煤粉制備系統的安全防爆措施

閆志新（吉林市， 132002）

煤粉制備系統的安全防爆措施

閆志新（吉林市， 132002）

文章著重分析了煤粉自身特性以及引發爆炸的具體條件，并對煤粉制備系統的爆炸原因進行了研究，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的正常運行。

煤粉制備系統；安全防爆；措施

眾所周知，煤粉制備系統在煤燒或者是氣煤混燒回轉窯活性石灰的生產線當中始終發揮著重要的作用。目前階段，雖然已經采取了現代化的技術以及新型的材料和設備，但是，此系統在活性石灰的整個生產線當中仍然是出現事故最頻繁的，輕的會損壞設備，導致生產受到影響，而嚴重的則會引起人員的傷亡。由此可見，對系統事故的預防已經成為當前生產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，其實是具有代表性的一種燃料粉碎系統。其中，所生產的煤粉主要是不規則形狀顆粒所組成的，其具體的尺寸在0-50μm［1］。因為煤粉本身流動性比較好，所以，能夠在極小孔隙當中流過。如果是積存煤粉同空氣當中的氧進行長期地接觸并出現氧化，就會出現發熱的現象，使得溫度不斷升高，進而加快煤粉氧化。一旦散熱情況不理想，就會導致氧化的過程加劇，最終溫度達到煤燃點引發煤粉自燃。對設備造成嚴重損壞，影響生產，出現嚴重的人員傷亡。

然而，煤粉爆炸其本質就是強烈燃燒，在短時間內大量的煤粉燃燒，出現大量的高溫煙氣，并且由于急速的膨脹而出現壓力波和沖擊力等。對粉煤爆炸產生影響的因素有很多，像煤粉的細度、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。

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

其中，對于煤粉爆炸產生較大影響的因素就是粉煤濃度。根據實踐可以表明，最危險的粉煤濃度就是1.2～2.0kg/m3，如果不在此范圍內就能夠降低爆炸幾率［2］。然而，在實際的運行過程當中，必然會遇到危險濃度，而且制粉設備當中所沉積的煤粉，其自燃性通常都是引發爆炸的火源。

根據燃燒以及爆炸的具體條件，只有在氧化劑、可燃性物質以及點燃源同時具備的情況下才能夠引發燃燒或者是爆炸。由此可見，爆炸條件有三個：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；第三，點火能源充足。所以，只要在實際的生產過程當中，采取具體的措施避免以上三個條件的同時存在，就能夠有效地避免制粉系統發生爆炸。

2 煤粉制備系統爆炸的原因

第一，煤粉的細度、燃煤成分以及煤風濃度。在煤粉爆炸前期通常都是自燃。如果一定濃度煤風氣流同積粉的自燃點相接觸，就是加快自燃速度，進而出現燃燒現象。同時，與明火接觸的煤風氣流，其爆炸的幾率相當高。此外，出現流動煤粉爆炸現象的主要原因就是煤風氣流含氧量和混合物濃度與溫度以及煤粉的細度。

第二，磨煤機入口的積煤自燃。一般情況下，磨煤機處的積煤主要位于入口的上部管道、熱風管道以及動態選粉機返粉的接口位置，在運行的過程中，很難通過人工來對積煤進行清除。而在制粉系統停止運行的時候，就會因為磨煤機的入口風門不嚴密，使得漏出的熱風將磨煤機入口處的溫度超過100攝氏度，進而導致積煤引發燃燒的幾率增加，而燃燒煤進入到磨煤機以后必然會出現爆炸。此外，因為磨煤機的入口光滑程度不高，甚至有夾層，所以也同樣會導致積煤燃燒［3］。

第三，熱風門出現內漏。如果密封制備的系統，其啟動與停止相對頻繁，就很容易導致熱風的閥門出現磨損。甚至有時候，磨機停車的時候只能將熱風門關閉三成到四成左右，導致大量的熱風出現內漏現象，使得磨煤機內部的存煤出現自燃，而后再次啟動的時候就會使得制粉系統出現爆炸。

第四，動態選粉機的積粉出現自燃。動態選粉機的積粉通常情況下存在于選粉機的入口與出口處。其入口因為流通的面積增加，而風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連接管道相對平緩，而且不會在收粉器入口上側來進風，所以，很容易形成積粉。如果磨煤機的出口溫度超標，就會引起爆炸。

第五，煤粉倉與收粉器以及煤風管道系統的漏風。因為煤粉自身流動性比較好，所以能夠流過極小空隙。如果上述系統的密封效果不理想，就很容易在縫隙位置形成積粉，若條件配備齊全，很容易導致煤粉的爆炸。

第六，防爆門的設計問題。如果防爆門的面積比較小，其結構的設計不理想，一旦制粉的系統出現爆炸，爆炸氣流導出就具有一定的難度，如果開口的方向相面對近距離的電纜，就很容易出現事故，對設備造成嚴重的損壞，甚至是人員的傷亡。

第七，運行工作人員的操作不合理。在制粉系統實際運行的過程中，如果運行工作人員對磨煤機出口的風粉混合物溫度控制的不合理，就會頻繁出現超溫的情況。因為磨煤機運行的過程是變工況的運行，所以，一旦出口的溫度控制不合理，就會導致溫度超出極限而引發粉煤爆炸。

3 煤粉制備系統的安全防爆措施

要想確保煤粉制備系統的安全，改變煤粉流性質是不可能的，所以，只有保證不出現火源，才能夠實現磨煤機系統防爆。以下是具體的安全防爆措施。

在煤粉制備系統實際運行的過程中，不允許啟動近路風，并且將磨煤機的出口溫度控制在60～70℃范圍內［4］；煤粉制備系統的運行應重視磨煤機的電流以及風溫和風壓變化情況，避免磨煤機在異常的工況之下進行運行；在煤粉制備系統啟動之前或者是對其入口積煤進行清理的時候，一定要保證入口不存在積煤并且著火以后再進行；一旦發現入口積煤著火，則應該停止機器的運行，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，而后對入口的積煤進行處理；若粉煤制備的系統停止運行，一定要將磨煤機的入口溫度控制在150℃以下，給煤機停止運行，開始抽粉，并且時間至少是15分鐘，而且抽粉的時候應該控制機器出口溫度，應低于70℃；每班需要對粉煤制備系統進行至少一次的全面檢查，一旦發現問題應及時進行檢修處理，進而確保煤粉制備系統的嚴密；在粉倉正常運行的過程中，其平均粉位應高于下料位計，如果粉倉的溫度達到72℃，應及時將氮氣充入或者是進行降粉處理，保證粉倉處于理想狀況運行；在制粉系統的運行過程中，應始終保證粉倉的吸潮管通暢，并且吸潮閥門的開關正常，使其處于全開的位置，只要制粉系統或者是粉倉降粉的時候，一定要保證吸潮閥關閉；煤粉的細度應被控制在規定范圍之內；嚴格監督并且不允許外來的火源進入［5］；積極貫徹并落實停窯粉倉的放空等制度；保證煤粉制備車間清潔工作的質量，避免制粉系統或者是煤粉倉爆炸之后噴出熱氣而出現二次爆炸的現象；檢查以及處理積粉的時候，需要工作人員佩戴防護用品，緩慢地打開孔門；對磨煤機的入口積煤情況進行定期地檢查；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護工作，不允許明火作業，并將積粉進行及時清除。

4 結語

綜上所述，煤粉制備系統的生產操作具有一定的危險性，所以，一旦進行生產或者是使用的時候，應強化生產管理的工作，并且遵循具體的操作規程進行。與此同時，還應該在實際生產的過程中，對安全隱患進行檢查與整改，將設備不安全因素徹底消除掉，確保生產過程的安全。

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

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

［3］陸紅梅，趙茂鑫.煤粉制備系統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年畢業于大連輕工業學院 高級工程師 現從事動力工程設計。