高致密性,將是不二的選擇。 

    原料和塵體高度易燃,接觸火源極易著火并持續燃燒,塵體摩擦、粉塵積聚多,通風效果差、在不同的季節,往往還出于節能的需要,新風與回風的使用比例有很大區別,往往是在新風比例較小,車間粉塵含塵濃度偏高時,紡織廠車間經常發生失火現象。    

  設備內部由于機械運轉部位缺乏潤滑而摩擦生熱;物料、硬性雜質或脫落的零件與設備內壁碰擊打出火星。表面粗糙的堅硬物體相互猛烈撞擊或摩擦時,產生的火星撞擊或摩擦脫落的高溫固體微粒。若火星的微粒直徑為0.1~1mm,其所帶的能量可達1.76~1760mJ,足可點燃可燃粉塵。據統計,僅粉碎研碎設備因摩擦撞擊引起的爆炸事故占57% 

 

危險因素是指可對人造成傷亡,影響人的身體健康甚至導致疾病的因素,而生產過程的危險因素包括:人的、物的、環境、管理因素等,而紡織廠危險有害因素包括:靜電和粉塵,生產過程容易產生多種引火源。具體表現為:   
   

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