水泥厂煤粉制备系统防火、防爆知识

水泥厂在水泥熟料生产过程中的煤粉制备系统属于工厂的高度危险源——容易产生火灾和爆炸。

即煤粉仓、袋收尘、煤磨、输送管道等煤粉制备系统的各个部位，当煤粉浓度在45～2000g/m3之间，磨内温度过高或停磨瞬间因摩擦、静电等偶尔产生火花时，各种“偶然条件”具备的时候，就会在煤粉制备系统某一处发生火灾和爆炸等事故。

煤粉制备系统：煤磨防爆袋收尘，原煤仓煤粉仓，煤磨机，煤粉称，水平的煤粉输送管道。

一、煤粉的燃烧特性

1、煤粉容易燃烧，煤粉的表面积与同量的煤块比较要大得多，与空气接触后比煤块更易氧化，也容易自燃。

2、煤粉悬浮在空气中，达到一定的爆炸极限，就形成爆炸性混合物。各种煤粉尘的爆炸极限，据煤炭部门测定，下限最低为45g／m3，上限最高达2000g／m3，爆炸的强度在300—400s／m3时为最高。达到爆炸极限的煤粉，无论在封闭的空间如煤粉制备系统内，或在敞开的空间如锅炉房内，遇到明火，都会引起爆炸燃烧。

3、在封闭的煤粉制备系统内，当煤粉燃烧时，压力迅速提高，将造成整个系统的破坏，并使火焰外喷，烧伤人员，烧坏其他设备。

严格控制煤粉仓内的存量，严禁过量储存煤粉。同时煤粉在仓内贮存时间不宜过长。

二、煤粉制备系统的防火要求

1、设置防爆阀和防爆门

1) 在煤粉系统管道上设置防爆阀，在发生爆炸时，管道内气体通过防爆阀排气泻压，防止形成严重的爆炸事故。

2) 煤粉仓、分离器、旋风器等设备上，应分别设置防爆门。防爆门面积按设备容积比值计算，一般取0.04m2／m3，但不得小于90cm2。防爆片上应采用薄铁皮，厚度不得大于0.5mm。防爆片上应划有十字形刻痕，有刻痕的一面应朝外安装。防爆门的框架应有一定的强度，并牢固、密封，性能须达到设计要求。

3) 防爆阀、防爆门爆破后，应立即停车，并清除火源，查明原因。待防爆阀(门)修复后，方能重新起动设备。

4) 在煤粉制备系统的煤粉仓、分离器、旋风器等重点部位加装温度监控器，随时监测各部位的温度有无异常，防止煤粉因高温引起自燃爆炸。

2、管道和设备

1) 为了防止和减少煤粉在管道内积聚，煤粉系统管道不得有水平区段。

2) 煤粉制备系统的机械设备应有连锁装置，并应保持良好，当设备发生事故时，能及时自动停车。

3) 煤粉制备系统的场所，电气设备应符合防爆要求。

三、煤粉系统发生燃烧爆炸时的扑救

1、迅速通知主控人员，关闭磨煤机入口热风门，必要时停止磨煤机的运行。

2、向发生故障处通入氮气或二氧化碳灭火剂灭火。

3、如煤磨出口处有火星，可采取加大给煤的办法，关闭热风门，熄灭后，再停止煤磨，并小心把堆煤清除干净。

4、如煤仓着火，应迅速停止向仓内进粉。同时用氮气或二氧化碳灭火剂进行灭火，同时用水对起火设备外壳进行冷却降温。

煤粉制备系统防爆操作规程

1、出磨煤粉的水分和细度：水份控制指标≤2.0%.根据煤粉水份的变化，可对磨出口温度做小幅度调整，如出口温度达80°C 左右，煤粉水份仍不合格，就要考虑可能是原煤中结合水含量过多造成的，结合水干燥时是很难除去的。细度控制指标0.08mm方孔筛≤12.0%.为保证煤粉细度，可通过调整选粉机转速、喂料量、系统通风量来加以控制。如煤粉过粗，可增大选粉机转速、减小喂料量、降低系统通风量来调节；如煤粉过细，用相反方法进行调节。

袋收尘进口温度：袋收尘进口温度太高时，要适当降低磨出口温度；袋收尘进口温度太低时，有结露和糊袋的危险，要适当提高磨出口温度。

袋收尘出口温度：正常情况下，出口温度略低于进口温度，但出口温度太低时，有结露和糊袋的危险；

粉仓锥部温度：正常在50°C左右。如异常持续升温，则通知现场检查。

2、常见故障

2.1排风机跳停

磨机、喂料联锁跳停，立即关闭热风挡板，打开冷风挡板，降低磨进出口温度，关闭袋收尘及排风机 入口挡板，通知相关人员处理；

2.2煤粉输送设备跳停

磨机、喂料、袋收尘排风机联锁跳停，立即关闭热风挡板，打开冷风挡板，降低磨进出口温度，关闭袋收尘及排风机入口挡板，通知相关人员处理；

2.3原煤断料或堵料

逐渐关闭热风挡板，打开冷风挡板，加大选粉机转速，必要时停磨，通知相关人员处理；

2.4磨内着火

如磨出口温度持续上升，判断为磨内着火时，立即停磨和排风机，关闭磨机出入口挡板，关闭袋收尘进出口及风机挡板，采取灭火措施；

2.5袋收尘着火

如出口温度高于进口温度且持续上升，判断为袋收尘着火时，立即紧停煤磨系统，关闭袋收尘进出口挡板，采取灭火措施；

2.6煤粉仓着火

如异常持续升温，则通知现场检查。如仓内着火，则煤磨系统紧停，关闭仓底压缩空气，采取灭火措施。但严禁打开仓顶人孔门、观察孔进行灭火及在没采取任何措施的情况下将燃烧的煤粉排出仓外。

3、停机时停止原煤仓进煤，

3.1如果长时间停机需将仓放空；

3.2通知窑操作员，做好停机准备；

3.3关小热风挡板开度，开大冷风挡板开度，将给料机调到最小给煤量，同时降低磨出口温度，当磨出口温度下降到50°C左右时，且物料尽量排空后，停止喂料组及磨主电机组设备；

A. 短时间停机应保证磨盘料层，袋收尘及煤粉输送组不用停；

B. 长时间停机，应排空煤粉仓，如因故不能排空，应加辅生料粉来隔绝空气；

C. 停磨20分钟后，通知现场检查袋收尘灰斗及煤粉输送设备内有无煤粉，拉空后方可停袋收尘、排风机和煤粉输送设备；

D. 停机后，中控仍要密切关注系统温度，防止系统着火；

E、 进行停机后的检查，现场按操作规程检查中。

4、紧急停机：当系统发生如下情况时，采取紧急停机措施：

A. 发生重大人身、设备事故时；

B. 磨机吐渣口发生严重堵料时；

C. 当袋收尘灰斗发生严重堵料时；

D. 当煤磨、袋收尘及煤粉仓着火时。

5、运行中的安全注意事项

5.1 控制喂料量与系统用风量的平衡；

5.2 操作过程中，密切关注袋收尘灰斗锥部温度的变化，温度大于65°C或过低时，通知现场检查灰斗下料情况，并采取必要处理措施；

5.3 当系统出现燃爆、急冷或其他紧急事故时，进行系统紧停机之前关闭入磨热风挡板入全开冷风挡板；

5.4 煤粉仓锥部温度超过85°C且有上升趋势时，表示煤粉已经自燃，要采取紧急措施处理；

5.5 主排风机停1小时后方可停密封风机；

5.6 一次风机关闭一个小时后方可停密封风机；

5.7 如停机时间超过1小时，则要清除磨机内的物料；

5.8 磨机出口温度低于40°C才可打开磨门。

5.9 为防止煤粉外溢，所有设备都设计成在零压或负压下运转，如果煤粉由于偶然原因外溢，要立即清扫；

5.10 系统煤粉基本上是在富氧气氛，故现场要加强巡检；

5.11 为防止袋收尘、煤粉仓着火、爆炸，设有二氧化碳灭火装臵；

5.12 在任何情况下，都要严格控制入磨、出磨热风温度，不得太高。若袋收尘着火，应立即关闭进出口阀门及灰斗上部手动闸阀，并喷入二氧化碳灭火；

5.13 煤粉仓也设有二氧化碳灭火装臵及锥部温度检测装臵，仓内着火时应立即采取灭火措施

7、巡检中注意事项

A. 每班按时巡检，当磨机出现异常振动时，应及时停磨检查，在设备停机时，也必须坚持巡检，以防止意外事故的发生；

B. 煤及煤粉如果外溢，及时处理； C. 车间内有无明火；

D. 车间内整洁情况，有无煤粉堆积现象 ；

E. 设备是否有因为磨擦等原因引起的设备发热情况；

F. 润滑部位润滑油量是否适宜；

G. 各防爆阀、防爆门是否正常；

H. 现场各温度仪表显示是否正常；

I. 各溜子是否堵塞；

J. 煤粉仓锥部是否助流空气；

K. 使用热风炉开磨时，要严格遵守热风炉安全操作规程。

L．加强对密封风机维护控制，防止煤粉进入选粉装臵

袋收尘燃烧的原因分析与对策

1、收尘燃烧的基本条件：

A. 煤(粉)与空(氧)气充分混合。

B．存在火源，如达到着火温度的高温气流、火星等。

一般认为煤粉浓度的燃爆极限为150～1500g/Nm3.此极限范围的波动范围比较大，它随着煤粉的挥发分、灰分、分散度等的变化而变化。据煤炭科研部门的试验，我国煤粉的爆炸下限浓度范围一般为：褐煤45～55g/Nm3 ，烟煤110～ 335g/Nm3，上限浓度范围均在1500～2000 g/Nm3。煤粉越细，分散度越高，越易爆炸。其爆炸下随粒径的减小而降低。煤粉粒度在75um以下时就更危险了，粒径大于1mm的煤粉爆炸可能性很小。其爆炸下限随粒径的减小而降低。而在实际生产中煤粉的粒径比1mm要小得多，大部分都在75um以下。

煤粉的挥发分含量是影响爆炸的重要因素，挥发分越高，爆炸的可能性越大，挥发分小于10%没有爆炸的危险，挥发分大于20%时爆炸的可能性大大增加。实际生产中煤粉的挥发分都大于20%。

另外，气体中的CO含量、氧含量、温度等因素也都对煤粉的燃爆有一定的影响。

实际生产中，煤粉和氧气已充分混合(尤其是窑头取风)，所以避免煤粉燃爆只能是消除火源。

火源作为煤粉燃爆的必备条件产生的方式有两种:

a. 有燃料及空气混合物的整个容器同时达到某一温度，超过该温度(即着火温度)，混合物便自动地不需外界作用而着火。

挥发分含量越高的燃料着火温度越低，烟煤的着火温度是350～500℃。实际生产中， 如果磨入口温度超过300℃时，在刮板腔内就可能看到有火星出现，就是部分煤粒在高温废气的作用下着火造成的，这些火星如被带入袋收尘或磨腔内就可能引起煤粉燃爆。只是落入刮板腔内的煤粒一般不易再被带入磨内。

b.在冷的燃料及空气混合物中，用一个小热源在某一局部地方点火引起燃烧，然后燃烧便向其他地方传播，使整个混合物自动着火。

这个小热源主要来源于以下几个方面 ：

● 磨内金属结构的硬性磨擦产生火花；

● 用金属物敲击煤粉仓等部位产生火花；

● 焊接时产生的明火；

● 煤粉的自燃。

在实际生产中，被粉磨的煤粉经袋收尘收集后储存于煤粉仓内，一般随即被输送到窑或分解炉内燃烧，氧化生热的时间很短，此部分煤粉不会造成危害。关键是那些逐渐堆积以致静止不动的煤粉，如袋收尘灰斗死角或防爆阀破损后内部积聚的煤粉，在加上此处通风效果很差，氧化产生的热量不能及时排出，煤粉逐渐自燃。被带入袋收尘内很容易引起燃爆。致使煤粉堆积的几种情况：

● 在试生产时，系统各死角没被不可燃物(如石灰石)填充完而堆积煤粉；

● 风管角度设计过于平缓；

● 煤粉水分大，容易粘结；水气的冷凝放热，使堆积的煤粉温度升高更快；

在实际生产中袋收尘的燃爆大多是这个原因造成的。煤粉的比表面积较大，具有较强的氧化生热能力。 氧化生热速度随废气中的煤粉含量及其可燃物(尤其是挥发分)的增高和煤粉在系统内积存量、分散度、比表面积的增加而加大。当氧化热速度超过排热 速度时，煤粉的温度逐渐升高，又加速了氧化生热速度，当达到煤粉的自燃温度时，则产生自燃。根据实验室检定，80℃以下时煤的温升随其反应速率反而下降，高于80℃其活性随温度上升而上升。且煤磨袋收尘允许工作温度：一般低于90℃。另外，煤中水份的含量及变化是影响煤自发热一个主要因素，当水蒸