火花探测系统及其工作原理

火

现代的集尘系统比近100年前首次引入时要复杂得多。目前的大部分除尘技术已经存在了几十年,但最近在安全特性和数字组件方面的进步推动了整个行业在效率、环境影响和防灾减灾方面的进步。

我们将在本文中更详细地讨论最后一个概念:防灾和减灾。

国家消防协会(NFPA)120多年来为地方政府提供了规范和标准,最近又提供了关于工业过程的详细标准,包括粉尘收集和储存。最近对工业过程的关注并不仅仅基于良好做法,而是受到过去工业事故和灾难经验的启发。这些可预防的连锁事件往往导致程序不完善的设施的工人死亡或肢解。正确安装和维护防爆系统可以挽救生命,避免对设施的毁灭性破坏,并在发生潜在危险事件时最大限度地减少流程停工时间。

有很多美国关于检测和预防灾难性爆燃的代码:NFPA 69NFPA 650NFPA 652NFPA 654而且NFPA 664.火花检测(也称为光学检测)是所有这些标准的重要组成部分。然而,这些设备只是一个更大的设备和流程系统的一部分,包括定期维护和良好的内务管理。

在产生可燃性粉尘的设施内发生爆炸事件时,火灾传播的风险极高。最初事件产生的冲击波会导致直接区域的更多灰尘在火焰锋之前进入空中,而火焰锋的传播速度比压力波慢。这就导致更多的灰尘在火焰锋前面的空气中,提供更多的燃料和二次,通常更大的爆炸。只要有燃料,它就会蔓延,如果空间被限制,它就会变成灾难性的和破坏性的。有了适当的安全设备,就可以避免灾难,挽救生命。火花探测器是这些安全系统的重要组成部分。

火花探测器是如何工作的

火花探测器是一种探测红外范围内的光的特殊传感器,它是一种监测视野内红外光的简单装置。这种光来自所有散发热量的物体,火花或燃烧的余烬发出的红外光比典型的房间、车间或工厂车间的周围区域要多得多。火花探测器也可探测到火灾,这意味着管道系统内的任何爆燃事件都将通过适当设计的消防系统进行记录和减弱。

红外vs.可见光(来源:NASA.gov)

火花探测器与标准红外相机或其他传感器的不同之处在于它的运行速度。火花探测器要想有效,就必须能感应到高速通过其视野的微小热粒子发出的红外光的快速变化。一旦检测到火花,信号就必须传递给消防系统。该系统将处理该信号,并将其标记为紧急事件,然后启动与在该位置的粉尘收集系统中检测到的火花相关的防火机制。

美国BOSS产品的EcoMAXX火花探测器

所有防火装置必须在火花到达收集系统内的位置之前启动,以达到预期的工作效果。为了让你知道这些系统必须以多快的速度运行,4000 FPM的颗粒流大约是45英里每小时,5000 FPM几乎是55英里每小时。火花检测和熄灭的周期必须几乎是瞬间的,以防止灾难,因为它只需要一个火花就可以引发爆炸。

火花探测器能做什么

火花探测器是与粉尘收集系统一起使用的防爆包中的主要传感器。消防控制面板是一种可编程逻辑控制器,它可以决定当接收到某些输入信号时发生的情况。

对探测器和器件放置有特定的要求:

  1. 整个管道必须是直的和均匀的,以均匀的气流和恒定的速度;在这条路径上不能设置弯头、过渡段或分支。
  2. 火花探测器必须安装在任何弯头、过渡段、分支或任何其他可能影响气流层流的连接件下游管道直径的1.5倍。
  3. 由火花探测器激活的装置在配件和与除尘器或其他设备的距离方面有其自己的放置规则;这些装置的放置位置决定了沿管道系统的火花探测器的上游放置位置。

火花熄灭

火花探测器可以与火花灭火装置配对,这是一套安装在管道系统上的喷嘴,弹出空气流和喷水灭火,类似于建筑物中的自动消防喷头。这些被放置在从火花探测器下游适当的距离,使火花通过水雾并在它到达除尘器之前被熄灭。

EcoMAXX火花灭火装置,由美国老板产品

探测器必须放置在一个有足够时间的地方,以便探测信号发送到消防控制面板,信号经过处理后发送到灭火装置,然后灭火装置才能在火花出现前启动管道内的洒水装置。完成所有这些的时间少于250毫秒,所以我们把探测器设计在灭火装置的上游,距离等于或大于250毫秒,在安装安全装置的管道的最大设计速度下。

火花检测-灭火图(来源:Boss Products America/GM Sistemi)

高速中止门

当粉尘收集系统检测到爆燃时,就会有火灾进入建筑物并在内部蔓延的危险。显然,这是极其危险的,必须避免。火灾本身会导致管道系统内的压力迅速增加,而爆炸的定义就是压力的极端变化。

为了减少该事件在工作空间内扩散的风险,a高速中止门(HSAG)用于将输出气流立即倾倒到环境中,远离建筑物。当从HSAG上游探测到火花时,一个重量规的钢制分流器襟翼掉落到气流中,迫使所有返回的空气通过闸门顶部的通风口向上。如果管道系统发生爆炸,这个门会在压力波或火焰返回建筑物之前打开。

美国BOSS产品公司生产的EcoMAXX高速中止门

高速中止门可以连接到设备内部的初始火花探测器,也可以连接到集尘风机下游的集尘出口管道上的检测装置(见文末示意图)。如果主要的探测和抑制系统由于任何原因而不能工作,第二种安排允许在系统内增加额外的安全和控制。

通过在回风管道上加装足够长度的火花检测系统,使回风管道具有足够的检测长度HSAG然后,如果火花或火焰使它通过除尘器可以被绊倒。火花探测器和HSAG之间的距离应该大于500毫秒的等效旅行在管道的最大设计速度,这些安全装置安装。

火花检测-中止图(来源:Boss Products America/GM Sistemi)

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完整的火花检测和灭火系统(资料来源:Boss Products America)


  1. 火花探测器
  2. 测试灯
  3. 灭火/火花熄灭
  4. 火花探测器
  5. 测试灯
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  8. 热探头(集尘器)
  9. 火花探测器
  10. 高速中止门(HSAG)