防爆型除尘系统节能改造案例：某化工企业粉尘处理系统优化

一、项目背景

某化工企业主要生产颜料粉末，其生产车间粉尘浓度高且具有爆炸性（粉尘云最低着火温度＜500℃）。原除尘系统已运行8年，存在以下问题：

-能耗高：风机功率55kW，24小时运行，年电费超50万元；

-风量分配不均：部分支管风速不足3m/s，粉尘堆积，存在燃爆风险；

-设备老化：除尘器过滤效率下降至85%，防爆膜片锈蚀；

-无热能回收：排放的废气温度达80℃，热能直接浪费。

二、改造目标

1. 降低系统能耗30%以上，年节约电费≥15万元；

2. 确保粉尘浓度＜5g/m³，符合防爆标准（GB 15577-2018）；

3. 回收废气热能，用于车间冬季供暖；

4. 改造投资回收期≤3年。

三、改造方案与实施

1.系统诊断与数据建模

-能耗审计：通过传感器监测各支管风压、风速，发现30%支管阻力过大；

-爆炸风险评估：粉尘样品送检，确认St 1级爆炸等级（Kst=150 MPa·m/s），需强化隔爆措施。

2.关键改造措施

-变频节能：

- 将固定转速风机更换为防爆型变频风机（Ex d IIB T4），根据压差传感器自动调节转速，夜间低负荷时段转速降低40%；

- 加装管道风量平衡阀，优化支管风速至15-20m/s（满足NFPA 68防爆要求）。

-除尘器升级：

- 更换为防静电覆膜滤料，过滤效率提升至99.9%，阻力降低200Pa；

- 增加火花探测+惰化系统，响应时间＜0.1秒。

-热能回收：

- 安装防爆型气-水换热器，废气温度从80℃降至40℃，回收热量用于预热车间新风，年节省燃气费8万元。

-智能监控：

- 接入PLC系统，实时监测粉尘浓度、温度、压差，超标时自动停机并启动氮气惰化。

3.防爆安全强化

- 在所有除尘器灰斗加装温度监控+CO浓度报警器（预警阴燃）；

- 更换管道隔爆阀（符合ATEX 2014/34/EU标准），阻断爆炸传播。

四、实施效果

| 指标 | 改造前 | 改造后 | 变化率 |

||--|--|--|

| 系统总功率（kW） | 55 | 38 | -31% |

| 年耗电量（万度） | 48.2 | 33.1 | -31.3% |

| 粉尘排放浓度（g/m³）| 50 | 2.1 | -95.8% |

| 设备阻力（Pa） | 2500 | 1800 | -28% |

| 年综合节省费用（万元） | - | 23 | - |

安全提升：未再出现粉尘堆积报警，通过防爆专项验收。

五、经验总结

1.防爆与节能需协同设计：优先选择具备防爆认证的高效设备（如变频风机），避免重复投资；

2.动态调节是关键：通过变频+智能风量分配，在保证除尘效果的前提下降低能耗；

3.热能回收价值高：换热设备投资回收期仅1.8年，兼具经济和环保效益；

4.持续监测必要：系统投运后每季度测试隔爆阀动作压力，确保安全冗余。

六、适用场景

该案例模式可推广至金属打磨、木工加工、食品粉末处理等行业的防爆除尘系统改造，尤其适用于24小时连续运行、热排放大的场景。企业可通过“分步改造”（如先变频后换滤料）降低资金压力。