高爐噴煤系統危險因素淺析

摘 要：高爐噴煤系統一般采用中速磨加一級布袋收粉“短流程”全負壓制粉工藝系統。原煤從原煤槽通過膠帶機運輸至原煤倉，原煤倉出口的給煤機按設定值給磨煤機加煤。磨煤機內原煤經干燥劑干燥及研磨，由磨煤機上部分離器分離出合格的煤粉。高爐噴吹系統中的磨煤機、煤貯倉、倉式泵、布袋除塵器、噴吹罐組及輸送管道等，都因煤粉的存在有火災爆炸危險性。四是噴吹罐組、倉式泵、煤粉倉、原煤倉等設角度應大于70°。

關鍵詞：煤粉火災爆炸特性 主要設備危險 生產過程危險 防火防爆措施

中圖分類號：TQ17 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（b）-0089-01

高爐噴煤系統一般采用中速磨加一級布袋收粉“短流程”全負壓制粉工藝系統。原煤從原煤槽通過膠帶機運輸至原煤倉，原煤倉出口的給煤機按設定值給磨煤機加煤。磨煤機內原煤經干燥劑干燥及研磨，由磨煤機上部分離器分離出合格的煤粉。再由排煤粉風機抽引，進入布袋收塵器，經氣、粉分離，煤粉流入布袋灰斗，設計一般采用中間煤粉儲倉平衡煤粉的生產和高爐的煤粉噴吹量。

高爐噴吹系統中的磨煤機、煤貯倉、倉式泵、布袋除塵器、噴吹罐組及輸送管道等，都因煤粉的存在有火災爆炸危險性。另外，煤粉噴吹一般還會用到熱風爐的粗煤氣，煤氣也是具有火災爆炸危險性的物質。因此，高爐噴煤系統設備的主要危險為火災爆炸。

1 煤粉火災爆炸特性分析

1.1 煤的自燃

煤是一種能自燃的物質，當達到自燃點時就會引起燃燒。煤的自燃能力一般與以下因素有關：煤化程度、存放時間、水分含量、黃鐵礦（FeS2）的含量、周圍環境溫度、煤粉粒度等因素。

1.2 煤粉的爆炸性

煤粉與空氣混合形成懸浮的霧狀氣粉混合物，爆炸極限范圍很大，當氣粉混合物的濃度在35～2000 g/m3的范圍內時，遇到明火或一定的溫度，會造成煤粉的爆炸。當氣粉混合物的濃度在300～600 g/m3時，爆炸壓力最大，可達0.306 MPa。爆炸時所產生的沖擊波對設備產生猛烈沖擊，甚至損壞設備，嚴重時可引起火災和人身傷亡事故。

1.3 煤粉粒度對爆炸性的影響

煤粉粒度增大，爆炸性減弱。煤粉塵的燃燒爆炸特性如（表1）。

2 噴煤系統主要設備危險分析

噴煤系統一般主要設備有：立式磨、原煤倉、細粉倉、布袋除塵器和噴吹罐組。立式磨因粉碎的煤粉粒徑較小，且粉碎時煤中易于混入雜物（如鐵塊、石子等）產生火花，從而引起爆炸，在粉煤時要在立式磨前加設磁鐵等以防產生電火花。因為煤長期存積易于自燃，所以原煤倉消防一定要作好。細粉倉因儲存的煤粉粒徑較細，考慮到防火防爆安全，必須要做好防靜電接地，以防產生電火花。布袋除塵器和噴吹罐組由于涉及的介質都是細小顆粒的煤粉，所以要充分考慮防爆要求，都應該安裝防爆裝置（如防薄膜、泄爆孔等）。

3 生產過程危險性分析

高爐噴煤系統一般在以下生產過程中可能引發火災爆炸事故。

（1）干煤棚存煤時間過程可能發生自燃。

（2）噴吹罐爆破膜超期使用，容易發生爆裂。

（3）中速磨、布袋、粉倉積粉太多，遇高溫或明火容易發生火災，進而引發爆炸。

（4）儲氣罐超期、維護不當容易發生爆炸。

（5）煤粉倉、噴吹罐等容器內儲存著煤粉，如遇致電火花等易引起煤粉自燃式爆炸。

（6）氧氣管道、閥門沾上油污又沒有清除干凈，送氧后氧氣與油脂作用可能引起燃燒式爆炸事故。

4 噴煤系統防火防爆措施

4.1 消除系統內部積粉

（1）要消除立式磨機入口積粉。立式磨機入口進煤管與水平夾角應大于58°；立式磨機熱風入口中心線與球磨機筒體中心線投影成一直線；在設計上應盡量降低原煤水分，要求小于10%。

（2）要消除水平管道。制粉輸送系統盡可能避免水平管道，如果設置水平管道，必須使氣粉混合物流速大于25 m/s，并設置吹掃裝置。

（3）輸煤和噴吹管線布置應避免死角，設計和施工時，管道與水平夾角應小于45°，輸煤管線曲率半徑應大于2倍管道直徑。

（4）噴吹罐組、倉式泵、煤粉倉、原煤倉等設角度應大于70°。原煤因含水分較高，下煤不順，原煤倉錐體應做成雙曲線形漏斗。

4.2 消除靜電和明火

（1）系統電氣、儀表、容器和輸煤粉管道法蘭要安裝接地保護設施。儀表應采用防爆型。

（2）系統照明要采用防爆燈，并采用接零保護。開關也相應采用防爆型。

（3）布袋除塵裝置的過濾布袋，要采用防靜電材質，除塵器應有泄爆口。

（4）混合器出口安裝快速切斷閥，當噴吹風壓力與高爐冷風壓力差小于規定值時，快速切斷閥自動切斷，防止熱風倒流。

（5）粗粉分離器回粉管道鎖氣器，要靈活好用，動作協調，開關到位。防止熱風直接進入布袋箱。

4.3 控制系統含氧濃度

當氣相中含氧濃度降至12%以下時，雖在上述煤粉濃度內，即使煤粉溫度達到燃點以上，也不會引起煤粉爆炸。為確保安全，在系統設計中應保證含氧濃度比安全含氧濃度還要低。

4.4 設置防爆膜

煤粉系統倉式泵、噴吹罐組、磨煤機進出管道、細粉分離器進出口管道、布袋除塵器、煤粉倉輸煤粉管道及除塵管道等均應設置防爆膜。如果在貯煤罐（中間罐）、噴吹罐、倉式泵等容器采用N2沖壓，可不設防爆孔。

參考文獻

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