Bốn phương pháp dạy bạn kiến thức chống cháy nổ

Với việc nâng cao nhận thức về môi trường, người dân ngày càng khắt khe hơn đối với các loại khí ô nhiễm do doanh nghiệp thải vào khí quyển. Máy hút bụi túi là kẻ thù của ô nhiễm khói bụi và là thiết bị loại bỏ bụi hiệu quả để kiểm soát ô nhiễm không khí. Ưu điểm lớn nhất của máy hút bụi túi là hiệu quả loại bỏ bụi cao, có thể đạt tới 99,9% trong các ứng dụng thực tế. Nồng độ phát thải bụi có thể đạt dưới 10 mg/m3, thậm chí 1 mg/m3. Chính vì những ưu điểm này mà máy hút bụi dạng túi đã được nhiều công ty sử dụng. Tuy nhiên, với sự phổ biến của máy hút bụi túi, tai nạn nổ bụi túi cũng ngày càng gia tăng. Vì vậy, thiết kế chống cháy nổ của máy hút bụi túi đã được đề cập trong chương trình nghị sự.

1 Điều kiện và cơ chế nổ bụi
Cần có ba điều kiện để xảy ra vụ nổ bụi:
① Khi nồng độ bụi trong không khí đạt đến một mức nhất định, nó nằm trong giới hạn nổ trên và dưới. Nói chung, giới hạn nổ thấp hơn thu hút nhiều sự chú ý nhất;
②Nguồn đánh lửa có đủ năng lượng;
③Đủ tiếp xúc trộn không khí hoặc oxy.
     Nổ bụi là một quá trình rất phức tạp, bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố nên cơ chế nổ vẫn chưa rõ ràng lắm. Người ta thường tin rằng vụ nổ bụi trải qua quá trình phát triển sau: Vụ nổ bụi trước hết liên quan đến việc làm nóng bề mặt của các hạt bụi sau khi lấy năng lượng từ nguồn đánh lửa (dẫn nhiệt, bức xạ nhiệt). Ngoài ra, sau khi các hạt bụi thu được năng lượng, bên trong và bên ngoài lần lượt được nung nóng, tạo ra sự nóng chảy và bay hơi, đồng thời phát ra các hạt proton hoặc tia lửa nhỏ nóng, sẽ tạo thành nguồn gây cháy của bụi. Do diện tích bề mặt lớn của bụi, nó tiếp xúc hoàn toàn với không khí và do sự tồn tại của lớp bụi, nhiệt độ bề mặt của các hạt bụi tăng mạnh, làm tăng tốc độ phân hủy hoặc khí hóa của các hạt bụi. Khi trộn và tiếp xúc với không khí, có thể hình thành quá trình đánh lửa pha khí, do đó trong bụi có cả pha khí và pha rắn, quá trình đốt cháy sẽ dữ dội hơn khi hai pha tồn tại cùng một lúc. Hơn nữa, sự tích tụ tĩnh điện và ma sát cũng có thể tạo thành nguồn gây cháy. Khi nồng độ bụi trộn lẫn với không khí đạt tới giới hạn nổ dưới, nó có thể cháy khi gặp nguồn lửa. Trong quá trình đốt cháy ban đầu, do có sự trộn lẫn vừa đủ giữa bụi và không khí, bụi có thể phát nổ và giải phóng năng lượng dưới dạng sóng áp suất. Vì vậy, bụi trong thiết bị cơ khí thường bị thổi bay ra ngoài, lớp bụi trên mặt đất bị thổi bay lên tạo thành đám mây bụi bay. Những đám mây bụi này ngay lập tức được đốt cháy lại bởi tàn dư nóng của vụ nổ ban đầu, sau đó vụ nổ thứ hai xảy ra và đồng thời có thể tạo ra nhiễu loạn không khí. Bởi vì vụ nổ này lại thổi bay một lượng lớn bụi lắng đọng nên vụ nổ của nó mạnh hơn nhiều so với vụ nổ ban đầu. Vụ nổ bụi bị ảnh hưởng bởi nhiều yếu tố như sự hình thành nguồn đánh lửa, năng lượng đánh lửa tối thiểu và nồng độ bụi. Qua quá trình nổ có thể thấy rằng đường kính của các hạt bụi quyết định độ khó phát nổ, nguồn đánh lửa là yếu tố then chốt dẫn đến phát nổ và vụ nổ thứ cấp do đốt cháy đám mây bụi là mối nguy hiểm lớn nhất.

2 Công nghệ chống cháy nổ
    Công nghệ chống cháy nổ có thể được chia thành các biện pháp kỹ thuật phòng ngừa và các biện pháp thiết kế. Các biện pháp phòng ngừa bao gồm việc giảm nồng độ bụi xuống dưới giới hạn nổ dưới và tích tụ một lượng lớn bụi, đồng thời loại bỏ các nguồn gây cháy hiệu quả; Biện pháp thiết kế là các biện pháp được thực hiện nhằm giảm mức độ nguy hiểm nổ đến mức an toàn khi khó thực hiện được các biện pháp phòng ngừa nổ, sao cho vụ nổ không gây thương vong và thiết bị có thể được khôi phục sử dụng trong thời gian ngắn sau vụ nổ. Nó bao gồm: chống bạo loạn, chống cháy nổ, chống cháy nổ, thông hơi nổ, v.v.
   Bộ thu bụi túi được sử dụng làm nơi thu gom bụi để luôn giữ nồng độ bụi dưới giới hạn nổ dưới, điều này không hiệu quả về mặt chi phí và khó đạt được; nhưng nó có thể đạt được mà không để một lượng lớn bụi tích tụ. Cần phân biệt các nguồn đánh lửa hiệu quả với hai loại nguồn đánh lửa sau: nguồn đánh lửa thông thường (chẳng hạn như nguồn đánh lửa do hàn, mài và hun trùng) và các nguồn đánh lửa do hỏng hóc cơ học (tia lửa cơ học, bề mặt nhiệt độ cao, tích tụ nhiệt đốt cháy không ngọn lửa và tia lửa điện). Trong số đó, các loại nguồn ma sát chuyển động là phổ biến nhất và hầu hết các vụ tai nạn nổ bụi đều do chúng gây ra. Ngoài ra, sau khi điều tra và thử nghiệm, hiện tượng phóng điện vầng quang chủ yếu xảy ra ở các đám mây bụi, còn hiện tượng phóng điện sét chưa xảy ra trong sản xuất công nghiệp. Ngoài ra, loại tia sét này khó có thể xảy ra trong các thiết bị sản xuất công nghiệp, trừ khi thể tích đám mây bụi hình thành lớn hơn 60 m3 hoặc đường kính lớn hơn 3m.
Khả năng chống cháy nổ có nghĩa là bản thân kết cấu có thể chịu được áp suất nổ mà không bị nổ. Có hai loại kết cấu chống cháy nổ: khả năng chịu áp lực nổ và khả năng chịu áp lực nổ. Thiết kế khả năng chịu áp lực nổ phải tuân thủ các thông số kỹ thuật của thiết kế và sản xuất bình chịu áp lực, trong khi khả năng chịu áp lực va chạm nổ có thể được nới lỏng một cách thích hợp. Nói chung: áp suất chống cháy nổ gấp 1,5 lần khả năng chống cháy nổ.
   Ngăn chặn vụ nổ là biện pháp dập tắt vụ nổ của vật liệu dễ cháy trong thiết bị ở giai đoạn ban đầu để tránh áp suất nổ quá mức. Một hệ thống ngăn chặn vụ nổ thành công có thể hoạt động khi áp suất nổ là 1×104Pa. Sau khi triệt tiêu, áp suất tối đa trong thiết bị thấp hơn 1×105Pa. Có hai loại ngăn chặn vụ nổ. Một là thụ động, chẳng hạn như túi nước và thiết bị bột chống cháy. Loại thiết bị này tự động vỡ và văng ra nước hoặc bột chống cháy khi áp suất nổ tăng đến một phạm vi nhất định; thiết bị còn lại là thiết bị chống cháy nổ thông minh bao gồm cảm biến phát hiện vụ nổ ban đầu, bộ điều khiển và thiết bị chống cháy nổ phun tốc độ cao (HRD) với bộ truyền động điện áp cao.
   Cách ly cháy nổ nhằm ngăn chặn vụ nổ xảy ra ở một container lan sang các container tiếp theo dọc theo đường ống nối khiến hệ thống phát nổ và gây tổn thất lớn hơn. Tuy nhiên, trên thực tế, vụ nổ nguy hại nhất là do thiết bị cách ly nổ không thể hoạt động hoặc không được thiết kế. Nói chung, nó có thể cài đặt một đầu dò ngọn lửa trên đường ống để kích hoạt cơ chế tương ứng nhằm đạt được sự gián đoạn vụ nổ.
Các vụ nổ bụi sẽ tạo ra áp suất cao tới 0,7-1MPa và các biện pháp giảm nhẹ vụ nổ có thể hạn chế áp suất tăng trong phạm vi mà độ bền vật liệu thành phần có thể chịu được. Vụ nổ bụi có đặc điểm như trên Hình 1. Đường a biểu thị vụ nổ trong thùng kín, Pmax biểu thị áp suất nổ cực đại, Pn biểu thị tốc độ tăng áp suất nổ cực đại; Đường cong b biểu thị tình huống xảy ra rò rỉ nổ, Pred biểu thị áp suất nổ tối đa và Pn biểu thị tốc độ tăng áp suất nổ tối đa. Có thể thấy, việc thông hơi nổ có vai trò cực kỳ quan trọng trong việc giảm thiểu nguy cơ cháy nổ. 

3 biện pháp chống cháy nổ cho máy hút bụi túi

 1 Kiểm soát sự tích tụ bụi trong máy hút bụi túi
     Nồng độ nguy hiểm của bụi dễ cháy công nghiệp nói chung là: 20-6000g/m3. Thông thường bộ thu bụi dạng túi là bộ phận cuối cùng của hệ thống xử lý. Khí chứa bụi được đưa đến bộ thu bụi túi qua đường ống và được thu gom để tạo thành lớp bụi. Bụi được làm sạch bằng cách xả ngược xung và rơi vào phễu tro. Trong các quá trình này, nồng độ bụi trong nhà chứa túi có thể nằm trong khoảng nồng độ nguy hiểm nêu trên. Vì vậy, cần tăng cường thông gió cho hệ thống, đặc biệt là làm sạch bụi kịp thời để nồng độ bụi trong túi hút bụi và đường ống thấp hơn giới hạn dưới của phạm vi nguy hiểm. Việc loại bỏ kịp thời bụi khỏi phễu là rất quan trọng để máy hút bụi túi hoạt động bình thường và an toàn. Hầu hết bụi được xử lý bởi máy hút bụi túi là bụi dễ cháy. Nếu bụi trong phễu không được loại bỏ kịp thời, nhiệt sẽ tích tụ trong bụi và bụi dễ tự bốc cháy. Bụi tích tụ không phải là một khối rắn chắc. Có không khí trong đó. Bụi tích tụ thực chất là hỗn hợp keo của không khí và bụi. Điều này sẽ trở thành nguồn gây ra các vụ nổ bụi thứ cấp và tiềm ẩn những nguy cơ mất an toàn. Việc sử dụng van xả tro khí nén hai lớp có thể đảm bảo xả tro kịp thời, giảm tốc độ rò rỉ không khí, tránh bụi rơi vãi ở những nơi lỏng lẻo và ngăn ngừa ô nhiễm bụi thứ cấp.

  2 Loại bỏ các nguồn gây cháy
    Các nguồn đánh lửa trong máy hút bụi túi chủ yếu là các nguồn sau: nguồn đánh lửa thông thường, hỏa táng do va đập hoặc ma sát, hỏa táng tĩnh điện và nhiệt độ vỏ, v.v. 
① Các nguồn đánh lửa thông thường chủ yếu được đưa vào trực tiếp từ các nguồn lửa bên ngoài, đặc biệt là ngọn lửa cắt gas và tia lửa hàn. Vì bộ thu bụi túi thường là các bộ phận được hàn nên ngọn lửa cắt khí và tia lửa hàn chủ yếu được tạo ra khi sửa chữa dụng cụ. Vì vậy, chúng có thể được kiểm soát bằng cách tăng cường quản lý và nâng cao nhận thức của người lao động về phòng chống cháy nổ. Khi sửa chữa dụng cụ, bụi bẩn xung quanh các bộ phận sửa chữa cũng phải được loại bỏ.
② Tia lửa điện sinh ra do va chạm hoặc ma sát thường do sự va chạm của các vật kim loại như đai ốc hoặc khối sắt bị hút vào túi lọc. Các phương pháp loại bỏ chính là: lắp đặt lưới kim loại và thiết bị loại bỏ sắt điện từ thích hợp tại tủ hút bụi để ngăn kim loại đi vào ống hút bụi và túi lọc. Sau khi bảo trì, các vật liệu kim loại rơi vào đường ống cần được loại bỏ kịp thời. Thứ hai, tốt nhất nên bố trí quạt thông gió ở phía không khí sạch sau bộ hút bụi túi để tránh các vật lạ bằng kim loại va chạm với các cánh quạt quay tốc độ cao tạo ra tia lửa điện, đồng thời ngăn chặn bụi dễ cháy nổ do ma sát, nhiệt và cháy với các cánh quay tốc độ cao. Cuối cùng, tốc độ gió trong mạng lưới đường ống phải hợp lý. Tốc độ gió quá cao có thể khiến bụi tăng tốc độ mài mòn trên đường ống. Các thử nghiệm đã chỉ ra rằng tốc độ mài mòn có mối quan hệ bậc ba với tốc độ gió, do đó mang nhiều chất kim loại hơn vào bên trong bộ thu bụi.
③Cơ chế tạo ra tĩnh điện vẫn chưa được làm rõ nhưng có thể thực hiện các biện pháp cần thiết để ngăn chặn tĩnh điện. Chọn các chất tương tự với chuỗi tích điện hoặc kết hợp chúng với các chất đối diện với chuỗi tích điện để giảm thiểu chênh lệch điện thế tiếp xúc, sao cho việc tạo ra tĩnh điện có thể được ngăn chặn ở mức độ lớn nhất. Các điện tích dương và âm mà chúng mang theo sẽ tự trung hòa để đạt được mục đích loại bỏ tĩnh điện. Thứ hai, nối đất là một trong những biện pháp chống rò rỉ quan trọng và phổ biến nhất. Thiết bị, thùng chứa, đường ống, v.v. phải được duy trì ở mức điện thế bằng nhau. Tùy theo tình hình thực tế mà sử dụng hệ thống nối đất tập trung hoặc phân tán để nối đất đáng tin cậy và điện trở nối đất cần nằm trong khoảng 1-2Ω. Ngoài ra, để tăng độ dẫn điện, hãy sử dụng chất dẫn điện hoặc chất dẫn điện thay vì chất cách điện cao. Đặc biệt sử dụng vật liệu lọc chống tĩnh điện. Điều này chủ yếu là do các thử nghiệm cho thấy vật liệu lọc là bộ phận tập trung nhiều tĩnh điện nhất. Ngoài ra, lớp bụi tích tụ trên túi lọc làm tăng cường độ điện trường không gian, có thể phá vỡ không khí và gây ra tia lửa điện. Cuối cùng, bạn có thể sử dụng phương pháp tăng độ ẩm xung quanh để rò rỉ tĩnh điện hoặc có thể thêm nước trực tiếp trong quá trình sản xuất.
④Giữ nhiệt độ của vỏ thu bụi không quá cao. Do một lượng lớn bụi bị hấp phụ bởi thành trong của vỏ nên bề mặt bụi sẽ bị nóng lên khi nhiệt độ của vỏ quá cao. Sau khi thu được năng lượng, nó tan chảy và bốc hơi để giải phóng các hạt proton hoặc tia lửa nhỏ nóng, cũng tạo thành nguồn đánh lửa cho bụi. Do đó, hãy kiểm soát nhiệt độ môi trường và không đặt túi hút bụi bên ngoài nhà.

 3 Lắp đặt màng thông hơi nổ
     Đối với máy hút bụi dạng túi, biện pháp chống cháy nổ hiệu quả và tiết kiệm nhất là lắp đặt màng chống cháy nổ. Mấu chốt của việc lắp đặt màng chống cháy nổ nằm ở việc tính toán diện tích chống cháy nổ. Nếu diện tích chống cháy nổ quá nhỏ thì không hiệu quả, còn nếu diện tích quá lớn thì giá thành sẽ tăng lên. Các phương pháp tính toán khu vực thông hơi nổ được sử dụng phổ biến nhất trên thế giới là phương pháp sơ đồ Kst Nomo và phương pháp sơ đồ St Nomo. Vị trí thông hơi nổ của bộ thu bụi túi cũng rất quan trọng. Nó chủ yếu gần với điểm xảy ra vụ nổ nên hiệu quả thông gió vụ nổ sẽ tốt hơn. Như được hiển thị trong Hình 2, sơ đồ cấu trúc của bộ thu bụi túi được hiển thị. 
 

 4 Chống cháy nổ và ngăn chặn vụ nổ
      Thiết bị chống cháy nổ có thể sử dụng van ngắt khẩn cấp, được thực hiện bằng cách kích hoạt nhanh van lò xo khí nén bằng cảm biến ngọn lửa hồng ngoại. Nó có thể kích hoạt van ngắt khẩn cấp được lắp đặt đủ xa cảm biến để ngăn chặn ngọn lửa hoặc vụ nổ và chất nổ lan sang nơi khác tạo thành vụ nổ thứ cấp, từ đó kiểm soát khu vực cụ thể của vụ tai nạn nổ và tránh tình trạng xấu đi và hậu quả nghiêm trọng hơn. Nếu là máy hút bụi dạng túi nhỏ thì có thể dễ dàng sử dụng túi nước điều áp thụ động hoặc thiết bị tạo bột chống cháy. Nếu bụi ưa nước thì dễ dàng sử dụng túi nước điều áp, còn những việc khác thì sử dụng thiết bị bột chống cháy. Nếu là máy hút bụi dạng túi lớn thì có thể dễ dàng sử dụng thiết bị phun xịt áp suất cao thông minh.

 5 người khác
    Hầu hết các vụ nổ bụi đều do sơ suất của con người. Tăng cường công tác quản lý nhân sự là cơ bản và quan trọng nhất. ① Cung cấp đào tạo kiến ​​thức lý thuyết và thực tiễn cho người vận hành để họ nhận thức được sự nguy hiểm của vụ nổ bụi và cách ngăn ngừa bụi và nổ hiệu quả; ② Tăng cường kỷ luật lao động và luôn chú ý đến hoạt động của máy hút bụi túi trong quá trình làm việc; ③ Tuyệt đối cấm thực hiện các thao tác như hàn điện, cắt khí trên máy hút bụi túi trong giờ làm việc và để lửa xâm nhập hoặc tiếp cận khu vực làm việc.