基于ELHC 驗(yàn)證結(jié)果的煤粉爆炸指數(shù)計(jì)算規(guī)范比選及研究

張建中，李 政，曹理平

(1.中國(guó)電力工程顧問(wèn)集團(tuán)西北電力設(shè)計(jì)院有限公司，陜西 西安 710075；2.中國(guó)華電集團(tuán)有限公司經(jīng)濟(jì)技術(shù)咨詢分公司，北京 100031；3.電力規(guī)劃設(shè)計(jì)總院，北京 100120)

0 引言

磨煤機(jī)及制粉系統(tǒng)的防爆是火電廠設(shè)計(jì)和安全生產(chǎn)管理的一項(xiàng)重要內(nèi)容，其核心環(huán)節(jié)在于正確評(píng)估燃用煤種的爆炸特性。就防爆安全生產(chǎn)角度，需對(duì)燃煤的爆炸等級(jí)有足夠的估計(jì)并且留有煤質(zhì)變化的安全裕量。而就鍋爐經(jīng)濟(jì)運(yùn)行角度，又不宜因?yàn)檫^(guò)高估計(jì)燃煤爆炸等級(jí)而采取過(guò)于保守的運(yùn)行方式。有電廠在提高直吹式制粉系統(tǒng)磨煤機(jī)出口溫度的節(jié)能潛力方面進(jìn)行了實(shí)踐，并收到了良好成效(某電廠在600 MW 機(jī)組HP 型中速磨煤機(jī)上的試驗(yàn)表明，當(dāng)磨煤機(jī)出口溫度由80℃提高到100℃后，因冷風(fēng)摻入量減少使排煙溫度降低了6.1℃，鍋爐效率可提高約0.31%，發(fā)電煤耗下降約1 g/kWh)。

為準(zhǔn)確評(píng)估煤粉爆炸風(fēng)險(xiǎn)，目前對(duì)煤粉爆炸特性的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)主要有：揮發(fā)份Vdaf、前蘇聯(lián)工業(yè)性指標(biāo)BC、爆炸指數(shù)Kd、熱重著火溫度t、煤粉氣流著火溫度IT等。根據(jù)王月明[1]等在試驗(yàn)臺(tái)上以煤粉爆炸下限熱量濃度，方法ELHC(explosion lower heat concentration) 為 參照，對(duì)23 例火電廠用煤(包括無(wú)煙煤、貧煤、煙煤、褐煤等)試驗(yàn)煤樣進(jìn)行爆炸性試驗(yàn)驗(yàn)證。結(jié)果表明，這些方法中以爆炸指數(shù)Kd方法的預(yù)報(bào)成功率為最好。現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范編制中，均以爆炸指數(shù)Kd作為煤粉爆炸特性的評(píng)判指標(biāo)。

目前，國(guó)內(nèi)在磨煤機(jī)選型、制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)、防爆設(shè)計(jì)等規(guī)范體系中，煤粉爆炸指數(shù)Kd的理念、計(jì)算和分級(jí)所依據(jù)的技術(shù)源頭，均來(lái)自ВТИ 的E.N.Tolchinskii 等于1996 年所發(fā)表的“固體化石燃料粉末爆炸性準(zhǔn)則”一文[2](以下簡(jiǎn)稱“ВТИ 準(zhǔn)則”)。二十多年來(lái)國(guó)內(nèi)技術(shù)規(guī)范中關(guān)于爆炸指數(shù)Kd的規(guī)定歷經(jīng)多次升級(jí)，形成了一套規(guī)范體系[3-7]；但如文獻(xiàn)[8]所指出，實(shí)際上均存在偏離ВТИ 試驗(yàn)研究成果現(xiàn)象，導(dǎo)致相關(guān)技術(shù)規(guī)范在選擇和應(yīng)用中的混亂，并由此造成燃煤管理中對(duì)煤種爆炸特性的誤判，項(xiàng)目設(shè)計(jì)及審查中對(duì)防爆設(shè)施配置失當(dāng)?shù)葘?shí)際問(wèn)題。對(duì)此需要正確解讀ВТИ 準(zhǔn)則基礎(chǔ)上研究煤粉爆炸指數(shù)計(jì)算方法的完善化和精準(zhǔn)規(guī)范化問(wèn)題。

1 現(xiàn)行規(guī)范中爆炸指數(shù)Kd計(jì)算值預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度驗(yàn)證

1.1 驗(yàn)證比較的方法

1)以煤粉爆炸下限熱量濃度ELHC 試驗(yàn)臺(tái)測(cè)試結(jié)果作為驗(yàn)證比較基準(zhǔn)。

2)在23 例煤種的測(cè)試結(jié)果中選擇“不爆煤”及“極易爆”兩類代表性煤種作為驗(yàn)證案例。

3)選擇目前國(guó)內(nèi)實(shí)際使用的幾種規(guī)范進(jìn)行驗(yàn)證比選；其中的“ВТИ 準(zhǔn)則”(校正版)所引用的規(guī)范已經(jīng)進(jìn)行了單位制正確換算；DL/T 5203—2005[4]、DL/T 5145—2012[6]及DL/T 466—2017[7]均為現(xiàn)行有效版本。

1.2 現(xiàn)行規(guī)范的驗(yàn)證比較

現(xiàn)行規(guī)范對(duì)代表性測(cè)試煤種的驗(yàn)證比選見(jiàn)表1 所列。

表1 以ELHC試驗(yàn)臺(tái)方法為參照對(duì)現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范的驗(yàn)證比選

1.3 驗(yàn)證比選結(jié)果

除ВТИ 準(zhǔn)則(校正版)而外，國(guó)內(nèi)幾種有效版本的預(yù)報(bào)準(zhǔn)確度均不理想；其中DL/T 5145—2012 規(guī)范已經(jīng)基本無(wú)預(yù)報(bào)價(jià)值可言；較新的DL/T 466—2017 中對(duì)爆炸指數(shù)Kd的計(jì)算和分級(jí)作了更改但仍偏離ВТИ 準(zhǔn)則，而且也未宣布廢止DL/T5145—2012 中相關(guān)條款的規(guī)定。

2 現(xiàn)行規(guī)范存在問(wèn)題

2.1 理論層面

1)國(guó)內(nèi)升級(jí)版規(guī)范中對(duì)引用ВТИ 準(zhǔn)則的單位制換算出現(xiàn)過(guò)量修正，導(dǎo)致計(jì)算公式甚至進(jìn)一步擴(kuò)大了與ВТИ 準(zhǔn)則的偏離。

2)因引用ВТИ 準(zhǔn)則的單位制換算失誤，導(dǎo)致爆炸指數(shù)Kd的計(jì)算與分級(jí)之間不再構(gòu)成合理匹配體系。

3)國(guó)內(nèi)規(guī)范中自行定義對(duì)爆炸指數(shù)Kd分級(jí)的界定標(biāo)準(zhǔn)，既不符合所引用ВТИ 準(zhǔn)則的定義又缺乏試驗(yàn)或?qū)嵺`依據(jù)。如DL/T 5145—2012 中的煤粉爆炸指數(shù)Kd數(shù)據(jù)，將易爆煤種的界定標(biāo)準(zhǔn)從ВТИ 準(zhǔn)則中的Kd＞1.5 改為Kd＞12.0；DL/T 466—2017 將起爆標(biāo)準(zhǔn)從Kd=1.0 改到Kd=0.5，理論上已經(jīng)不再符合ВТИ 準(zhǔn)則對(duì)煤粉爆炸指數(shù)Kd的定義。

2.2 實(shí)踐層面

1)爆炸特性的分級(jí)界定標(biāo)準(zhǔn)脫離實(shí)際，導(dǎo)致對(duì)煤種爆炸特性的誤判。

①DL/T 466—2017 將Kd＞0.5 作為起爆標(biāo)準(zhǔn)，這相當(dāng)于將揮發(fā)份Vadf≤20%的貧煤都劃為可爆煤種，與實(shí)際不符。如潞安貧煤Vadf=18.76%，按ВТИ 準(zhǔn)則Kd=0.87 判別為不爆煤與ELHC 試驗(yàn)臺(tái)結(jié)果相符，而按DL/T 466—2017 被誤判為可爆煤種。

②DL/T 466—2017 將Kd≥3.5 作為極易爆標(biāo)準(zhǔn)，這相當(dāng)于將絕大部分高揮發(fā)份煙煤甚至褐煤都劃為極易爆煤種之外，與實(shí)際不符。DL/T 466—2017 的附錄D.1“我國(guó)一些電廠燃煤煤粉的爆炸性指數(shù)Kd”中，序號(hào)15-60 的46 種高揮發(fā)份煙煤、褐煤(Vdaf=30%～50%)中，只有一例特殊煤種(Monto 煤)Kd≥3.5，這顯然也不符合基本實(shí)際情況。

2)極易爆煤種與難爆/不爆煤種界限混淆，導(dǎo)致制粉系統(tǒng)設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)配置不當(dāng)

①按防爆規(guī)程DL/T 5203—2005[4]，對(duì)于爆炸感應(yīng)指數(shù)Kd高的煤種制粉系統(tǒng)宜設(shè)置的“CO檢測(cè)裝置+磨煤機(jī)后溫度變化梯度測(cè)量裝置”。

②而按DL/T 5145—2012，對(duì)易爆煤種的界定標(biāo)準(zhǔn)定為Kd>12.0，相當(dāng)于將一大批揮發(fā)份Vdaf≤25%的煙煤甚至貧煤都劃為易爆煤種。

對(duì)于潞安貧煤、貴州煙煤等低揮發(fā)份煤種，按ВТИ 準(zhǔn)則判別為不爆煤種與ELHC 試驗(yàn)臺(tái)結(jié)果相符，無(wú)需設(shè)防；而按DL/T 5145—2012 計(jì)算的爆炸指數(shù)Kd分別為17.84 及20.1，屬極易爆炸煤種，必須設(shè)置“CO 檢測(cè)裝置+磨煤機(jī)后溫度變化梯度測(cè)量裝置”，這將導(dǎo)致不必要的投資增加。

3)因界定防爆對(duì)策時(shí)混用Vdaf及Kd這兩個(gè)指標(biāo)，使得有些項(xiàng)目制粉系統(tǒng)過(guò)度設(shè)防導(dǎo)致閑置投資。

內(nèi)蒙京能盛樂(lè)2×350 MW 機(jī)組因燃用Vdaf≥35%的高揮發(fā)份煤，按防爆規(guī)程選用了CO 檢測(cè)裝置；但按煤質(zhì)條件核算的爆炸指數(shù)Kd判斷為“中等”甚至“不爆”煤種，可以確認(rèn)其無(wú)需配置CO 檢測(cè)裝置，見(jiàn)表2 所列。

表2 內(nèi)蒙京能盛樂(lè)熱電煤種爆炸性核算數(shù)據(jù)

以上表明，國(guó)內(nèi)規(guī)范不符合國(guó)內(nèi)ELHC 試驗(yàn)的驗(yàn)證情況。

2.3 實(shí)際操作層面

現(xiàn)行技術(shù)規(guī)范中，對(duì)爆炸指數(shù)Kd的確定均沿用DL/T 466[3]所推薦的方程組逐級(jí)計(jì)算方法，需要6 個(gè)歩驟。文獻(xiàn)[9]就運(yùn)行管理角度指出，易爆煤種的煤粉爆炸指數(shù)Kd對(duì)于燃煤電廠煤質(zhì)管理和入爐煤摻配控制十分重要，而現(xiàn)有計(jì)算方法涉及參數(shù)較多，需要對(duì)煤樣進(jìn)行多重分析后才能算出，增加了電廠檢測(cè)人員工作量，因此有必要尋求更加簡(jiǎn)便的方法，探索煤粉爆炸指數(shù)預(yù)測(cè)模型的優(yōu)化。

分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)與計(jì)算方法之間的匹配失衡也是需要同步解決的問(wèn)題。重點(diǎn)在于實(shí)施煤粉爆炸指數(shù)Kd分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的精準(zhǔn)規(guī)范化。

上述理論層面的規(guī)范編制升版問(wèn)題已有專門文獻(xiàn)[8]進(jìn)行論述；本文著重研究討論實(shí)踐中提出的實(shí)用化完善化途徑。

3 爆炸指數(shù)Kd的計(jì)算方法

3.1 精準(zhǔn)實(shí)用化計(jì)算方法的選用

基于對(duì)ВТИ 準(zhǔn)則中計(jì)算方程組的推導(dǎo)變換，文獻(xiàn)[8]對(duì)爆炸指數(shù)Kd提出了如下精準(zhǔn)實(shí)用化計(jì)算式：

式中：Qnet,daf為煤的干燥無(wú)灰基低位發(fā)熱量，kJ/kg；Vd為煤的干燥基揮發(fā)份，%；Vdaf為煤的干燥無(wú)灰基揮發(fā)份，%。

3.2 計(jì)算方法的應(yīng)用

應(yīng)用式(1)除了實(shí)現(xiàn)對(duì)爆炸指數(shù)Kd計(jì)算過(guò)程一步到位的簡(jiǎn)化而外，還可用來(lái)判別煤粉爆炸性的計(jì)算條件是否成立。

1) DL/T 466—2004 示例中的燃煤條件 為Vdaf=16%，Ad=32.26%，Vd=10.84%，Qnet,daf=22 580 kJ/kg。計(jì)算的煤粉爆炸性Kd=1.028，爆炸性中等，但這與貧煤煤種并不相符。

2)按式(1)計(jì)算如下：

因計(jì)算值為負(fù)值，表明所賦予的燃煤條件不成立，應(yīng)該重新設(shè)置。后在DL/T 5145—2012《火力發(fā)電廠制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)計(jì)算技術(shù)規(guī)定》[6]中發(fā)現(xiàn)，將燃煤發(fā)熱量改為Qnet,daf=33 000 kJ/kg，但如文獻(xiàn)[8]所述該規(guī)定的計(jì)算方法有誤不能使用，應(yīng)該按式(1)來(lái)計(jì)算，確切的煤粉爆炸性Kd=0.41，為不爆煤，與煤種條件相般配。

4 煤種爆炸特性預(yù)測(cè)模型擬合方法

4.1 煤種爆炸特性預(yù)測(cè)模型擬合公式方法

2019 年，王永佳[9]等以DL/T 466-2017 規(guī)范方程組為基準(zhǔn)，用最小二乘法擬合了一組線型方程式來(lái)進(jìn)行估算：

式中：Mad、Aad、Vad為空氣干燥基的水分、灰分和揮發(fā)份，%；Qnet,ar為收到基低位發(fā)熱量，kJ/kg。

擬合式(2)建立了爆炸指數(shù)與煤質(zhì)特性之間的線性關(guān)系，煤的發(fā)熱量直接采用收到基計(jì)算，使用方便；但就核算數(shù)據(jù)來(lái)看該擬合公式與 DL/T 466—2017 的計(jì)算結(jié)果相去甚遠(yuǎn)，以山東鄒縣電廠兗州/濟(jì)北混煤為例，按擬合式(2)計(jì)算的Kd=4.795 較按DL/T 466—2017 的精準(zhǔn)計(jì)算值Kd=2.298 大了一倍；此外，就爆炸等級(jí)來(lái)看與DL/T 466—2017 也不相匹配。文獻(xiàn)[9]所引用實(shí)踐依據(jù)是山東某電廠“2016 年入廠煤樣共計(jì)1 179 個(gè)，爆炸指數(shù)在1.7 ～8.1 之間”；以及將易爆煤種的爆炸指數(shù)定為Kd≥3.0，將極易爆煤種的爆炸指數(shù)定為Kd＞7 的這些界定標(biāo)準(zhǔn)，與DL/T 466—2017 均無(wú)法對(duì)接—按該規(guī)范中所列國(guó)內(nèi)60 個(gè)煤種的計(jì)算數(shù)據(jù)，對(duì)于Vdaf=35%～40%的煤種爆炸指數(shù)上限值Kd不超過(guò)4.0；對(duì)極易爆煤種的爆炸指數(shù)定Kd≥3.5而不是Kd＞7。因此擬合式(2)實(shí)際上是誤以DL/T 466—2004 作為擬合目標(biāo)，并不具備直接使用價(jià)值。

4.2 對(duì)煤種爆炸特性預(yù)測(cè)模型擬合公式的修正方法

就公式結(jié)構(gòu)，理論上可以通過(guò)重新調(diào)整各項(xiàng)系數(shù)建立起與DL/T 466—2017 相匹配的擬合方程。而利用文獻(xiàn)[8]對(duì)各種版本爆炸指數(shù)所建立的精準(zhǔn)簡(jiǎn)化式，可將以DL/T 466—2004 為目標(biāo)的擬合式(2)換算成與其他版本對(duì)接的擬合方程修正式。

換算通式

式中：Δ 為換算參量；[Kd]為擬合式(2)的計(jì)算值；Kd為換算后的數(shù)值。

由文獻(xiàn)[8]得知，與DL/T 466—2004 中爆炸指數(shù)對(duì)接的精準(zhǔn)實(shí)用計(jì)算式如下：

由此得到與精準(zhǔn)實(shí)用式(1)對(duì)接的線型擬合方程式為式(7)：

4.3 對(duì)換算修正后煤種爆炸特性預(yù)測(cè)模型擬合方程式的驗(yàn)證

以精準(zhǔn)實(shí)用式(1)為基準(zhǔn)，對(duì)換算修正后的擬合方程(7)驗(yàn)證如下：

1)驗(yàn)證案例：以山東鄒縣電廠兗州/濟(jì)北混煤為例，已知Vdaf=39%，Vd=27.95%，按式(6)算得換算參量Δ=2.51，這與4.1(2)一節(jié)中按文獻(xiàn)[9]擬合式(2)的計(jì)算偏差(4.795-2.298)=2.497極為接近。

2)選擇5 種不同揮發(fā)份的代表性煤種，對(duì)兩種計(jì)算方法的驗(yàn)算數(shù)據(jù)比較如圖1 所示。

圖1 擬合方程修正式與精準(zhǔn)簡(jiǎn)化式的比較

由圖1 可知，對(duì)于可爆、易爆煤種(Kd≥1.0，或Vdaf≥25%)，按擬合方程修正式(6)、式(7)計(jì)算的爆炸指數(shù)精準(zhǔn)度高達(dá)99.05%以上；表明其具有較高實(shí)用價(jià)值。

對(duì)于不爆、難爆煤種(Kd≤1.0)，按煤種爆炸特性預(yù)測(cè)模型的擬合方程修正式(6)、式(7)所計(jì)算的爆炸指數(shù)存在一定偏差，但對(duì)實(shí)際應(yīng)用的影響不大。

5 引入ELHC準(zhǔn)則元素優(yōu)化煤粉爆炸特性指數(shù)方法

5.1 引入ELHC準(zhǔn)則元素的爆炸指數(shù)Kd方法

在現(xiàn)行規(guī)范或文獻(xiàn)中，對(duì)煤粉爆炸指數(shù)形成了幾種不同的分級(jí)界定標(biāo)準(zhǔn)而且反差巨大，見(jiàn)表3 所列。

表3 不同規(guī)范及文獻(xiàn)中的煤粉爆炸指數(shù)Kd分級(jí)界定標(biāo)準(zhǔn)對(duì)照

在表3 中，文獻(xiàn)[8]所引入以煤粉爆炸下限熱量濃度ELHC 準(zhǔn)則為參照的爆炸特性分級(jí)，可作為對(duì)ВТИ 準(zhǔn)則的一種優(yōu)化。

5.2 引入ELHC準(zhǔn)則元素爆炸指數(shù)Kd方法的應(yīng)用

典型案例：安徽平山二期1×1 350 MW 機(jī)組因燃用Vdaf≥32%的高揮發(fā)份煤，按防爆規(guī)程配置了CO 檢測(cè)裝置。對(duì)其設(shè)防標(biāo)準(zhǔn)檢查如下：

1)按ВТИ 準(zhǔn)則計(jì)算結(jié)果見(jiàn)表4 所列，因Kd＞1.5 屬易爆煤，配置CO 檢測(cè)裝置。

表4 安徽平山二期煤種爆炸性核算數(shù)據(jù)表

2) 而按表3 推薦引入ELHC 準(zhǔn)則元素的爆炸指數(shù)Kd評(píng)估方法，因其①Kd≤2.5，②Ad≥20%，③Vdaf≤42%等煤質(zhì)條件綜合判斷為“中等爆炸”煤種。

3)為穩(wěn)妥起見(jiàn)，建議對(duì)煤質(zhì)取樣進(jìn)行ELHC 試驗(yàn)，以測(cè)試結(jié)果及對(duì)磨煤機(jī)出口溫度優(yōu)化期望值作為評(píng)估防爆對(duì)策選擇的依據(jù)。

5.3 對(duì)煤粉爆炸指數(shù)Kd分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的討論

1)分級(jí)界定標(biāo)準(zhǔn)的依據(jù)

ВТИ 準(zhǔn)則是煤粉爆炸指數(shù)Kd的技術(shù)源頭，分級(jí)界定標(biāo)準(zhǔn)與其計(jì)算方法在原理上是相匹配的，應(yīng)以其作為編制技術(shù)規(guī)范的基本依據(jù)，有必要對(duì)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行細(xì)化。

2)分級(jí)界定標(biāo)準(zhǔn)偏離所引用依據(jù)

①DL/T 5145—2012 中的計(jì)算方法存在失誤，計(jì)算的煤粉爆炸指數(shù)Kd數(shù)據(jù)偏離ВТИ 準(zhǔn)則，所提出的分級(jí)界定標(biāo)準(zhǔn)不再具有實(shí)用價(jià)值。

②DL/T 466—2017 中的計(jì)算方法基本回歸到ВТИ 準(zhǔn)則，但仍存在一定偏離；而其分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)則明顯失當(dāng)：

將起爆標(biāo)準(zhǔn)從Kd=1.0 改到Kd=0.5，這不符合ВТИ 準(zhǔn)則對(duì)爆炸指數(shù)Kd的定義。

從規(guī)范附錄D.1 煤質(zhì)資料來(lái)看，所列編號(hào)1、6、9、11、14 幾個(gè)Kd≈0.5 的煤種，按精準(zhǔn)簡(jiǎn)化式復(fù)算的爆炸指數(shù)Kd分別為0.57、0.397、0.384、0.497 及0.422，而且均為揮發(fā)份Vdaf低于20%的貧煤，屬難爆煤種，看不到與起爆界限的聯(lián)系；對(duì)照文獻(xiàn)[1]中關(guān)于Kd≤1.5 時(shí)基本無(wú)爆炸傾向試驗(yàn)結(jié)果的論述，將Kd≥0.5 作為判斷是否可能起爆界限的規(guī)定更缺乏實(shí)際試驗(yàn)臺(tái)數(shù)據(jù)的支持。

將Kd≥3.5 作為判別易爆煤種的上限也不夠合理：文獻(xiàn)[1]中將Kd≥3.0 作為判別易爆煤種的上限才是更加合理的選擇。從規(guī)范附錄D.1 中60 個(gè)煤種的計(jì)算數(shù)據(jù)來(lái)看，除特殊煤種Monto 煤外，其余煤種沒(méi)有1 例是Kd≥3.5 的(并且可以指出，其中序號(hào)52“平?jīng)? 期煤種”的Kd= 3.85 乃是誤算數(shù)據(jù)，查該例煤種的元素成分中Nar、Oar數(shù)據(jù)二者明顯錯(cuò)位，校正后的計(jì)算數(shù)據(jù)應(yīng)為Kd=2.7)。基于上述，該規(guī)范中的分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)也缺乏實(shí)用價(jià)值。

3)宜引入ELHC 準(zhǔn)則元素對(duì)爆炸指數(shù)Kd方法進(jìn)行優(yōu)化

對(duì)于按ВТИ 準(zhǔn)則Kd＞1.5 的煤種，宜按引入ELHC 準(zhǔn)則元素的爆炸指數(shù)Kd方法進(jìn)一步核算其爆炸特性。

4)分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)的細(xì)化宜有對(duì)應(yīng)的防爆對(duì)策

國(guó)內(nèi)規(guī)范中的煤粉爆炸指數(shù)Kd分級(jí)從ВТИ 準(zhǔn)則的3 級(jí)細(xì)化為5-6 級(jí)，雖有其必要，但在對(duì)應(yīng)的防爆對(duì)策上有所漏缺。就宏觀層面對(duì)此建議如下：①對(duì)于不爆煤種——無(wú)需采取防爆設(shè)施。②對(duì)于極易爆煤種——要求采取防爆措施并配置“CO 檢測(cè)裝置+磨煤機(jī)后溫度變化梯度測(cè)量裝置”等防爆設(shè)施。③對(duì)于“可爆(難爆)”“較難爆”“中等爆炸”“較易爆”等煤種，分別采取不同等級(jí)的防爆對(duì)策，例如按不同爆炸指數(shù)Kd分級(jí)規(guī)定磨煤機(jī)允許出口溫度的上限；在電廠燃煤管理上按不同爆炸指數(shù)Kd對(duì)入爐煤進(jìn)行分級(jí)存放、摻配控制等。

6 引入煤粉爆炸特性指數(shù)來(lái)完善磨煤機(jī)允許出口溫度的規(guī)定

如上所述，除了“不爆”和“極易爆”這兩級(jí)煤種劃分直接影響到燃煤管理和項(xiàng)目設(shè)計(jì)/審查而外，還有必要引入煤粉爆炸特性指數(shù)來(lái)進(jìn)一步完善現(xiàn)有防爆規(guī)范，尤其是其中僅根據(jù)煤種揮發(fā)份來(lái)確定磨煤機(jī)允許出口溫度的規(guī)定——例如對(duì)直吹式制粉系統(tǒng)的中速磨煤機(jī)允許出口溫度tM2(℃)系按下式來(lái)確定(Vdaf≤40%時(shí))：

而由ВТИ 準(zhǔn)則及ELHC 準(zhǔn)則均已表明，以爆炸指數(shù)Kd來(lái)替代Vdaf將是更加合理的選擇。若按有的文獻(xiàn)所推薦，對(duì)確定磨煤機(jī)允許出口溫度tM2存在更加密切關(guān)系的參量是“堆積煤粉起燃溫度”Tz，其與煤樣成分的試驗(yàn)及回歸關(guān)系式如下(式中Mpc為煤粉水分%)：

對(duì)照式(9)、式(7)可知Tz與Kd之間存在一定相關(guān)性。但由于Kd與Vdaf之間不是簡(jiǎn)單線性函數(shù)關(guān)系，而且該項(xiàng)完善化涉及對(duì)于防爆規(guī)程的修訂問(wèn)題，故對(duì)此有必要另行討論。

7 結(jié)論及建議

爆炸指數(shù)Kd這一指標(biāo)的計(jì)算和分級(jí)在國(guó)內(nèi)煤粉制備規(guī)范規(guī)程中的引用已經(jīng)出現(xiàn)過(guò)多種不同版本；但由于熱量單位制換算失誤，計(jì)算和分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)匹配失衡等原因，導(dǎo)致在理論上和實(shí)踐中都存在問(wèn)題。國(guó)內(nèi)現(xiàn)行規(guī)范中對(duì)爆炸指數(shù)Kd確定方法存在失誤，導(dǎo)致對(duì)煤種爆炸特性的誤判，及工程項(xiàng)目設(shè)計(jì)/審查中的被動(dòng)局面。對(duì)此需要予以核查澄清。

在ВТИ 準(zhǔn)則及充分吸取煤粉爆炸下限熱量濃度ELHC 為參照的試驗(yàn)研究成果基礎(chǔ)上，可以對(duì)爆炸指數(shù)Kd這一指標(biāo)的計(jì)算和分級(jí)進(jìn)行澄清和完善化。完善化的途徑主要有：①爆炸指數(shù)Kd計(jì)算方法的簡(jiǎn)化優(yōu)化；以一步到位的精準(zhǔn)實(shí)用計(jì)算式來(lái)替代逐步求解方法。②煤種爆炸特性預(yù)測(cè)模型擬合方法的校正和精準(zhǔn)化。③引入ELHC 準(zhǔn)則元素來(lái)優(yōu)化煤粉爆炸特性指數(shù)計(jì)算與分級(jí)標(biāo)準(zhǔn)匹配。④引入煤粉爆炸特性指數(shù)來(lái)完善防爆規(guī)程中對(duì)磨煤機(jī)允許出口溫度的規(guī)定等。

現(xiàn)有文獻(xiàn)中的線性擬合公式其擬合目標(biāo)存在失誤，缺乏直接實(shí)用價(jià)值。本文對(duì)此提出了精準(zhǔn)的換算修正方法。