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粉塵防爆基礎(chǔ)知識

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粉塵防爆基礎(chǔ)知識
內(nèi)容提要
一、粉塵爆炸基本原理
二、粉塵爆炸的主要防范措施

三、粉塵防爆安全標準體系解讀
一、 粉塵爆炸基本原理
（一）什么是粉塵爆炸

（二）粉塵爆炸主要特點

（三）粉塵爆炸五要素
（四）影響粉塵爆炸的主要特性因素
	（一）什么是粉塵爆炸

---幾個基本概念

?粉塵：細微的固體顆粒

?可燃性粉塵：在一定條件下能與空氣發(fā)生氧化反應(yīng)而燃

燒的粉塵、纖維或飛絮。
?
?
?
?
?
?
?
金屬：鎂粉、鋁粉、鈦粉
	煤炭 ：煤粉、活性炭粉
	糧食：面粉、糖粉、玉米粉、土豆粉、干奶粉、淀粉
	飼料：血粉、魚粉
	農(nóng)副產(chǎn)品：棉花、煙草、茶葉粉塵
	林產(chǎn)品：紙粉、木粉、纖維粉塵
	合成材料：塑料、染料
		水泥、泥沙、飛灰等是不可燃粉塵。
（一）什么是粉塵爆炸
---幾個基本概念
?粉塵云:懸浮在空氣中的高濃度粉塵云團
?粉塵爆炸危險場所：存在可燃性粉塵和氣態(tài)氧化劑（主
要是空氣）的場所。根據(jù)爆炸性環(huán)境出現(xiàn)的頻率或存在的

時間可劃分為不同區(qū)域。
	（一）什么是粉塵爆炸

---幾個基本概念
粉塵爆炸下限：粉塵云在給定能量點火源作用下，能發(fā)生自持

火焰?zhèn)鞑サ淖畹蜐舛龋瑔挝唬篻/m3。
		1mm厚的粉塵

職業(yè)健康涉及的粉塵濃度
	1mg/m3~10mg/m3
達到爆炸下限

粉塵爆炸濃度范圍
		30g/m3~3Kg/m3
最危險濃度

粉塵層
	500kg/m3
（一）什么是粉塵爆炸
---幾個基本概念
?粉塵爆炸：火焰在粉塵云中傳播，引起壓力、溫度明顯躍升的現(xiàn)象。
?  粉塵的初始爆炸與二次爆炸：初始爆炸也叫一次爆炸，是由初始點
火源引起的爆炸；二次爆炸是由初始爆炸的沖擊波將未發(fā)生爆炸區(qū)域內(nèi)

的沉積粉塵揚起，形成粉塵云，并被傳播來的火焰引燃發(fā)生的爆炸。
(二)?粉塵爆炸特點
1、  具有極大的破壞性。粉塵的生產(chǎn)、干燥、運輸、儲存工藝以及生產(chǎn)過程中使用
達700KPa
的除塵系統(tǒng)等均可發(fā)生粉塵爆炸。粉塵爆炸產(chǎn)生的能量大，爆炸威力大，爆炸溫度

可達到2000—3000度，最大爆炸壓力可達700KP  ；
2、易造成二次爆炸和連續(xù)爆炸。第一次爆炸氣浪把沉積在設(shè)備或地面上的粉塵吹揚

起來，在第一次爆炸余火引燃下引起的第二次爆炸，甚至是多次連續(xù)爆炸。二次爆

炸時，粉塵濃度一般比一次爆炸時高得多，二次爆炸威力比第一次要大得多，其破

壞性也更大；
3、發(fā)生粉塵爆炸時，爆炸燃燒物飛出，易引發(fā)大范圍火災(zāi)、造成局部嚴重炭化和人

體嚴重燒傷；
4、粉塵爆炸中伴隨著不完全燃燒，燃燒氣體中含有大量的CO和其它有毒氣體，容易

引起人員中毒。
備注：更多資料添加公眾號hsevclass
（三）粉塵爆炸五要素

氧氣
可燃性
	粉塵

粉塵云
	火源

密閉空間
（三）粉塵爆炸五要素
（1）助燃性氣體—氧氣:一定的氧含量是粉塵燃燒的基礎(chǔ)。
（2）可燃性粉塵:可與助燃氣體發(fā)生氧化反應(yīng)而燃燒的粉塵。
（3）點火源：能使局部粉塵云的溫度發(fā)生突變形成火焰的高溫熱源。

（4）粉塵云：懸浮在空中且達到爆炸下限的可燃性粉塵云。

（5）密閉空間:粉塵云被限制在了相對密閉的空間。
				（三）粉塵爆炸五要素

引發(fā)粉塵爆炸的點火源

（1）明火焰：

吸煙；工業(yè)動火-如氣焊割；其它明火-如加熱爐

（2）高溫物體：
		加熱設(shè)備、供暖設(shè)備和管線（電烙鐵、暖氣片、未加保溫的熱力
		管道）；非防爆電機、燈具的熱表面（過熱馬達、白熾燈）；
		其他（汽車排氣管、煙囪火星、焊割作業(yè)金屬熔渣）
（3）電氣火花：
		?   電氣線路短路
		?   電纜老化
		?   電纜因環(huán)境原因被破壞（機械破壞、老鼠啃咬等）
		?   非防爆電氣設(shè)備啟?；蜻\行過程產(chǎn)生的火花
		?   非防爆的接插件、非防爆開關(guān)、非防爆電機
?
電氣設(shè)備過載
（4）靜電放電：
	火花放電、刷型放電、電暈放電、靜電積累、人體靜電等
（三）粉塵爆炸五要素
引發(fā)粉塵爆炸的點火源
（5）撞擊與摩擦
?各種打磨拋光工具和金屬件的摩擦
?轉(zhuǎn)動軸摩擦發(fā)熱
?粉碎研磨設(shè)備中混入雜物（鐵屑等）
?斗式提升機跑偏、打滑、斷帶
?皮帶輥與支架摩擦
?刮板機刮板與箱體摩擦
?螺旋輸送機堵料摩擦
?旋轉(zhuǎn)下料閥堵料摩擦
?風機葉輪與殼體或外物摩擦或碰撞
?采用不防爆的作業(yè)工具
（6）光線照射與聚焦：雷閃電、光線聚焦

（7）  化學(xué)反應(yīng)放熱：氧化燃燒、自燃
（四）影響粉塵爆炸的主要特性因素
?粉塵分散情況：分散度越高（粒徑越?。?，爆炸強度越高

?點火源強度：點火能量越高，越容易爆炸

?氧含量：必須達到最低氧含量

?粉塵云的溫度：越高越易爆炸
?湍流情況：流場擾動越嚴重，爆炸范圍越大

?空氣濕度：越低，爆炸強度越高
（四）影響粉塵爆炸的主要特性因素
?氧化速度快的粉塵容易爆炸：如鎂粉、鋁粉、染料粉末等

?燃燒熱越大的粉塵越容易爆炸：如煤塵、碳粉、硫磺粉末等

?容易帶電的粉塵容易引起爆炸：如合成樹脂粉末、纖維類
粉塵、淀粉等。
二、 粉塵爆炸主要防范措施
（一）容易發(fā)生粉塵爆炸的生產(chǎn)工藝與設(shè)備

（二）粉塵爆炸主要預(yù)防措施

（三）粉塵爆炸主要防護措施
（一）容易發(fā)生粉塵爆炸的生產(chǎn)工藝與設(shè)備
粉碎、研磨過程
	由于機械力的作用會揚

起大量粉塵，設(shè)備內(nèi)懸浮

的粉塵往往處于爆炸濃度

范圍之內(nèi)，且各種力的作

用更容易產(chǎn)生摩擦、撞擊

火花、靜電等點火源，導(dǎo)

致粉塵爆炸的發(fā)生。
（一）容易發(fā)生粉塵爆炸的生產(chǎn)工藝與設(shè)備
打磨拋光
	各類金屬制品、木制品、

塑料制品等存在打磨拋光

生產(chǎn)工藝，其粉塵顆粒細

微，極易在空間擴散形成

粉塵云，一旦空間受限，

則易發(fā)生粉塵爆炸。
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（一）容易發(fā)生粉塵爆炸的生產(chǎn)工藝與設(shè)備
		干式除塵系統(tǒng)

除塵器工作狀態(tài)下，因自重

降落和濾袋清灰，灰斗內(nèi)始終存

在高濃度懸浮狀粉塵，若遇有足

夠能量的點

火源，極易

引發(fā)粉塵

爆炸事故。
		氣力輸送過程

粉料管道氣力輸送過程中，

高濃度細粉料與空氣處于完全混

合懸浮的流動狀態(tài)，是粉塵爆炸

的高危環(huán)境，只要有合適的點火

源則極易引起粉塵爆炸，且輸送

管線與分離過濾器和除塵設(shè)備相

連，易引起二次爆炸。
（一）容易發(fā)生粉塵爆炸的生產(chǎn)工藝與設(shè)備
		其它生產(chǎn)設(shè)備

糧食、飼料企業(yè)的斗式提升
機、筒倉、料倉、料斗等都是極
易發(fā)生粉塵爆炸的生產(chǎn)設(shè)備。
		干燥過程

使用噴霧、氣流或沸

騰干燥器干燥顆粒狀物料

或粉料時，設(shè)備內(nèi)形成的

可燃粉塵——空氣混合物

的爆炸事故在生產(chǎn)實踐中

時有發(fā)生。
	（二）粉塵爆炸主要預(yù)防措施

氧氣

切斷、隔離、消
除粉塵爆炸五要
素中任一要素都
可有效預(yù)防粉塵
爆炸事故的發(fā)生！
可燃性
	粉塵

粉塵云
	火源

密閉空間
（二）粉塵爆炸主要預(yù)防措施
（1）規(guī)范清理作業(yè)崗位粉塵
	作業(yè)場所沉積的粉塵是引發(fā)連鎖爆炸、大爆炸的主要因素，企業(yè)應(yīng)

按規(guī)定要求建立粉塵清掃制度，對粉塵生產(chǎn)作業(yè)現(xiàn)場(包括粉料貯存間)

所有部位進行及時全面規(guī)范清理，不留死角，包括清除墻面、地面、橫

梁、天花板吊頂，以及設(shè)備、管道、皮帶運輸機的水平表面、支腿、管

箍，和其他不易清掃的隱蔽面上的粉塵。清掃粉塵時應(yīng)采用措施防止粉

塵二次揚起，最好采取負壓方式清掃，嚴禁使用壓縮空氣吹掃。
		（二）粉塵爆炸主要預(yù)防措施

（2）杜絕火源

?嚴禁各類明火

?所有設(shè)備外殼（管道）可靠接地

?  按規(guī)范使用防爆電器
?

?
防止設(shè)備局部過熱、電氣短路

嚴禁使用鐵質(zhì)工具，防止撞擊火花

遇濕自燃金屬的粉塵防水防潮
		（二）粉塵爆炸主要預(yù)防措施

（3）減少氧含量——惰化
	對于在密閉容器內(nèi)的粉碎、研磨、粉料的干燥及管道氣力輸

送等工藝，可以在容器（管道）內(nèi)充入一定量的惰性氣體如氮氣

N2、C02等替代氧氣，減少密閉容器（管道）內(nèi)的氧含量，可有效

預(yù)防粉塵爆炸。
煤粉制備磨煤機
流化床干燥機
		（二）粉塵爆炸主要預(yù)防措施

（4）通風除塵
	存在粉塵爆炸危險作業(yè)場所采取有效的通風除塵措施，降低

作業(yè)場所粉塵濃度、減少作業(yè)現(xiàn)場粉塵沉積，是預(yù)防粉塵爆炸的

有效措施。
?

?
按標準規(guī)范設(shè)計、使用除塵系統(tǒng)

除塵系統(tǒng)必須按工藝分片（分區(qū)）相對獨立設(shè)置，

各除塵系統(tǒng)間禁止互通互連；

所有產(chǎn)塵點均應(yīng)裝設(shè)置符合要求的吸塵罩；

除塵器應(yīng)設(shè)置在車間廠房外部；

干式除塵器本體應(yīng)設(shè)置符合泄爆要求的泄爆裝置；

遇濕自燃的金屬粉塵采用濕式除塵系統(tǒng)必須設(shè)置氣體放散孔
（三）粉塵爆炸主要防護措施
（1）抗爆
	定義：有可燃性粉塵和氣態(tài)氧化劑或空氣存在的圍
包體內(nèi)發(fā)生爆炸時，圍包體能夠承受其最大爆炸壓力，
使圍包體不致被破壞的控爆技術(shù)。
目的：通過加強容器壁厚與改進材質(zhì)，即使發(fā)生粉
塵爆炸，也不會造成外部損失。
（三）粉塵爆炸主要防護措施
（2）泄爆
前,
定義：圍包體內(nèi)發(fā)生爆炸時,在爆炸壓力達到圍包體的
極限強度之前  使爆炸產(chǎn)生的高溫、高壓燃燒產(chǎn)物和未
燃物通過圍包體上預(yù)先設(shè)置的薄弱部分向無危險方向
泄出，使圍包體不致被破壞的控爆技術(shù)。
目的：通過設(shè)置泄爆裝置，
降低爆炸損失。
方式：有焰泄爆和無焰泄爆
二種泄爆方式。
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（三）粉塵爆炸主要防護措施

有焰泄爆和無焰泄爆
安全泄爆
泄放至廠
	房外部
嚴禁泄放到廠房內(nèi)
（三）粉塵爆炸主要防護措施
（3）抑爆
定義：爆炸初始階段，通過物理化
學(xué)作用撲滅火焰，抑制（阻止）粉
塵爆炸的發(fā)展。
目的：通過設(shè)置抑爆裝置，提前探
測，滅火、抑制爆炸。
（三）粉塵爆炸主要防護措施
（4）隔爆
定義：爆炸發(fā)生后，通過物理化學(xué)作用阻止爆炸傳播
的技術(shù)。
目的：防止火焰通過管道或其它通道傳播
（三）粉塵爆炸主要防護措施

（4）隔爆
隔爆閥
	快速隔離閥

化學(xué)粉末隔離
單向隔離閥
三、粉塵防爆安全標準體系解讀
（一）粉塵防爆標準發(fā)展歷程
（二）粉塵防爆標準體系發(fā)展現(xiàn)狀

（三）重點粉塵防爆標準解讀
（四）粉塵防爆標準體系發(fā)展展望
（一）粉塵防爆標準發(fā)展歷程
1、歐美粉塵防爆標準發(fā)展歷程
	20世紀初歐美等發(fā)達國家首先開始對粉塵爆炸開展研究。20世紀

40年代中期德、美等國建立了粉塵防爆相關(guān)標準規(guī)范；20世紀70至80

年代，粉塵防爆研究快速發(fā)展，開展了一系列大中型爆炸試驗，防爆

方法與標準趨于一致；  IEC與ISO防爆標準陸續(xù)出臺，20世紀90年代后，

歐洲標準化委員會成立了CEN/TC305“爆炸性氣氛危險區(qū)爆炸預(yù)防與防

護標準技術(shù)委員會”（簡稱非電氣防爆標委會），形成了統(tǒng)一的歐洲

標準。
	目前，國際上采用較多的是歐盟EN系列防爆標準以及美國防火協(xié)

會(NFPA)系列粉塵防爆標準。NFPA的相關(guān)粉塵防爆標準體系相對比較

完善且更新及時.
（一）粉塵防爆標準發(fā)展歷程
2、我國粉塵防爆標準發(fā)展回顧
	我國于五十年代開始對煤礦粉塵爆炸進行研究，但企業(yè)作業(yè)場所粉塵
防爆研究卻始于八十年代初。改革開放后的三十多年，我國各行各業(yè)得到
快速發(fā)展，粉體生產(chǎn)與粉體加工技術(shù)也得到空前發(fā)展，粉塵爆炸事故隨之
開始頻發(fā)。
	1987年，哈爾濱亞麻廠發(fā)生特大亞麻粉塵爆炸事故，造成58人死亡、
65人重傷。這起事故引起了全社會對粉塵爆炸危害的重視，國內(nèi)科研院所
及大專院校開展各類粉塵爆 炸機理與防爆技術(shù)研究。1990年成立了“全國
粉塵防爆標準化技術(shù)委員會”，開始著手制定粉塵防爆安全標準。 2006年
6月，為加強全國安全標準化工作，國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局成立了全國
安全生產(chǎn)標準化技術(shù)委員會；原“全國粉塵防爆標準化技術(shù)委員會”改編
為“全國安全生產(chǎn)標準化技術(shù)委員會粉塵防爆分技術(shù)委員會”，我國粉塵
防爆安全標準開始進入穩(wěn)步發(fā)展軌道。目前，已正式頒布的國家和行業(yè)粉
塵防爆安全標準共有23項。
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（二）粉塵防爆標準體系發(fā)展現(xiàn)狀
1、歐美粉塵防爆標準體系發(fā)展現(xiàn)狀
	目前，國際上以美國、歐盟的粉塵防爆標準體系較為權(quán)威，

美國以NFPA頒布的粉塵防爆標準體系為主,歐盟以EN系列標準為

主。此外，德國也建立了VDI系列粉塵防爆標準體系。歐盟EN

標準為主的粉塵防爆標準體系與德國VDI標準體系類似。
	歐美粉塵防爆標準主要包括基礎(chǔ)性通用（測試）

標準、行業(yè)領(lǐng)域粉塵防爆技術(shù)標準、防爆產(chǎn)品技術(shù)與

管理標準等。
（二）粉塵防爆標準體系發(fā)展現(xiàn)狀
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（二）粉塵防爆標準體系發(fā)展現(xiàn)狀
2、我國粉塵防爆標準體系發(fā)展現(xiàn)狀
	在國家安全生產(chǎn)監(jiān)督管理總局和全國安全生產(chǎn)標準化技術(shù)委員

會的領(lǐng)導(dǎo)下，我國粉塵防爆安全標準的制修訂及相關(guān)標準體系的建

立與發(fā)展取得了一定的成就,已基本建立起粉塵防爆安全標準化體

系，涉及粉塵爆炸危險的主要行業(yè)（企業(yè)）安全標準均已制定，為

規(guī)范存在粉塵爆炸危險企業(yè)的安全生產(chǎn)和政府依法履行安全監(jiān)管職

責，提供了具體的技術(shù)規(guī)范和可靠的技術(shù)支撐。
	粉塵防爆安全標準目前已涵蓋了冶金、紡織、糧食與飼料生產(chǎn)

加工、煙草加工、木材加工、機械與輕工生產(chǎn)、金屬粉塵加工、化

工與塑料生產(chǎn)、煤粉生產(chǎn)、港口等行業(yè)和領(lǐng)域。
	（二）粉塵防爆標準體系發(fā)展現(xiàn)狀

2、我國粉塵防爆標準體系發(fā)展現(xiàn)狀
1、冶金行業(yè)
	GB  16543  高爐噴吹煙煤系統(tǒng)防爆安全規(guī)程

3、飼料生產(chǎn)行業(yè)
	GB19081  飼料加工系統(tǒng)粉塵防爆安全規(guī)程

5、煙草制品業(yè)
	GB  18245  煙草加工系統(tǒng)粉塵防爆安全規(guī)程

7、金屬粉塵生產(chǎn)行業(yè)
	GB  17269  鋁鎂粉加工粉塵防爆安全規(guī)程

9、塑料制品業(yè)
	AQ  4232  塑料生產(chǎn)系統(tǒng)粉塵防爆規(guī)范
2、糧食加工行業(yè)
		GB  17440  糧食加工、儲運系統(tǒng)粉
				塵防爆安全規(guī)程
4、紡織行業(yè)
			GB19881  亞麻纖維加工系統(tǒng)粉塵
					防爆安全規(guī)程
6  、木材加工行業(yè)
			AQ  4228  木材加工系統(tǒng)粉塵防爆
					安全規(guī)范
	8、港口行業(yè)
			GB  17918  港口散糧裝卸系統(tǒng)粉
				塵防爆安全規(guī)程
	10、全行業(yè)通用
		GB  15577  粉塵防爆安全規(guī)程
		GB／T15605  粉塵爆炸泄壓指南
	（二）粉塵防爆標準體系發(fā)展現(xiàn)狀

2、我國粉塵防爆標準體系發(fā)展現(xiàn)狀
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（三） 重點粉塵防爆標準解讀
1、GB15577-2007  《粉塵防爆安全規(guī)程》
	本標準是粉塵防爆領(lǐng)域通用技術(shù)標準，是我國粉塵防爆安全標準體系

中綱領(lǐng)性的標準；本標準適用于粉塵爆炸危險場所的工程設(shè)計、生產(chǎn)管理

及粉末產(chǎn)品的貯存和運輸.
	標準總則中就存在粉塵爆炸危險場所的企業(yè)在安全“三同時”管理、

危險評估、安全管理制度及措施、安全培訓(xùn)、動火作業(yè)等做了詳細規(guī)定。

第五章“建(構(gòu))筑物的結(jié)構(gòu)與布局”主要對存在粉塵爆炸危險場所的

車間廠房及設(shè)備布局與疏散通道等進行了規(guī)定。要求廠房為單層建筑，屋

頂用輕型結(jié)構(gòu)。多層廠房應(yīng)采用框架結(jié)構(gòu)，其泄爆面積必須符合有關(guān)規(guī)定。
第六章“防止粉塵云與粉塵層著火”主要對防范包括粉料自燃在內(nèi)的
各種引火源進行了規(guī)定，并規(guī)定了通風除塵系統(tǒng)的設(shè)置要求。
（三） 重點粉塵防爆標準解讀
1、GB15577-2007  《粉塵防爆安全規(guī)程》
	第七章“降低初始爆炸引起的破壞”主要對由初始爆炸可能引起二次

爆炸進行技術(shù)隔離與防護進行了規(guī)定，包括對互聯(lián)互通的工藝設(shè)備實現(xiàn)事

故下的可靠隔離，緊急情況下的切斷電源措施等。此外，還對“抑爆”、

“泄爆”等控爆措施進行了規(guī)定。
	第八章“二次爆炸的預(yù)防”則主要對作業(yè)場所粉塵的控制措施、清潔

要求等進行了規(guī)定。作業(yè)場所沉積的粉塵是引起二次爆炸和連續(xù)爆炸的最

大隱患，全面規(guī)范清潔作業(yè)場所沉積的粉塵，不留死角，是預(yù)防粉塵爆炸

的有效措施。
通過近年來多起粉塵爆炸事故案例分析，2007版《粉塵防爆安全規(guī)程》
還存在一些漏洞和缺陷，該版標準目前正在修訂中。
（三） 重點粉塵防爆標準解讀
2、GB/T  17919-2008 2008《粉塵爆炸危險場所用收塵器防爆導(dǎo)則》
	收塵（除塵）器是粉塵爆炸重要的危險源。本標準是粉塵爆炸危險場

所用收塵器防爆通用推薦性技術(shù)標準，本標準適用于粉塵爆炸危險場所用

收塵器的設(shè)計、安裝、使用與維護。工程設(shè)計、生產(chǎn)管理及粉末產(chǎn)品的貯

存和運輸
輸.
	標準主要有“設(shè)計”、“安裝”及“使用與維護”三大部分規(guī)定。

第四章“設(shè)計”是標準的主要內(nèi)容，對粉塵爆炸危險場所用收塵器的

選型、過濾風速、安裝地點及負壓工作要求等進行了規(guī)定；本章還對收塵

器的清灰與卸灰、濾袋與電火花的防范、確保收塵器可靠運行的自動控制

與監(jiān)測、防止積塵等制定了嚴格的規(guī)定，強調(diào)收塵器應(yīng)設(shè)置泄爆裝置；卸

灰裝置應(yīng)與收塵器同步運轉(zhuǎn)，不讓粉塵在灰斗內(nèi)積存。
（三） 重點粉塵防爆標準解讀
2、GB/T  17919-2008 2008《粉塵爆炸危險場所用收塵器防爆導(dǎo)則》
	第五章“安裝”對粉塵爆炸危險場所用收塵器的施工安裝各項要求進

行了規(guī)定；對收塵器系統(tǒng)安裝后的可靠接地、進行滲透性檢驗等提出了具

體要求。
第六章“使用與維護”則主要規(guī)定了收塵器系統(tǒng)開停方式、定期檢查
方式及維護檢修時注意事項等。
	強調(diào)系統(tǒng)啟動時應(yīng)先啟動收塵器系統(tǒng)再啟動生產(chǎn)設(shè)備；系統(tǒng)停機時應(yīng)

先停生產(chǎn)設(shè)備，收塵器再運行一段時間后，并將濾袋清灰數(shù)遍、粉料全部

從灰斗內(nèi)卸空才能停收塵器。