煤粉制备系统安全论述_第五章煤粉制备

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煤粉制备系统安全防爆措施概述

摘要：在煤烧或气煤混烧回转窑活性石灰生产线中，煤粉制备系统是非常重要的系统之一。本文从煤粉的特性、煤粉爆炸的条件出发，分析了煤粉制备系统爆炸的原因，并提出了相应的安全防爆措施。

关键词：活性石灰 煤粉制备 爆炸 安全防范措施

前言

在煤烧或气煤混烧回转窑活性石灰生产线中，煤粉制备是非常重要的系统之一。尽管采取了一系列的先进技术、新型材料及设备，但该系统仍是整个活性石灰生产线中的事故多发点。轻则造成设备损坏，延误生产，重则造成人员伤亡。因此，如何降低、预防系统事故的发生，是每个生产厂煤粉制备车间生产者必须面对的课题。

煤粉特性及自燃爆炸的条件

煤粉制粉系统是一种典型的燃料粉碎系统。生产的煤粉是由不规则形状的颗粒组成的，它的尺寸一般为0－50微米。煤粉的流动性很好，可以流过很小的空隙。积存的煤粉与空气中的氧长期接触氧化时，会发热使温度升高，而温度的升高又会加剧煤粉的进一步氧化，若散热不良时会使氧化过程不断加剧，最后使温度达到煤的燃点而引起煤粉的自燃。资料表明：在受限空间内，1立方米空气中含有0.3～0.6kg悬浮状煤粉时，作为可燃性物质的煤粉浓度处于爆炸浓度，此时被引燃，即会形成有危害性的爆燃并引起爆炸。将造成设备破坏、生产过程中断,人员伤亡的严重事故。

煤粉爆炸的实质是一个强烈的燃烧过程，是在瞬间大量煤粉突然燃烧，从而产生大量高温烟气，因急速膨胀形成的压力波以及高速向外传播而产生很大的冲击力和声音。影响煤粉爆炸的因素很多，如挥发分含量，煤粉细度，气粉混合物的浓度，温度湿度和输送煤粉的气体中氧的成分比例等。一般说来挥发分含量VR25％的煤粉很容易自燃，爆炸的可能性也很大；其

二、煤粉越细越容易自燃和爆炸，粗煤粉爆炸的可能性较小。例如烟煤粒度大于0.1毫米几乎不会爆炸。其

三、煤粉浓度是影响煤粉爆炸的重要因素。实践证明，最危险的浓度在1.2－2.0kg/m3，大于或小于该浓度时爆炸的可能性都会减小。在实际运行中一般是很难避免危险浓度的。制粉设备中沉积煤粉的自燃性往往是引爆的火源。

按照燃烧和爆炸形成的条件，可燃性物质、氧化剂和点燃源三个要素只有同时具备条件，才可能产生燃烧或爆炸。也就是说，发生爆炸要有三个条件，一是有燃料和助燃空气的积存；二是燃料和空气的混合物的浓度在爆炸极限内；三是有足够的点火能源。既然发生爆炸或者燃烧必须同时具备以上三个条件，在生产中我们可以通过采取相应的措施三个条件同时方式，避免制粉系统爆炸的发生。

煤粉制备系统爆炸的原因分析

从多次爆炸后的案例情况看，引爆点主要在容易长期积煤或积粉的位置。根据制粉系统的运行工况和爆炸情况分析，主要原因如下： 1．煤粉细度，煤风浓度及燃煤成分：

煤粉爆炸的前期往往是自燃。一定浓度的煤风气流接触到积粉自燃点时，不仅加剧了自燃，而且会引起燃烧。而接触到明火的煤风气流随时都会产生爆炸。造成流动煤粉爆炸的主要原因是煤风气流中的含氧量，煤粉细度，煤风混合物的浓度和温度。

煤粉越细，爆炸的危险性就越大。粗煤粉爆炸的可能性就小些，当煤粉粒度大于0.1mm时几乎不会爆炸。当煤粉浓度大于3－4 kg/m3（空气）或小于0.32－0.47 kg/m3时也不容易引起爆炸。因为煤粉浓度太高，氧浓度太小；而煤粉浓度太低，缺少可燃物。只有煤粉浓度为1.2－2.0 kg/m3时最容易发生爆炸。一般挥发份VR>25％，发热量高的煤粉爆炸的可能性就大。2．磨煤机入口积煤自燃：

磨煤机处积煤一般发生在入口上部管道上、热风管道和动态选粉机返粉接口处，运行中人工无法清除此处的积煤。在制粉系统停止运行后，由于磨煤机入口风门不严，漏过的热风使磨煤机入口处温度达100℃以上，很容易将入口处的积煤引燃，燃烧的煤进入磨煤机就会引起爆炸。另外有的磨煤机入口不光滑，有的存在夹层，也容易积煤着火。3．热风门内漏：

若密封制备系统启停过于频繁，则会造成热风阀门磨损严重。有时磨机停车时热风门只能关至30－40％，以致大量热风内漏造成磨煤机内存煤自燃，再次启动时引起制粉系统爆炸。

4．动态选粉机处积粉自燃： 动态选粉机积粉主要发生在选粉机入口和出口处：入口处因该处的通流面积增大，风粉气流的流速下降，增大了积粉的可能性；出口处若选粉机与煤粉收粉器相连的管道过于平缓，而不是从收粉器入口的上侧进风，容易造成积粉。则磨煤机出口处温度稍一超标，就会引起爆炸。

5．收粉器、煤粉仓、煤风管道等系统漏风

煤粉的流动性很好，可以流过很小的空隙。若收粉器、煤粉仓、煤风管道等密封没做好，容易造成缝隙处积粉，只要条件具备，就会造成煤粉爆炸。6.防爆门设计不合理

若防爆门面积小，结构设计不合理，当制粉系统爆炸后，不利于爆炸气流的导出，有的开口方向朝向近距离电缆，有时易导致事故扩大或造成设备的严重损坏和人身伤亡。

7．运行人员操作不当

制粉系统运行过程中运行人员控制磨煤机出口风粉混合物的温度不严，频繁超温。磨煤机的运行过程属于变工况运行，此时若出口温度控制不当，很容易使温度超过极限而导致煤粉爆炸。

制粉系统运行时残存的煤粉如果没有抽净就会发生缓慢氧化，在启动通风时会使自燃的煤粉疏松和扬起，温度适当时便会引发爆炸。

运行中的磨煤机入口已发生积粉自燃，停止前又没有及时发现，停止给煤机的抽粉过程中回粉管继续抽粉，使煤粉磨得更细，加上温度控制不当，也可以引起爆炸。

煤粉制备系统的防爆措施

在煤烧回转窑活性石灰生产线中，为满足物料焙烧的要求，煤粉制备的产物：煤粉必须具备一定的细度，因此改变煤粉流的性质是不可能的。所以我们只能从消灭火源的角度来考虑磨煤机系统的防爆问题。煤粉制备爆炸的主要防范措施如下：

1.煤粉制备系统运行时，严禁开启近路风，严格控制磨煤机出口温度在60～70 ℃范围内。

2.煤粉制备系统运行时，注意磨煤机电流和各部风温、风压的变化，严禁磨煤机在断煤、堵煤等非正常工况下运行。

3.启动煤粉制备系统前以及清理磨煤机入口积煤时，必须确认磨煤机入口无积煤着火后方可进行。4.发现磨煤机入口积煤着火时，应立即停止磨煤机运行，继续向磨煤机供煤压火，如压火无效再用蒸汽消防后，方可处理入口积煤。

5.停止煤粉制备系统时必须将磨煤机入口温度降至150℃以下，停止给煤机，进行抽粉，抽粉时间不少于15分钟，抽粉过程中严格控制磨煤机出口温度不超过70℃。6.每班至少对煤粉制备系统进行一次全面检查（如磨机、锁气阀、防爆门、检查孔等），发现缺陷及时联系检修处理，保持煤粉制备系统严密性。

7.粉仓正常运行时，粉仓平均粉位不得低于下料位计，粉仓温度达72℃时，必须及时充氮气或临时降粉，确保粉仓在良好工况下运行。

8.制粉系统运行时，粉仓吸潮管必须保持畅通，吸潮阀门开关好用，并在全开位置，停止制粉系统或粉仓降粉时必须将吸潮阀关严。9.保证煤粉细度在规定值范围内。10.监督、禁止外来火源进入入炉煤。

11.严格执行停窑前粉仓放空制度、停窑后封闭粉仓及放粉制度。

12.监督做好煤粉制备车间清洁工作，防止制粉系统及煤粉仓爆炸后热气喷出引起二次爆炸。

13.在人孔、检查孔进行检查或处理积粉时，应穿戴好防护用品（防护面罩、手套等），看好向两侧躲避的通道，打开孔门应缓慢。

14.定期以及磨煤机停止运行时，检查磨煤机入口积煤情况。

15.当需要进行煤粉仓放粉操作或有煤粉在粉仓外部堆放时，应加强巡视并监护，严禁明火作业，及时清除积粉。

16.发现粉仓内温度异常升高或确认粉仓内有自燃现象，及时投入消防系统，防止因自燃引起粉仓爆炸。

17.保证制粉系统及煤粉仓等监控装置处于良好状态，并定期进行校验。18.禁止在制粉系统运行条件下进行焊接工作。

19.每班应对制粉系统大、小筛子至少清理一次，保证畅通无积粉，清理出的木块及煤粉及时清扫干净。

20.在制粉系统附近明火作业时，应设专人监护，发现制粉系统有煤粉泄漏时，应立即停止作业，及时处理。

21.发现制粉系统积粉自燃时，应用喷壶或其他器具把水喷成雾状，熄灭着火的地方。不得用压力水管直接浇注着火的煤粉，以防煤粉飞扬引起爆炸。22.制粉设备检修工作开始前，须将有关设备内部积粉完全清除，并将与煤粉制备系统相关联的其它系统可靠隔绝。