煤粉特性及自燃爆炸的條件

1、1 煤粉特性及自燃爆炸的條件煤粉發(fā)生自燃和爆炸是由于煤的特性在加工成煤粉后所具有的特性以及煤粉所處的環(huán)境條件所決定的。1.1 煤粉的流動(dòng)性它的尺寸一般為 050 微米，其中 2050微米的顆粒占多數(shù)。干的煤粉能吸 附大量的空氣，它的流動(dòng)性很好，就像流體一樣很輕易在管道內(nèi)輸送。由于干 的煤粉流動(dòng)性很好，它可以流過很小的空隙。因此，制粉系統(tǒng)的嚴(yán)密性要好。1.2 煤粉的自燃與爆炸積存的煤粉與空氣中的氧長(zhǎng)期接觸氧化時(shí)，會(huì)發(fā)熱使溫度升高，而溫度的 升高又會(huì)加劇煤粉的進(jìn)一步氧化，若散熱不良時(shí)會(huì)使氧化過程不斷加劇，最后 使溫度達(dá)到煤的燃點(diǎn)而引起煤粉的自燃。在制粉系統(tǒng)中，煤粉是由輸送煤粉的 氣體和煤粉混合成的

2、云霧狀的混合物，它一旦碰到火花就會(huì)使火源擴(kuò)大而產(chǎn)生 較大的壓力（ 23 倍大氣壓），從而造成煤粉的爆炸。影響煤粉爆炸的因素很多，如揮發(fā)分含量，煤粉細(xì)度，氣粉混合物的濃度，溫 度濕度和輸送煤粉的氣體中氧的成分比例等。一般說來?yè)]發(fā)分含量 VRvIO % （無煙煤），是沒有爆炸危險(xiǎn)的。而 VR>25 %的煤 粉（如煙煤等），很輕易自燃，爆炸的可能性也很大。煤粉越細(xì)越輕易自燃和爆炸，粗煤粉爆炸的可能性較小。例如煙煤粒度大于 O.1 毫米幾乎不會(huì)爆炸。因此，揮發(fā)分大的煤不能磨得過細(xì)。煤粉濃度是影響煤粉爆炸的重要因素。 實(shí)踐證實(shí)，最危險(xiǎn)得濃度在 1.22.Okg/m3, 大于或小于該濃度時(shí)爆炸的可能

3、性都會(huì)減小。在實(shí)際運(yùn)行中一般是很難避免危 險(xiǎn)濃度的。制粉設(shè)備中沉積煤粉的自燃性往往是引爆的火源。氣粉混合物溫度 越高，危險(xiǎn)性就越大。煤粉爆炸的實(shí)質(zhì)是一個(gè)強(qiáng)烈的燃燒過程，是在 O.O1O.15s 的瞬間大量煤粉忽然燃燒產(chǎn)生大量高溫?zé)煔庖蚣彼倥蛎浂纬傻膲毫Σㄒ约案?速向外傳播而產(chǎn)生的很大的沖擊力和聲音。潮濕煤粉的爆炸性較小，對(duì)于褐煤和煙煤，當(dāng)煤粉水分稍大于固有水分時(shí)一般 沒有爆炸危險(xiǎn)。2 制粉系統(tǒng)爆炸原因分析 引爆點(diǎn)主要在輕易長(zhǎng)期積煤或積粉的位置，制粉系統(tǒng)處于封閉狀態(tài)，引爆 的火源主要是磨煤機(jī)入口積煤，細(xì)粉分離器水平段入口管積粉，粗粉分離器積 粉自燃，根據(jù)制粉系統(tǒng)的運(yùn)行工況和爆炸情況分析，主要原

4、因如下。2.1 煤粉細(xì)度，風(fēng)粉濃度及燃煤成分 煤粉爆炸的前期往往是自燃。一定濃度的風(fēng)粉氣流吹向自燃點(diǎn)時(shí)。不僅加 劇了自燃，而且會(huì)引起燃燒，而接觸到明火的風(fēng)粉氣流隨時(shí)都會(huì)產(chǎn)生爆炸。造 成流動(dòng)煤粉爆炸的主要原因是風(fēng)粉氣流中的含氧量，煤粉細(xì)度，風(fēng)粉混合物的 濃度和溫度。煤粉越細(xì)，爆炸的危險(xiǎn)性就越大。粗煤粉爆炸的可能性就小些，當(dāng)煤粉粒度大于0.1mm時(shí)幾乎不會(huì)爆炸。當(dāng)煤粉濃度大于 34kg/m3 （空氣）或小于0.32 0.47kg/m3 時(shí)不輕易引起爆炸。因?yàn)槊悍蹪舛忍撸鯘舛忍?；而煤粉濃度?低，缺少可燃物。只有煤粉濃度為1.22.0kg/m3時(shí)最輕易發(fā)生爆炸。而佳木斯發(fā) 電廠制粉濃度在 0.

5、30.6kg/m3 范圍內(nèi)變動(dòng)，因此發(fā)生制粉系統(tǒng)爆炸的可能性較 大。一般揮發(fā)份VR>25%，發(fā)熱量高的煤粉爆炸的可能性就大，而佳木斯發(fā)電廠的 煤源中，有相當(dāng)一部分為長(zhǎng)焰煤，設(shè)計(jì)煤種的揮發(fā)份為42.6，所以輕易發(fā)生爆炸。2.2 磨煤機(jī)入口積煤自燃 磨煤機(jī)處積煤發(fā)生在入口上部管道上，熱風(fēng)管道接口處以及空心軸頸斜管上， 有的進(jìn)入入口防爆門處，在此處開有三個(gè)孔分別與回粉管，再循環(huán)管和防爆門 連接。從一側(cè)過來的熱風(fēng)與對(duì)應(yīng)的風(fēng)粉形成渦流，從給煤機(jī)落下來的濕煤就被 沖擊并被粘在開孔上方管道的內(nèi)壁上，防爆門處或粘在空心軸斜管上，有時(shí)也 會(huì)落入熱風(fēng)接口管內(nèi)。運(yùn)行中人工無法清除此處的積煤，同時(shí)從預(yù)熱器來的一

6、 次風(fēng)溫高達(dá)300C以上，在制粉系統(tǒng)停止運(yùn)行后，由于磨煤機(jī)入口風(fēng)門不嚴(yán)，漏 過的熱風(fēng)使磨煤機(jī)入口處溫度達(dá)100C以上，很輕易將入口處的積煤引燃，燃燒 的煤進(jìn)入磨煤機(jī)就會(huì)引起爆炸。另外有的磨煤機(jī)入口不光滑，有的存在夾層， 也輕易積煤著火。2.3 細(xì)粉分離器處積粉自燃 細(xì)粉分離器中積粉主要發(fā)生在入口方形管道下部的水平段，因?yàn)樗蕉握戏?有兩個(gè)防爆門，因而使該處的通流面積增大，風(fēng)粉氣流的流速下降，增大了積 粉的可能性。從歷來發(fā)生的制粉系統(tǒng)爆炸事故中可以看出，半數(shù)以上都是由水 平段積粉引起的。2.4 熱風(fēng)門內(nèi)漏 由于近年來四臺(tái)爐啟停調(diào)峰過于頻繁，制粉系統(tǒng)啟停也過于頻繁，故熱風(fēng)門磨 損較為嚴(yán)重。 有時(shí)

7、熱風(fēng)門只能關(guān)至 3040，以致大量熱風(fēng)內(nèi)漏造成磨煤機(jī)內(nèi)存 煤自燃，再次啟動(dòng)時(shí)引起制粉系統(tǒng)爆炸。2.5 再循環(huán)風(fēng)門處積粉自燃 乏氣中較細(xì)的煤粉，輕易積存在排粉機(jī)出口的再循環(huán)風(fēng)門處。由于此系統(tǒng)不經(jīng) 常使用，在制粉系統(tǒng)停運(yùn)時(shí)，從磨煤機(jī)熱風(fēng)門漏過的熱風(fēng)經(jīng)再循環(huán)門流向排粉 機(jī)會(huì)引起該處積粉自燃。燃燒的焦塊掉入排粉機(jī)或磨煤機(jī)內(nèi)，就會(huì)引起爆炸。2.6 粉倉(cāng)漏風(fēng)和系統(tǒng)漏風(fēng) 煤粉倉(cāng)時(shí)鋼板焊接的倒方錐體結(jié)構(gòu)。因季節(jié)和制粉系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)溫度變化的影響， 粉倉(cāng)鋼板伸縮性大，與廠房混凝土框架的結(jié)合面存在漏風(fēng)問題，致使粉倉(cāng)經(jīng)常 出現(xiàn)溫度高現(xiàn)象(200C 300C)。2.7 粗粉分離器內(nèi)堆積煤粉自燃 粗粉分離器的細(xì)粉內(nèi)錐體下部和固定帽錐之間的環(huán)形縫隙有時(shí)被雜物堵塞而造 成大量的積粉，此類原因引起的制粉系統(tǒng)爆炸也有多次。2.8 防爆門設(shè)計(jì)不合理 由于老式防爆門面積小，結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理，當(dāng)制粉系統(tǒng)爆炸后，不利于爆炸氣 流的導(dǎo)出，有的開口方向朝向近距離電纜，有時(shí)易導(dǎo)致事故擴(kuò)大或造成設(shè)備的 嚴(yán)重?fù)p壞和人身傷亡。2.9 運(yùn)行人員操作不當(dāng) 制粉系統(tǒng)運(yùn)行過程中運(yùn)行人員控制磨煤機(jī)出口風(fēng)粉混合物的溫度不嚴(yán)，頻繁超 溫。磨煤機(jī)的運(yùn)行過程屬于變工況運(yùn)行，此時(shí)若出口溫度控制不當(dāng)，很輕易使 溫度超過極限而導(dǎo)致煤粉爆炸。制粉系統(tǒng)運(yùn)行時(shí)殘存的煤粉假如沒有抽凈就會(huì)發(fā)生緩慢氧化，在啟動(dòng)通風(fēng)時(shí)會(huì) 使自燃