火電廠煤場自燃分析及預防

羅勝

浙江浙能蘭溪發(fā)電有限責任公司 浙江蘭溪

火電廠煤場自燃分析及預防

羅勝

浙江浙能蘭溪發(fā)電有限責任公司 浙江蘭溪

本文簡要闡述了自燃形成的原因和影響因素；結(jié)合作者工作實踐，提出了煤炭自燃的見解和防治措施。

煤炭；自燃；預防

引言

火電廠一般要儲存7~15天的用煤量，以某電廠為例，煤場每日庫存在16~30萬噸左右。如此龐大的數(shù)量，一旦發(fā)生自燃將帶來很大的經(jīng)濟損失并造成一定的環(huán)境污染。因此，了解煤場自燃的機理，分析影響自燃的諸多因素，結(jié)合電廠的實際情況充分做好綜合防治工作，意義深遠。

1、煤的自燃原因

煤在無需外火源加熱，而受其自身氧化作用所產(chǎn)生的積蓄熱引起的著火就稱為煤的自燃。

煤是在常溫下會發(fā)生緩慢氧化的物料，它受空氣中氧的作用而被氧化產(chǎn)生的熱量聚集在煤堆內(nèi)部，而溫度的升高又會加速煤的氧化，當溫度升高到60℃后，煤堆溫度會加速上升，若不及時采取措施，就會發(fā)生煤堆自燃。

2、影響自燃的因素

影響煤堆自燃的因素很多，主要包括煤的性質(zhì)、組堆工藝過程、氣候條件等。

（1）煤的性質(zhì)

煤的變質(zhì)程度對煤的氧化和自燃具有決定意義。一般變質(zhì)程度低的煤，其氧化自燃傾向大。在電煤日常煤質(zhì)檢測項目中，一般含硫量和揮發(fā)分高的煤比較容易自燃。煤中水分對其氧化速度也有相當大的影響，煤堆中水分蒸發(fā)生成大量汽化熱，熱量在煤堆較高部位出現(xiàn)聚積，這樣就更加劇了煤的氧化和自燃。

（2）組堆的工藝過程

在組堆時，煤塊與煤末有偏析現(xiàn)象，在煤堆底部內(nèi)形成大量空洞，空氣可自由透入。當煤開始氧化放熱時，這些空洞給熱量聚積創(chuàng)造了有利條件，從而也促進了煤堆溫度的迅速提高，因此自燃也大多發(fā)生在這個部位。

（3）氣候條件

大氣溫度、大氣壓力波動、風力風向、雨雪量等因素，都會影響自燃的發(fā)生。秋冬過渡時期是煤堆自燃高發(fā)時期，尤其是氣溫驟降（特別是下降10℃及以上），由于氣壓和風力的作用，使煤堆內(nèi)外空氣對流加速，容易發(fā)生自燃。

3.煤場自燃的綜合防治措施

由于各種煤性質(zhì)不同，熱損和自燃特性有很大的差異。因此，結(jié)合不同煤質(zhì)，在不同時期預防和處理自燃，十分重要。

3.1 煤場自燃的預防措施

電廠一旦建成投運，煤場的選址、煤堆的朝向?qū)γ簣鲎匀加绊懯枪逃械牧?，而煤種和煤質(zhì)隨市場的波動往往不能隨心選擇，況且有些影響自燃的元素并不作常規(guī)檢測。因此，這里主要就煤場的組堆工藝及組堆后的維護進行探討。

3.1.1 合理堆煤

堆煤要求平整，層層壓實，每層不易太高。盡可能不要拋堆，減少煤的偏析。對煤堆底部周邊進行覆蓋和輾壓，這一點很重要。

如果壓實后的煤堆發(fā)生自燃，清場時往往會發(fā)現(xiàn)其自燃區(qū)域是點狀的且呈弧形分布，與斗輪機斗臂回轉(zhuǎn)的軌跡基本吻合，因此回轉(zhuǎn)堆煤可能會增加煤堆自燃，光從這方面來說，點堆會好一些。

3.1.2 存新取舊

根據(jù)有關(guān)資料介紹，燃煤露天存放前15天發(fā)熱量下降最快，超過30天將下降放緩。在煤場貯存一定數(shù)量的安全用煤后，對符合標準的來煤可隨來隨燒，不必采取過于頻繁地輪換存取的方法。頻繁堆煤和取煤，會增加煤場的作業(yè)量，還將造成煤堆松散不平，增加偏析煤。因此，遵循存新取舊原則的同時，要根據(jù)煤種特性，有區(qū)別地設(shè)定存放時間與清場時間間隔。一般儲存部分煤炭暫時不動，而安排一部分區(qū)域供反復堆取。

3.1.3 清場

清場是預防發(fā)熱自燃最有效、最徹底的措施，應根據(jù)不同煤種特性和煤堆測溫情況，有序安排清場。在秋冬季自燃易發(fā)之前，盡量將所有煤堆清理一遍。每次清場結(jié)束后，要晾上幾天，充分釋放余熱，對溫度高的地面可澆水降溫。

3.1.4 壓煤

壓煤是預防自燃的簡單有效的重要方法。

不壓實的煤堆容易發(fā)生自燃，而且一旦開始自燃，發(fā)展迅猛、范圍廣大，往往程片狀、面狀。

為了探究填平壓實堆煤的實際效果，對這一煤堆的相關(guān)數(shù)據(jù)進行了分析。該煤堆長80米、寬30米、高7米，儲存時間2年。借助推土機從煤堆頂部推出一道約5米深的坑，發(fā)現(xiàn)沒有熱汽，煤炭色澤良好（與新堆煤相近）。對深坑里的煤炭進行測溫和取樣化驗，測得溫度30℃，和其它新堆煤堆相近；折算到存放時的全水分，低位熱值為5264大卡（比存放時5400大卡下降2%），下降幅度與存放3個月的煤炭相似。而附近松軟的煤堆，存放半年，測得溫度在50℃左右，推開來明顯有熱汽。從這個實驗可以看出，充分壓實是露天煤場保管煤炭很有效的方法。

3.2 自燃的處理

煤場的自燃重在預防，一旦發(fā)生自燃，根據(jù)不同階段和不同程度，處理方式有所不同。

（1）當發(fā)熱冒煙、自燃發(fā)生在煤堆淺層，或煤堆不大，那么可以用推土機或鏟車將發(fā)熱自燃的煤與主煤堆分離或推散開來，充分澆水降溫、滅火。

（2）當發(fā)熱冒煙、自燃發(fā)生在大煤堆深處，又無法倒堆，那么首選用推土機反復壓實，窒息滅火。而此時，澆水是不可取的，由于很難對自燃點及附近區(qū)域進行全面有效地降溫，加濕煤堆反而會加速和擴大自燃。當然，推土機無法操作的地方，或有明火產(chǎn)生時還是需要先澆水滅火。

（3）清場是處理自燃最有效最徹底的方法。根據(jù)不同的煤質(zhì)和季節(jié)，合理安排各塊煤場清場。取清場煤時，一旦打開發(fā)熱煤堆，由于大量空氣進入，很有可能會冒煙甚至發(fā)生明火，在上煤倉前必須首先滅火。

（4）處理自燃，不管是澆水還是推壓煤，均應在上風向作業(yè)，做好防護措施，避免CO、SO2等煙氣中毒。

結(jié)束語

煤炭占火電廠發(fā)電成本近80%，而煤炭貯存是生產(chǎn)經(jīng)營中的一個重要環(huán)節(jié)。因此，企業(yè)應采取切實措施，消除自燃隱患，降低燃煤損耗。

[1]曹長武《火力發(fā)電廠用煤技術(shù)》.中國電力出版社,2006.

[2]劉愛忠《燃料管理及設(shè)備》.中國電力出版社,2003.

[3]方文沐,杜惠敏,李天榮.《燃料分析技術(shù)問答》.中國電力出版社,2001.

[4]林永華《電力用煤》.中國電力出版社,2011.