煤粉制備系統(tǒng)的安全防爆措施

閆志新（吉林市， 132002）

煤粉制備系統(tǒng)的安全防爆措施

閆志新（吉林市， 132002）

文章著重分析了煤粉自身特性以及引發(fā)爆炸的具體條件，并對(duì)煤粉制備系統(tǒng)的爆炸原因進(jìn)行了研究，最終提出了具體的安全防爆措施，目的就是確保煤粉制備系統(tǒng)的正常運(yùn)行。

煤粉制備系統(tǒng)；安全防爆；措施

眾所周知，煤粉制備系統(tǒng)在煤燒或者是氣煤混燒回轉(zhuǎn)窯活性石灰的生產(chǎn)線當(dāng)中始終發(fā)揮著重要的作用。目前階段，雖然已經(jīng)采取了現(xiàn)代化的技術(shù)以及新型的材料和設(shè)備，但是，此系統(tǒng)在活性石灰的整個(gè)生產(chǎn)線當(dāng)中仍然是出現(xiàn)事故最頻繁的，輕的會(huì)損壞設(shè)備，導(dǎo)致生產(chǎn)受到影響，而嚴(yán)重的則會(huì)引起人員的傷亡。由此可見，對(duì)系統(tǒng)事故的預(yù)防已經(jīng)成為當(dāng)前生產(chǎn)廠煤粉制備車間工人亟待解決的問題。

1 粉煤的特性與自然爆炸條件

所謂的煤粉制粉系統(tǒng)，其實(shí)是具有代表性的一種燃料粉碎系統(tǒng)。其中，所生產(chǎn)的煤粉主要是不規(guī)則形狀顆粒所組成的，其具體的尺寸在0-50μm［1］。因?yàn)槊悍郾旧砹鲃?dòng)性比較好，所以，能夠在極小孔隙當(dāng)中流過。如果是積存煤粉同空氣當(dāng)中的氧進(jìn)行長期地接觸并出現(xiàn)氧化，就會(huì)出現(xiàn)發(fā)熱的現(xiàn)象，使得溫度不斷升高，進(jìn)而加快煤粉氧化。一旦散熱情況不理想，就會(huì)導(dǎo)致氧化的過程加劇，最終溫度達(dá)到煤燃點(diǎn)引發(fā)煤粉自燃。對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重?fù)p壞，影響生產(chǎn)，出現(xiàn)嚴(yán)重的人員傷亡。

然而，煤粉爆炸其本質(zhì)就是強(qiáng)烈燃燒，在短時(shí)間內(nèi)大量的煤粉燃燒，出現(xiàn)大量的高溫?zé)煔猓⑶矣捎诩彼俚呐蛎浂霈F(xiàn)壓力波和沖擊力等。對(duì)粉煤爆炸產(chǎn)生影響的因素有很多，像煤粉的細(xì)度、溫度與濕度、氣粉混合物濃度等等。通常情況來講，如果揮發(fā)分含量不超過10%并不存在爆炸的隱患，但是，一旦超過25%就很容易引起自燃，也在一定程度上增加了爆炸的可能。

如果煤粉過細(xì)就更容易引發(fā)自燃或者是爆炸，若是粗煤粉，其爆炸的幾率就不會(huì)很大，煤煙的粒度如果超出0.1mm就極其不容易爆炸。

其中，對(duì)于煤粉爆炸產(chǎn)生較大影響的因素就是粉煤濃度。根據(jù)實(shí)踐可以表明，最危險(xiǎn)的粉煤濃度就是1.2～2.0kg/m3，如果不在此范圍內(nèi)就能夠降低爆炸幾率［2］。然而，在實(shí)際的運(yùn)行過程當(dāng)中，必然會(huì)遇到危險(xiǎn)濃度，而且制粉設(shè)備當(dāng)中所沉積的煤粉，其自燃性通常都是引發(fā)爆炸的火源。

根據(jù)燃燒以及爆炸的具體條件，只有在氧化劑、可燃性物質(zhì)以及點(diǎn)燃源同時(shí)具備的情況下才能夠引發(fā)燃燒或者是爆炸。由此可見，爆炸條件有三個(gè)：第一，積存一定的燃料與助燃空氣；第二，空氣與燃料混合物濃度處于爆炸的極限范圍內(nèi)；第三，點(diǎn)火能源充足。所以，只要在實(shí)際的生產(chǎn)過程當(dāng)中，采取具體的措施避免以上三個(gè)條件的同時(shí)存在，就能夠有效地避免制粉系統(tǒng)發(fā)生爆炸。

2 煤粉制備系統(tǒng)爆炸的原因

第一，煤粉的細(xì)度、燃煤成分以及煤風(fēng)濃度。在煤粉爆炸前期通常都是自燃。如果一定濃度煤風(fēng)氣流同積粉的自燃點(diǎn)相接觸，就是加快自燃速度，進(jìn)而出現(xiàn)燃燒現(xiàn)象。同時(shí)，與明火接觸的煤風(fēng)氣流，其爆炸的幾率相當(dāng)高。此外，出現(xiàn)流動(dòng)煤粉爆炸現(xiàn)象的主要原因就是煤風(fēng)氣流含氧量和混合物濃度與溫度以及煤粉的細(xì)度。

第二，磨煤機(jī)入口的積煤自燃。一般情況下，磨煤機(jī)處的積煤主要位于入口的上部管道、熱風(fēng)管道以及動(dòng)態(tài)選粉機(jī)返粉的接口位置，在運(yùn)行的過程中，很難通過人工來對(duì)積煤進(jìn)行清除。而在制粉系統(tǒng)停止運(yùn)行的時(shí)候，就會(huì)因?yàn)槟ッ簷C(jī)的入口風(fēng)門不嚴(yán)密，使得漏出的熱風(fēng)將磨煤機(jī)入口處的溫度超過100攝氏度，進(jìn)而導(dǎo)致積煤引發(fā)燃燒的幾率增加，而燃燒煤進(jìn)入到磨煤機(jī)以后必然會(huì)出現(xiàn)爆炸。此外，因?yàn)槟ッ簷C(jī)的入口光滑程度不高，甚至有夾層，所以也同樣會(huì)導(dǎo)致積煤燃燒［3］。

第三，熱風(fēng)門出現(xiàn)內(nèi)漏。如果密封制備的系統(tǒng)，其啟動(dòng)與停止相對(duì)頻繁，就很容易導(dǎo)致熱風(fēng)的閥門出現(xiàn)磨損。甚至有時(shí)候，磨機(jī)停車的時(shí)候只能將熱風(fēng)門關(guān)閉三成到四成左右，導(dǎo)致大量的熱風(fēng)出現(xiàn)內(nèi)漏現(xiàn)象，使得磨煤機(jī)內(nèi)部的存煤出現(xiàn)自燃，而后再次啟動(dòng)的時(shí)候就會(huì)使得制粉系統(tǒng)出現(xiàn)爆炸。

第四，動(dòng)態(tài)選粉機(jī)的積粉出現(xiàn)自燃。動(dòng)態(tài)選粉機(jī)的積粉通常情況下存在于選粉機(jī)的入口與出口處。其入口因?yàn)榱魍ǖ拿娣e增加，而風(fēng)粉的氣流流速不斷下降，所以，提高了積粉自燃的幾率。而在出口處，如果煤粉收粉器同選粉機(jī)連接管道相對(duì)平緩，而且不會(huì)在收粉器入口上側(cè)來進(jìn)風(fēng)，所以，很容易形成積粉。如果磨煤機(jī)的出口溫度超標(biāo)，就會(huì)引起爆炸。

第五，煤粉倉與收粉器以及煤風(fēng)管道系統(tǒng)的漏風(fēng)。因?yàn)槊悍圩陨砹鲃?dòng)性比較好，所以能夠流過極小空隙。如果上述系統(tǒng)的密封效果不理想，就很容易在縫隙位置形成積粉，若條件配備齊全，很容易導(dǎo)致煤粉的爆炸。

第六，防爆門的設(shè)計(jì)問題。如果防爆門的面積比較小，其結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)不理想，一旦制粉的系統(tǒng)出現(xiàn)爆炸，爆炸氣流導(dǎo)出就具有一定的難度，如果開口的方向相面對(duì)近距離的電纜，就很容易出現(xiàn)事故，對(duì)設(shè)備造成嚴(yán)重的損壞，甚至是人員的傷亡。

第七，運(yùn)行工作人員的操作不合理。在制粉系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的過程中，如果運(yùn)行工作人員對(duì)磨煤機(jī)出口的風(fēng)粉混合物溫度控制的不合理，就會(huì)頻繁出現(xiàn)超溫的情況。因?yàn)槟ッ簷C(jī)運(yùn)行的過程是變工況的運(yùn)行，所以，一旦出口的溫度控制不合理，就會(huì)導(dǎo)致溫度超出極限而引發(fā)粉煤爆炸。

3 煤粉制備系統(tǒng)的安全防爆措施

要想確保煤粉制備系統(tǒng)的安全，改變煤粉流性質(zhì)是不可能的，所以，只有保證不出現(xiàn)火源，才能夠?qū)崿F(xiàn)磨煤機(jī)系統(tǒng)防爆。以下是具體的安全防爆措施。

在煤粉制備系統(tǒng)實(shí)際運(yùn)行的過程中，不允許啟動(dòng)近路風(fēng)，并且將磨煤機(jī)的出口溫度控制在60～70℃范圍內(nèi)［4］；煤粉制備系統(tǒng)的運(yùn)行應(yīng)重視磨煤機(jī)的電流以及風(fēng)溫和風(fēng)壓變化情況，避免磨煤機(jī)在異常的工況之下進(jìn)行運(yùn)行；在煤粉制備系統(tǒng)啟動(dòng)之前或者是對(duì)其入口積煤進(jìn)行清理的時(shí)候，一定要保證入口不存在積煤并且著火以后再進(jìn)行；一旦發(fā)現(xiàn)入口積煤著火，則應(yīng)該停止機(jī)器的運(yùn)行，并向其供煤，將火壓住，若壓火的作用沒有效果，需要通過蒸汽消防，而后對(duì)入口的積煤進(jìn)行處理；若粉煤制備的系統(tǒng)停止運(yùn)行，一定要將磨煤機(jī)的入口溫度控制在150℃以下，給煤機(jī)停止運(yùn)行，開始抽粉，并且時(shí)間至少是15分鐘，而且抽粉的時(shí)候應(yīng)該控制機(jī)器出口溫度，應(yīng)低于70℃；每班需要對(duì)粉煤制備系統(tǒng)進(jìn)行至少一次的全面檢查，一旦發(fā)現(xiàn)問題應(yīng)及時(shí)進(jìn)行檢修處理，進(jìn)而確保煤粉制備系統(tǒng)的嚴(yán)密；在粉倉正常運(yùn)行的過程中，其平均粉位應(yīng)高于下料位計(jì)，如果粉倉的溫度達(dá)到72℃，應(yīng)及時(shí)將氮?dú)獬淙牖蛘呤沁M(jìn)行降粉處理，保證粉倉處于理想狀況運(yùn)行；在制粉系統(tǒng)的運(yùn)行過程中，應(yīng)始終保證粉倉的吸潮管通暢，并且吸潮閥門的開關(guān)正常，使其處于全開的位置，只要制粉系統(tǒng)或者是粉倉降粉的時(shí)候，一定要保證吸潮閥關(guān)閉；煤粉的細(xì)度應(yīng)被控制在規(guī)定范圍之內(nèi)；嚴(yán)格監(jiān)督并且不允許外來的火源進(jìn)入［5］；積極貫徹并落實(shí)停窯粉倉的放空等制度；保證煤粉制備車間清潔工作的質(zhì)量，避免制粉系統(tǒng)或者是煤粉倉爆炸之后噴出熱氣而出現(xiàn)二次爆炸的現(xiàn)象；檢查以及處理積粉的時(shí)候，需要工作人員佩戴防護(hù)用品，緩慢地打開孔門；對(duì)磨煤機(jī)的入口積煤情況進(jìn)行定期地檢查；如果煤粉倉放粉或者是由煤粉在粉倉外堆放，一定要注重巡視與監(jiān)護(hù)工作，不允許明火作業(yè)，并將積粉進(jìn)行及時(shí)清除。

4 結(jié)語

綜上所述，煤粉制備系統(tǒng)的生產(chǎn)操作具有一定的危險(xiǎn)性，所以，一旦進(jìn)行生產(chǎn)或者是使用的時(shí)候，應(yīng)強(qiáng)化生產(chǎn)管理的工作，并且遵循具體的操作規(guī)程進(jìn)行。與此同時(shí)，還應(yīng)該在實(shí)際生產(chǎn)的過程中，對(duì)安全隱患進(jìn)行檢查與整改，將設(shè)備不安全因素徹底消除掉，確保生產(chǎn)過程的安全。

［1］李九獅，李為良，許瑞杰，等.淺談煤粉制備系統(tǒng)的安全防爆措施［C］//2012年冶金石灰技術(shù)交流會(huì)議論文集.2012:66-69.

［2］張必輝.開式煤粉制備系統(tǒng)運(yùn)行安全分析與隱患防治［J］.潔凈煤技術(shù)，2012，18（6）:80-83.

［3］陸紅梅，趙茂鑫.煤粉制備系統(tǒng)中防爆閥的布置與選型［J］.水泥工程，2013，（3）:10-13.

［4］陳猛，尹日新，馬成魁等.煤粉制備系統(tǒng)防燃防爆的技改措施［J］.水泥，2015，（2）:25-27.

［5］侯建鋒，邵振亞，李剛等.煤粉制備系統(tǒng)的燃爆原因分析及防控措施［J］.水泥工程，2013，（6）:39-40.

閆志新（1967- ），女，1989年畢業(yè)于大連輕工業(yè)學(xué)院 高級(jí)工程師 現(xiàn)從事動(dòng)力工程設(shè)計(jì)。