煙煤安全控制事故處理規(guī)程
摘要:高爐噴吹煙煤煤一個(gè)重要的限制環(huán)節(jié)是安全問題,本文系統(tǒng)介紹了噴吹煙煤似的安全控制問題,包括系統(tǒng)參數(shù)的控制,事故的預(yù)防與處理。高爐噴吹煙煤是高爐噴煤發(fā)展的趨勢(shì),也是近年來發(fā)展起來的新技術(shù),從高爐冶煉工藝角度看,煙煤更適合噴吹,因?yàn)樗瑩]發(fā)物質(zhì)高,所以燃燒率高,帶入高爐的氫氣也多。而氫氣既有利于高爐的還原過程,又有利于提高煤氣熱值。實(shí)踐證明噴煙煤有利于提高置換比和增加噴吹量。此外,煙煤一般比無煙煤質(zhì)軟、好磨,可以降低磨煤電耗。各廠可就近噴吹。但由于防火防爆問題,噴吹煙煤時(shí)對(duì)系統(tǒng)的安全控制提出了更高的要求,主要包括系統(tǒng)安全控制與事故的處理。一噴煤系統(tǒng)安全控制合理控制參數(shù)是保證生產(chǎn)安全的關(guān)鍵。只要控制好其中的重要參數(shù),安全生產(chǎn)是完全可以實(shí)現(xiàn)的。1.系統(tǒng)氧含量和溫度的控制根據(jù)煤粉爆炸必要條件,煤粉燃燒、爆炸的必要條件包括以下幾項(xiàng)(1)?可燃粉塵濃度處于爆炸下限與上限之間的爆炸區(qū);(2)?有足夠氧化劑支持燃燒;(3)?有足夠能量的點(diǎn)火源點(diǎn)燃粉塵;(4)?粉塵處于分散懸浮狀態(tài),即粉塵云狀態(tài)。在制備、輸送煤粉的過程中,懸浮濃度很難控制,所以控制系統(tǒng)內(nèi)部氣氛中氧含量和火源是防止煤粉爆炸的關(guān)鍵。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)記載的實(shí)驗(yàn)也表明:在空氣中的懸浮煤粉濃度為0.02-2kg/m3時(shí)為煤粉爆炸區(qū)間。當(dāng)氣相中氧濃度降至14%以下時(shí),煤粉濃度雖在上述范圍,即使煤粉達(dá)到煤的燃點(diǎn)以上也無爆炸發(fā)生。所以在實(shí)際生產(chǎn)中,要求制粉系統(tǒng)含氧濃度小于12%,以保證整個(gè)系統(tǒng)氧含量遠(yuǎn)離煤粉燃燒爆炸的氧濃度的臨界值。噴煤系統(tǒng)控制氧含量的辦法是利用高爐熱風(fēng)爐廢氣,由于熱風(fēng)爐廢氣氧含量比較低,一般低于4%,同時(shí)含有一定熱量,可以做為噴煤制粉系統(tǒng)的干燥劑和惰化劑。安鋼高爐噴煤系統(tǒng)所用的干燥氣為混合干燥氣。它由90~95%的熱風(fēng)爐煙氣和5~10%的燃燒爐煙氣組成。經(jīng)過在磨機(jī)入口處實(shí)測(cè)其氧含量濃度在6%以下,收塵器出口氧含量濃度在12%以下,能夠滿足制粉系統(tǒng)的安全需要。系統(tǒng)溫度的控制受煤種、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)環(huán)境等因素影響。煙煤的著火點(diǎn)在一般在300℃~400℃之間,所以磨機(jī)入口溫度要低于此值,現(xiàn)在一般最高控制在260℃~290℃。出口溫度:夏季控制在90±5℃;冬季由于環(huán)境溫度低,加之原煤水分含量較高,一般控制在95±5℃。另外,煤粉倉是煤粉停留時(shí)間較長(zhǎng)的地方。如果儲(chǔ)存的煤粉溫度較高,煤粉氧化速度較快,易在粉倉中發(fā)生煤粉自燃現(xiàn)象。所以粉倉溫度應(yīng)控制在70℃以下。當(dāng)發(fā)現(xiàn)粉倉溫度高于70℃并繼續(xù)上升時(shí),要盡快將倉中煤粉噴出并用氮?dú)膺M(jìn)行吹掃。待溫度下降到正常范圍后,再接受新煤粉。2.一氧化碳監(jiān)測(cè)系統(tǒng)根據(jù)煤粉自燃時(shí)首先釋放出CO的原理,通過對(duì)CO濃度監(jiān)測(cè),可及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤粉的自燃,和溫度相比CO濃度監(jiān)測(cè)更加靈敏。通過對(duì)粉倉、布袋箱CO濃度監(jiān)測(cè),可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤粉自燃的現(xiàn)象,生產(chǎn)過程中,當(dāng)CO的濃度增加到一定值時(shí)可自動(dòng)報(bào)警并聯(lián)鎖打開粉倉、布袋箱的充氮系統(tǒng)以確保安全。與防止煤粉自燃開機(jī)時(shí)應(yīng)先降低系統(tǒng)氧含量。具體如下:在磨機(jī)開啟之前,首先把熱風(fēng)爐廢氣引過來,降低系統(tǒng)氧含量到12%以下,然后再開煙氣爐升溫,當(dāng)磨機(jī)出口到95℃左右時(shí)再開啟球磨機(jī),進(jìn)入正常生產(chǎn)狀態(tài)。這樣在系統(tǒng)生產(chǎn)之前,驅(qū)除了制粉系統(tǒng)內(nèi)的空氣,降低系統(tǒng)氧含量,保證了系統(tǒng)的安全生產(chǎn)。在噴煤系統(tǒng)中制粉系統(tǒng)生產(chǎn)能力一般均大于噴吹系統(tǒng)能力,以保證穩(wěn)定噴吹,所以每天制粉系統(tǒng)都有或長(zhǎng)或短的停車時(shí)間,停車時(shí)系統(tǒng)參數(shù)和開車時(shí)會(huì)有較大變化,首先表現(xiàn)在系統(tǒng)氧含量會(huì)有所提高。由于停車時(shí),煙氣爐一般都要停止燒爐,打開放散進(jìn)入保溫狀態(tài),這時(shí),外部冷風(fēng)會(huì)由于其內(nèi)部熱風(fēng)造成的負(fù)壓進(jìn)入系統(tǒng),造成系統(tǒng)內(nèi)氧含量升高。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),如果沒有特殊措施,半個(gè)小時(shí)后,系統(tǒng)氧含量可達(dá)18%左右。其次系統(tǒng)內(nèi)煤粉停止流動(dòng),進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài),布帶箱、磨機(jī)、部分水平管內(nèi)會(huì)殘存一些煤粉,同時(shí)停車后系統(tǒng)本身還具備一定的溫度。如果條件合適,系統(tǒng)內(nèi)殘存煤粉易發(fā)生氧化自燃。煤粉氧化自燃可分為四個(gè)階段—緩慢氧化期。在此階段,其溫度不超過100℃。在緩慢氧化期,由于溫度較低,化學(xué)反應(yīng)速度慢,所以對(duì)煤粉噴吹來說是安全期。—水分蒸發(fā)期。在此階段,煤粉溫度值隨含水量不同而不同,但仍是煤粉噴吹的安全期。—氧化加速期。在此階段,煤粉的溫度為120~140℃。—?jiǎng)×已趸匀计凇_M(jìn)入此階段,煤粉溫度上升極快,有可能很快發(fā)生自燃,乃至爆炸。氧化加速期和劇烈氧化自燃期對(duì)煤粉噴吹至為危險(xiǎn),如進(jìn)入這兩個(gè)階段,應(yīng)馬上采取措施。?根據(jù)以上情況,這時(shí)危險(xiǎn)主要是高溫環(huán)境下存留的煤粉。圖1為某種煙煤在環(huán)境溫度為50℃氧含量為21%的環(huán)境條件下儲(chǔ)存時(shí)間與表面溫度的關(guān)系。?影響煤粉氧化自燃的主要因素是煤粉的揮發(fā)含量。揮發(fā)份含量高,煤粉在升溫氧化過程逸出的易燃揮發(fā)份越多,而揮發(fā)份與煤粉存貯空間空氣的化學(xué)反應(yīng)速度與揮發(fā)份濃度成正比,因而導(dǎo)致煤粉易于氧化自燃。煤粉溫度是促使其自燃的外在原因。煤粉溫度越高,越有利于氧化反應(yīng)的進(jìn)行,如果貯煤倉的散熱條件不好,并且煤倉內(nèi)具備一定的氧的條件,就容易發(fā)生自燃或爆炸。煤粉的存貯狀態(tài)及氣氛是決定煤粉是否能自燃的決定因素。相關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,無論是揮發(fā)分高的褐煤還是中等揮發(fā)分的煙煤,不管煤粉溫度是否已達(dá)到著火點(diǎn),如果氧濃度不達(dá)到某一值,自燃不會(huì)發(fā)生。根據(jù)以上性質(zhì),為保證安全,如果煤粉揮發(fā)份高,存放時(shí)間長(zhǎng),這時(shí)應(yīng)盡量利用放散風(fēng)機(jī)引入熱風(fēng)爐廢氣控制系統(tǒng)氧含量,或降低存煤環(huán)境溫度與時(shí)間,以保證系統(tǒng)安全。有時(shí)由于檢修等原因系統(tǒng)需長(zhǎng)時(shí)間停車或需人員進(jìn)入系統(tǒng),這時(shí)系統(tǒng)內(nèi)氧含量將不可避免地達(dá)到空氣氧含量濃度。這時(shí)控制安全的主要措施是利用各種方法清除系統(tǒng)內(nèi)積粉,消除安全隱患。清除煤粉的辦法為停車前使系統(tǒng)空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間,同時(shí)對(duì)布袋除塵器加強(qiáng)反吹,必要時(shí)人員進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部檢查,確保清除積粉。噴吹系統(tǒng)短時(shí)間停車時(shí)可用充氮?dú)獾姆椒ūWC安全。如長(zhǎng)時(shí)間停車,應(yīng)把噴吹罐及管道內(nèi)煤粉噴吹干凈。明火是導(dǎo)致爆炸的一個(gè)原因。明火有各種各樣的來源:如原煤中的鐵器物質(zhì)進(jìn)入磨機(jī)與襯板相碰撞產(chǎn)生火花;系統(tǒng)中某處積粉因氧化自燃而產(chǎn)生明火;檢修后沒有及時(shí)清除炙熱的焊渣等等。針對(duì)以上火種來源,采取了以下措施:(1)嚴(yán)格監(jiān)控原煤質(zhì)量,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和清理原煤中的雜質(zhì),并在輸送原煤的兩條皮帶機(jī)頭上方安裝了大功率除鐵器,避免或盡量減少原煤中的鐵器進(jìn)入球磨機(jī)。并規(guī)定每次上煤前必須先清理除鐵器上吸附的鐵器物件。(2)提高操作工操作水平,控制好球磨機(jī)的正常生產(chǎn),摸索出在不同煤況和送溫條件下,球磨機(jī)下煤量的變化規(guī)律,嚴(yán)防球磨機(jī)長(zhǎng)時(shí)間空轉(zhuǎn)。(3)檢修前后注意清理現(xiàn)場(chǎng),防止電焊切割時(shí)點(diǎn)燃煤粉。高溫煤粉長(zhǎng)期存放是煤粉氧化自燃的重要原因。當(dāng)溫度升高到一定程度,氧含量條件又合適,將不可避免發(fā)生煤粉自燃事故。雖然在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)已注意到了這點(diǎn),盡量避免煤粉有積存現(xiàn)象,但由于設(shè)備質(zhì)量、生產(chǎn)節(jié)奏或其它一些原因,仍會(huì)有積粉氧化自燃的危險(xiǎn)。所以在日常生產(chǎn)中要經(jīng)常性的檢查系統(tǒng)各處積粉情況,改造不適合生產(chǎn)實(shí)際的機(jī)械設(shè)備。從安全方面看,噴煤系統(tǒng)檢修,尤其煤粉區(qū)域設(shè)備檢修與其他設(shè)備檢修要求不同,其主要區(qū)別在于檢修時(shí)要充分考慮煤粉的燃燒性爆炸性,根據(jù)煤粉燃燒性質(zhì),電焊或切割時(shí)產(chǎn)生的焊渣足以引燃堆積的煤粉,如果煤粉濃度與氧含量合適,電焊或切割的火花很可能引起煤粉爆炸。所以檢修前對(duì)于煤粉區(qū)域要清掃干凈或利用蒸汽或水把煤粉打濕。例如檢修球磨機(jī)襯板,在檢修前先使其負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間,盡量使其煤粉抽干凈,停車后打開入孔,進(jìn)行通風(fēng),保證內(nèi)部氧含量及溫度以利于人員檢修,由于這時(shí)襯板的間隙內(nèi)仍然存留很多煤粉,需用水把煤粉打濕,然后可以進(jìn)行焊接和氧氣切割。對(duì)于其他部位的搶修也一樣,一定要把內(nèi)部或周圍的煤粉清除干凈后進(jìn)行切割、焊接,以確保安全。當(dāng)然也可以利用其他方式,代替電焊切割,這樣更有利于安全。對(duì)于噴煤系統(tǒng)尤其對(duì)于煙煤噴吹系統(tǒng),在煤粉區(qū)域,選設(shè)備時(shí)應(yīng)要求不產(chǎn)生火花。同時(shí)要求運(yùn)轉(zhuǎn)可靠,對(duì)于收塵器還應(yīng)考濾到系統(tǒng)及設(shè)備的防靜電措施。與煤粉接觸的設(shè)備要有防粉塵功能。如布袋與旋風(fēng)下廣泛采用的卸灰裝置YCD~16型卸灰閥,這種閥門一般用擺線形減速機(jī),這種減速機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,減速比大,但對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)要求特別高,而其工作區(qū)域條件又經(jīng)常造成煤粉進(jìn)入減速機(jī)影響其潤(rùn)滑。這時(shí)造成磨損加大,不能適應(yīng)在煤粉區(qū)域長(zhǎng)時(shí)間開車要求。同時(shí)該閥損壞后,如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)容易造成非常嚴(yán)重的后果,好多煤粉著火事故都是由于損壞后沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn),造成煤粉長(zhǎng)時(shí)間堆積而引起煤粉自燃。由于其可靠性無法滿足生產(chǎn)需要,于是把其改成了斜板式鎖氣器,這種鎖氣器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)行可靠性高,運(yùn)行過程中不需專門控制裝置。其工作原理為當(dāng)開車時(shí)其利用墜秤與系統(tǒng)負(fù)壓自動(dòng)關(guān)閉,當(dāng)布袋內(nèi)煤粉堆積到一定程度后,在煤粉重力作用下自動(dòng)卸灰,這樣不但滿作了系統(tǒng)工藝要求。而且保證了系統(tǒng)的安全可靠性。由于噴煤系統(tǒng)事故處理沒有嚴(yán)格的理論,僅以某廠發(fā)生的二次事故為例分析一下。1996年7月白班,發(fā)現(xiàn)布袋箱溫度升高,局部煤粉已達(dá)到200℃左右,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)布袋箱下卸灰閥故障,沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn),造成集灰斗內(nèi)積粉長(zhǎng)達(dá)20h以上,為了處理內(nèi)部煤粉,一方面向布袋箱內(nèi)充氮,同時(shí)打開布袋箱人孔,準(zhǔn)備把布袋箱內(nèi)煤粉傾倒外邊處理,打開人孔后,發(fā)現(xiàn)煤粉溫度特別高,但并沒著火,但沒過多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)部煤粉開始燃燒,同時(shí)清到布袋箱外的煤粉也著了起來,造成布袋箱內(nèi)部分布袋燒毀,當(dāng)時(shí)由于煤粉揮發(fā)分不是太高為無煙煤,沒有造成更嚴(yán)重的后果。另一次是1999年8月,當(dāng)時(shí)發(fā)生事故的原因及過程基本一致,但根據(jù)上次事故處理經(jīng)驗(yàn)處理方法有所不同,這一次考慮到布袋箱內(nèi)溫度并沒有達(dá)到煤粉的著火點(diǎn),煤粉可能僅僅為煤粉在高溫環(huán)境下發(fā)生氧化引起溫度升高,并沒有著火。如果打開布袋箱人孔,很可能會(huì)造成象上次一樣,空氣進(jìn)入布袋箱造成內(nèi)部高溫煤粉著火。所以這一次是利用充氮系統(tǒng)向布袋箱、粉倉、噴吹罐內(nèi)充氮,把系統(tǒng)氧含量控制到最底點(diǎn),同時(shí)用最快的速度把上述積粉通過粉倉、噴吹罐噴吹到高爐內(nèi),噴吹完后溫度恢復(fù)正常。分析以上兩次事故,可以發(fā)現(xiàn),煤粉著火點(diǎn)隨環(huán)境溫度、環(huán)境氧含量的變化而變化,根據(jù)圖1所示,如果布袋箱溫度高,氧含量高,即使系統(tǒng)沒有達(dá)到常溫下煤粉著火點(diǎn)。過一段時(shí)間后煤粉也會(huì)發(fā)生自燃。如果發(fā)現(xiàn)及時(shí),在煤粉氧化升溫階段采取合理措施,如控制系統(tǒng)氧含量或降低煤粉溫度,就可以預(yù)防事故的發(fā)生。??另外處理事故方法還有以下幾種方法?(1)往布袋箱內(nèi)粉倉內(nèi)通蒸汽,這樣一方面能驅(qū)趕系統(tǒng)內(nèi)空氣,另一方面還可以給高溫煤粉降溫,同時(shí)增加煤粉的水分,控制煤粉的燃燒,煤粉中水分與爆炸性質(zhì)關(guān)系如圖,但是處理后需重新烘干系統(tǒng)。??(2)利用消防系統(tǒng),往系統(tǒng)內(nèi)充水,這種方法簡(jiǎn)單,但應(yīng)注意由于煤粉一般漂在水面上,所以處理徹底需水量較大。另外需把布袋箱內(nèi)布袋都打濕,因?yàn)椴即洗嬗忻悍?且著火不易被發(fā)現(xiàn)。同時(shí)處理后布袋箱需烘干。總之,煤粉發(fā)生氧化自燃后應(yīng)盡量避免空氣進(jìn)入,以免產(chǎn)生劇烈的燃燒。這時(shí)可以控制系統(tǒng)內(nèi)氧含量,并利用各種措施降溫,并把煤粉盡快噴到高爐內(nèi),保證系統(tǒng)安全。9.總結(jié)針對(duì)同設(shè)備引起的事故,預(yù)防措施可采取以下幾個(gè)方面關(guān)鍵設(shè)備的可靠性要有保障,如布袋箱下卸灰閥。加強(qiáng)布袋箱積灰設(shè)備點(diǎn)檢防止因設(shè)備故障產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間積粉。集灰斗、粉倉內(nèi)測(cè)溫元件應(yīng)能與煤粉直接接觸,這樣能靈敏的反應(yīng)煤粉溫度。系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)有充氮或充蒸氣、充水口,最好與安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)聯(lián)鎖能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理事故。加強(qiáng)對(duì)維修工作中切割焊接的管理,工作前后應(yīng)清理現(xiàn)場(chǎng)。
篇2:煙煤混合煤噴吹一般安全規(guī)定
1煙煤及煙煤與無煙煤的混合噴吹系統(tǒng),其新建、擴(kuò)建和改造工程的設(shè)計(jì)、施工與驗(yàn)收,以及操作、維護(hù)、檢修和管理,應(yīng)符合GB16543的規(guī)定。
2煙煤與無煙煤應(yīng)分別卸入規(guī)定的原煤槽。車號(hào)、煤種、槽號(hào)均應(yīng)對(duì)號(hào),并做好記錄。槽上下部位的槽號(hào)標(biāo)志應(yīng)明顯。大塊、雜物不應(yīng)卸入槽內(nèi)。原煤的槽內(nèi)貯存時(shí)間:煙煤不超過2天;無煙煤不超過4天。
3制備煙煤時(shí),其干燥氣體應(yīng)采用惰化氣體;負(fù)壓系統(tǒng)末端氣體的含氧量,不應(yīng)大于12%。
4磨制煙煤時(shí),磨煤機(jī)出口、煤粉倉、布袋除塵器、噴吹罐等的溫度應(yīng)嚴(yán)格按設(shè)備性能參數(shù)控制;對(duì)于煤源穩(wěn)定,并能嚴(yán)格控制干燥劑氣氛和溫度的制粉系統(tǒng),該溫度限界可根據(jù)煤種等因素確定。
5煙煤和無煙煤混合吹時(shí),其配比應(yīng)保持穩(wěn)定;配比應(yīng)每天測(cè)定一次,誤差應(yīng)不大于±5%。
6煙煤和混合煤輸送和噴吹系統(tǒng)的充壓、流化、噴吹等供氣管道,均應(yīng)設(shè)置逆止閥;煤粉輸送和噴吹管道,應(yīng)有供應(yīng)壓縮空氣的旁通設(shè)施;噴吹煙煤或混合煤時(shí),應(yīng)另設(shè)氮?dú)馀酝ㄔO(shè)施。
7噴吹煙煤和混合煤時(shí),倉式泵、貯煤罐、噴吹罐等壓力容器的加壓、收塵和流化的介質(zhì),應(yīng)采用氮?dú)饣蚱渌杌瘹怏w。
8煙煤噴吹系統(tǒng),應(yīng)設(shè)置氣控裝置和非電動(dòng)順序控制系統(tǒng),超溫、超壓、含氧超標(biāo)等事故報(bào)警裝置,還應(yīng)設(shè)置防止和消除事故的裝置。
篇3:煙煤安全控制事故處理規(guī)程
摘要:高爐噴吹煙煤煤一個(gè)重要的限制環(huán)節(jié)是安全問題,本文系統(tǒng)介紹了噴吹煙煤似的安全控制問題,包括系統(tǒng)參數(shù)的控制,事故的預(yù)防與處理。高爐噴吹煙煤是高爐噴煤發(fā)展的趨勢(shì),也是近年來發(fā)展起來的新技術(shù),從高爐冶煉工藝角度看,煙煤更適合噴吹,因?yàn)樗瑩]發(fā)物質(zhì)高,所以燃燒率高,帶入高爐的氫氣也多。而氫氣既有利于高爐的還原過程,又有利于提高煤氣熱值。實(shí)踐證明噴煙煤有利于提高置換比和增加噴吹量。此外,煙煤一般比無煙煤質(zhì)軟、好磨,可以降低磨煤電耗。各廠可就近噴吹。但由于防火防爆問題,噴吹煙煤時(shí)對(duì)系統(tǒng)的安全控制提出了更高的要求,主要包括系統(tǒng)安全控制與事故的處理。一噴煤系統(tǒng)安全控制合理控制參數(shù)是保證生產(chǎn)安全的關(guān)鍵。只要控制好其中的重要參數(shù),安全生產(chǎn)是完全可以實(shí)現(xiàn)的。1.系統(tǒng)氧含量和溫度的控制根據(jù)煤粉爆炸必要條件,煤粉燃燒、爆炸的必要條件包括以下幾項(xiàng)(1)?可燃粉塵濃度處于爆炸下限與上限之間的爆炸區(qū);(2)?有足夠氧化劑支持燃燒;(3)?有足夠能量的點(diǎn)火源點(diǎn)燃粉塵;(4)?粉塵處于分散懸浮狀態(tài),即粉塵云狀態(tài)。在制備、輸送煤粉的過程中,懸浮濃度很難控制,所以控制系統(tǒng)內(nèi)部氣氛中氧含量和火源是防止煤粉爆炸的關(guān)鍵。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)記載的實(shí)驗(yàn)也表明:在空氣中的懸浮煤粉濃度為0.02-2kg/m3時(shí)為煤粉爆炸區(qū)間。當(dāng)氣相中氧濃度降至14%以下時(shí),煤粉濃度雖在上述范圍,即使煤粉達(dá)到煤的燃點(diǎn)以上也無爆炸發(fā)生。所以在實(shí)際生產(chǎn)中,要求制粉系統(tǒng)含氧濃度小于12%,以保證整個(gè)系統(tǒng)氧含量遠(yuǎn)離煤粉燃燒爆炸的氧濃度的臨界值。噴煤系統(tǒng)控制氧含量的辦法是利用高爐熱風(fēng)爐廢氣,由于熱風(fēng)爐廢氣氧含量比較低,一般低于4%,同時(shí)含有一定熱量,可以做為噴煤制粉系統(tǒng)的干燥劑和惰化劑。安鋼高爐噴煤系統(tǒng)所用的干燥氣為混合干燥氣。它由90~95%的熱風(fēng)爐煙氣和5~10%的燃燒爐煙氣組成。經(jīng)過在磨機(jī)入口處實(shí)測(cè)其氧含量濃度在6%以下,收塵器出口氧含量濃度在12%以下,能夠滿足制粉系統(tǒng)的安全需要。系統(tǒng)溫度的控制受煤種、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)環(huán)境等因素影響。煙煤的著火點(diǎn)在一般在300℃~400℃之間,所以磨機(jī)入口溫度要低于此值,現(xiàn)在一般最高控制在260℃~290℃。出口溫度:夏季控制在90±5℃;冬季由于環(huán)境溫度低,加之原煤水分含量較高,一般控制在95±5℃。另外,煤粉倉是煤粉停留時(shí)間較長(zhǎng)的地方。如果儲(chǔ)存的煤粉溫度較高,煤粉氧化速度較快,易在粉倉中發(fā)生煤粉自燃現(xiàn)象。所以粉倉溫度應(yīng)控制在70℃以下。當(dāng)發(fā)現(xiàn)粉倉溫度高于70℃并繼續(xù)上升時(shí),要盡快將倉中煤粉噴出并用氮?dú)膺M(jìn)行吹掃。待溫度下降到正常范圍后,再接受新煤粉。2.一氧化碳監(jiān)測(cè)系統(tǒng)根據(jù)煤粉自燃時(shí)首先釋放出CO的原理,通過對(duì)CO濃度監(jiān)測(cè),可及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤粉的自燃,和溫度相比CO濃度監(jiān)測(cè)更加靈敏。通過對(duì)粉倉、布袋箱CO濃度監(jiān)測(cè),可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)煤粉自燃的現(xiàn)象,生產(chǎn)過程中,當(dāng)CO的濃度增加到一定值時(shí)可自動(dòng)報(bào)警并聯(lián)鎖打開粉倉、布袋箱的充氮系統(tǒng)以確保安全。與防止煤粉自燃開機(jī)時(shí)應(yīng)先降低系統(tǒng)氧含量。具體如下:在磨機(jī)開啟之前,首先把熱風(fēng)爐廢氣引過來,降低系統(tǒng)氧含量到12%以下,然后再開煙氣爐升溫,當(dāng)磨機(jī)出口到95℃左右時(shí)再開啟球磨機(jī),進(jìn)入正常生產(chǎn)狀態(tài)。這樣在系統(tǒng)生產(chǎn)之前,驅(qū)除了制粉系統(tǒng)內(nèi)的空氣,降低系統(tǒng)氧含量,保證了系統(tǒng)的安全生產(chǎn)。在噴煤系統(tǒng)中制粉系統(tǒng)生產(chǎn)能力一般均大于噴吹系統(tǒng)能力,以保證穩(wěn)定噴吹,所以每天制粉系統(tǒng)都有或長(zhǎng)或短的停車時(shí)間,停車時(shí)系統(tǒng)參數(shù)和開車時(shí)會(huì)有較大變化,首先表現(xiàn)在系統(tǒng)氧含量會(huì)有所提高。由于停車時(shí),煙氣爐一般都要停止燒爐,打開放散進(jìn)入保溫狀態(tài),這時(shí),外部冷風(fēng)會(huì)由于其內(nèi)部熱風(fēng)造成的負(fù)壓進(jìn)入系統(tǒng),造成系統(tǒng)內(nèi)氧含量升高。根據(jù)經(jīng)驗(yàn),如果沒有特殊措施,半個(gè)小時(shí)后,系統(tǒng)氧含量可達(dá)18%左右。其次系統(tǒng)內(nèi)煤粉停止流動(dòng),進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài),布帶箱、磨機(jī)、部分水平管內(nèi)會(huì)殘存一些煤粉,同時(shí)停車后系統(tǒng)本身還具備一定的溫度。如果條件合適,系統(tǒng)內(nèi)殘存煤粉易發(fā)生氧化自燃。煤粉氧化自燃可分為四個(gè)階段—緩慢氧化期。在此階段,其溫度不超過100℃。在緩慢氧化期,由于溫度較低,化學(xué)反應(yīng)速度慢,所以對(duì)煤粉噴吹來說是安全期。—水分蒸發(fā)期。在此階段,煤粉溫度值隨含水量不同而不同,但仍是煤粉噴吹的安全期。—氧化加速期。在此階段,煤粉的溫度為120~140℃。—?jiǎng)×已趸匀计凇_M(jìn)入此階段,煤粉溫度上升極快,有可能很快發(fā)生自燃,乃至爆炸。氧化加速期和劇烈氧化自燃期對(duì)煤粉噴吹至為危險(xiǎn),如進(jìn)入這兩個(gè)階段,應(yīng)馬上采取措施。?根據(jù)以上情況,這時(shí)危險(xiǎn)主要是高溫環(huán)境下存留的煤粉。圖1為某種煙煤在環(huán)境溫度為50℃氧含量為21%的環(huán)境條件下儲(chǔ)存時(shí)間與表面溫度的關(guān)系。?影響煤粉氧化自燃的主要因素是煤粉的揮發(fā)含量。揮發(fā)份含量高,煤粉在升溫氧化過程逸出的易燃揮發(fā)份越多,而揮發(fā)份與煤粉存貯空間空氣的化學(xué)反應(yīng)速度與揮發(fā)份濃度成正比,因而導(dǎo)致煤粉易于氧化自燃。煤粉溫度是促使其自燃的外在原因。煤粉溫度越高,越有利于氧化反應(yīng)的進(jìn)行,如果貯煤倉的散熱條件不好,并且煤倉內(nèi)具備一定的氧的條件,就容易發(fā)生自燃或爆炸。煤粉的存貯狀態(tài)及氣氛是決定煤粉是否能自燃的決定因素。相關(guān)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,無論是揮發(fā)分高的褐煤還是中等揮發(fā)分的煙煤,不管煤粉溫度是否已達(dá)到著火點(diǎn),如果氧濃度不達(dá)到某一值,自燃不會(huì)發(fā)生。根據(jù)以上性質(zhì),為保證安全,如果煤粉揮發(fā)份高,存放時(shí)間長(zhǎng),這時(shí)應(yīng)盡量利用放散風(fēng)機(jī)引入熱風(fēng)爐廢氣控制系統(tǒng)氧含量,或降低存煤環(huán)境溫度與時(shí)間,以保證系統(tǒng)安全。有時(shí)由于檢修等原因系統(tǒng)需長(zhǎng)時(shí)間停車或需人員進(jìn)入系統(tǒng),這時(shí)系統(tǒng)內(nèi)氧含量將不可避免地達(dá)到空氣氧含量濃度。這時(shí)控制安全的主要措施是利用各種方法清除系統(tǒng)內(nèi)積粉,消除安全隱患。清除煤粉的辦法為停車前使系統(tǒng)空負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間,同時(shí)對(duì)布袋除塵器加強(qiáng)反吹,必要時(shí)人員進(jìn)入系統(tǒng)內(nèi)部檢查,確保清除積粉。噴吹系統(tǒng)短時(shí)間停車時(shí)可用充氮?dú)獾姆椒ūWC安全。如長(zhǎng)時(shí)間停車,應(yīng)把噴吹罐及管道內(nèi)煤粉噴吹干凈。明火是導(dǎo)致爆炸的一個(gè)原因。明火有各種各樣的來源:如原煤中的鐵器物質(zhì)進(jìn)入磨機(jī)與襯板相碰撞產(chǎn)生火花;系統(tǒng)中某處積粉因氧化自燃而產(chǎn)生明火;檢修后沒有及時(shí)清除炙熱的焊渣等等。針對(duì)以上火種來源,采取了以下措施:(1)嚴(yán)格監(jiān)控原煤質(zhì)量,及時(shí)發(fā)現(xiàn)和清理原煤中的雜質(zhì),并在輸送原煤的兩條皮帶機(jī)頭上方安裝了大功率除鐵器,避免或盡量減少原煤中的鐵器進(jìn)入球磨機(jī)。并規(guī)定每次上煤前必須先清理除鐵器上吸附的鐵器物件。(2)提高操作工操作水平,控制好球磨機(jī)的正常生產(chǎn),摸索出在不同煤況和送溫條件下,球磨機(jī)下煤量的變化規(guī)律,嚴(yán)防球磨機(jī)長(zhǎng)時(shí)間空轉(zhuǎn)。(3)檢修前后注意清理現(xiàn)場(chǎng),防止電焊切割時(shí)點(diǎn)燃煤粉。高溫煤粉長(zhǎng)期存放是煤粉氧化自燃的重要原因。當(dāng)溫度升高到一定程度,氧含量條件又合適,將不可避免發(fā)生煤粉自燃事故。雖然在系統(tǒng)設(shè)計(jì)時(shí)已注意到了這點(diǎn),盡量避免煤粉有積存現(xiàn)象,但由于設(shè)備質(zhì)量、生產(chǎn)節(jié)奏或其它一些原因,仍會(huì)有積粉氧化自燃的危險(xiǎn)。所以在日常生產(chǎn)中要經(jīng)常性的檢查系統(tǒng)各處積粉情況,改造不適合生產(chǎn)實(shí)際的機(jī)械設(shè)備。從安全方面看,噴煤系統(tǒng)檢修,尤其煤粉區(qū)域設(shè)備檢修與其他設(shè)備檢修要求不同,其主要區(qū)別在于檢修時(shí)要充分考慮煤粉的燃燒性爆炸性,根據(jù)煤粉燃燒性質(zhì),電焊或切割時(shí)產(chǎn)生的焊渣足以引燃堆積的煤粉,如果煤粉濃度與氧含量合適,電焊或切割的火花很可能引起煤粉爆炸。所以檢修前對(duì)于煤粉區(qū)域要清掃干凈或利用蒸汽或水把煤粉打濕。例如檢修球磨機(jī)襯板,在檢修前先使其負(fù)荷運(yùn)轉(zhuǎn)一段時(shí)間,盡量使其煤粉抽干凈,停車后打開入孔,進(jìn)行通風(fēng),保證內(nèi)部氧含量及溫度以利于人員檢修,由于這時(shí)襯板的間隙內(nèi)仍然存留很多煤粉,需用水把煤粉打濕,然后可以進(jìn)行焊接和氧氣切割。對(duì)于其他部位的搶修也一樣,一定要把內(nèi)部或周圍的煤粉清除干凈后進(jìn)行切割、焊接,以確保安全。當(dāng)然也可以利用其他方式,代替電焊切割,這樣更有利于安全。對(duì)于噴煤系統(tǒng)尤其對(duì)于煙煤噴吹系統(tǒng),在煤粉區(qū)域,選設(shè)備時(shí)應(yīng)要求不產(chǎn)生火花。同時(shí)要求運(yùn)轉(zhuǎn)可靠,對(duì)于收塵器還應(yīng)考濾到系統(tǒng)及設(shè)備的防靜電措施。與煤粉接觸的設(shè)備要有防粉塵功能。如布袋與旋風(fēng)下廣泛采用的卸灰裝置YCD~16型卸灰閥,這種閥門一般用擺線形減速機(jī),這種減速機(jī)結(jié)構(gòu)緊湊,減速比大,但對(duì)潤(rùn)滑系統(tǒng)要求特別高,而其工作區(qū)域條件又經(jīng)常造成煤粉進(jìn)入減速機(jī)影響其潤(rùn)滑。這時(shí)造成磨損加大,不能適應(yīng)在煤粉區(qū)域長(zhǎng)時(shí)間開車要求。同時(shí)該閥損壞后,如不及時(shí)發(fā)現(xiàn)容易造成非常嚴(yán)重的后果,好多煤粉著火事故都是由于損壞后沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn),造成煤粉長(zhǎng)時(shí)間堆積而引起煤粉自燃。由于其可靠性無法滿足生產(chǎn)需要,于是把其改成了斜板式鎖氣器,這種鎖氣器的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,運(yùn)行可靠性高,運(yùn)行過程中不需專門控制裝置。其工作原理為當(dāng)開車時(shí)其利用墜秤與系統(tǒng)負(fù)壓自動(dòng)關(guān)閉,當(dāng)布袋內(nèi)煤粉堆積到一定程度后,在煤粉重力作用下自動(dòng)卸灰,這樣不但滿作了系統(tǒng)工藝要求。而且保證了系統(tǒng)的安全可靠性。由于噴煤系統(tǒng)事故處理沒有嚴(yán)格的理論,僅以某廠發(fā)生的二次事故為例分析一下。1996年7月白班,發(fā)現(xiàn)布袋箱溫度升高,局部煤粉已達(dá)到200℃左右,經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)布袋箱下卸灰閥故障,沒有及時(shí)發(fā)現(xiàn),造成集灰斗內(nèi)積粉長(zhǎng)達(dá)20h以上,為了處理內(nèi)部煤粉,一方面向布袋箱內(nèi)充氮,同時(shí)打開布袋箱人孔,準(zhǔn)備把布袋箱內(nèi)煤粉傾倒外邊處理,打開人孔后,發(fā)現(xiàn)煤粉溫度特別高,但并沒著火,但沒過多長(zhǎng)時(shí)間內(nèi)部煤粉開始燃燒,同時(shí)清到布袋箱外的煤粉也著了起來,造成布袋箱內(nèi)部分布袋燒毀,當(dāng)時(shí)由于煤粉揮發(fā)分不是太高為無煙煤,沒有造成更嚴(yán)重的后果。另一次是1999年8月,當(dāng)時(shí)發(fā)生事故的原因及過程基本一致,但根據(jù)上次事故處理經(jīng)驗(yàn)處理方法有所不同,這一次考慮到布袋箱內(nèi)溫度并沒有達(dá)到煤粉的著火點(diǎn),煤粉可能僅僅為煤粉在高溫環(huán)境下發(fā)生氧化引起溫度升高,并沒有著火。如果打開布袋箱人孔,很可能會(huì)造成象上次一樣,空氣進(jìn)入布袋箱造成內(nèi)部高溫煤粉著火。所以這一次是利用充氮系統(tǒng)向布袋箱、粉倉、噴吹罐內(nèi)充氮,把系統(tǒng)氧含量控制到最底點(diǎn),同時(shí)用最快的速度把上述積粉通過粉倉、噴吹罐噴吹到高爐內(nèi),噴吹完后溫度恢復(fù)正常。分析以上兩次事故,可以發(fā)現(xiàn),煤粉著火點(diǎn)隨環(huán)境溫度、環(huán)境氧含量的變化而變化,根據(jù)圖1所示,如果布袋箱溫度高,氧含量高,即使系統(tǒng)沒有達(dá)到常溫下煤粉著火點(diǎn)。過一段時(shí)間后煤粉也會(huì)發(fā)生自燃。如果發(fā)現(xiàn)及時(shí),在煤粉氧化升溫階段采取合理措施,如控制系統(tǒng)氧含量或降低煤粉溫度,就可以預(yù)防事故的發(fā)生。??另外處理事故方法還有以下幾種方法?(1)往布袋箱內(nèi)粉倉內(nèi)通蒸汽,這樣一方面能驅(qū)趕系統(tǒng)內(nèi)空氣,另一方面還可以給高溫煤粉降溫,同時(shí)增加煤粉的水分,控制煤粉的燃燒,煤粉中水分與爆炸性質(zhì)關(guān)系如圖,但是處理后需重新烘干系統(tǒng)。??(2)利用消防系統(tǒng),往系統(tǒng)內(nèi)充水,這種方法簡(jiǎn)單,但應(yīng)注意由于煤粉一般漂在水面上,所以處理徹底需水量較大。另外需把布袋箱內(nèi)布袋都打濕,因?yàn)椴即洗嬗忻悍?且著火不易被發(fā)現(xiàn)。同時(shí)處理后布袋箱需烘干。總之,煤粉發(fā)生氧化自燃后應(yīng)盡量避免空氣進(jìn)入,以免產(chǎn)生劇烈的燃燒。這時(shí)可以控制系統(tǒng)內(nèi)氧含量,并利用各種措施降溫,并把煤粉盡快噴到高爐內(nèi),保證系統(tǒng)安全。9.總結(jié)針對(duì)同設(shè)備引起的事故,預(yù)防措施可采取以下幾個(gè)方面關(guān)鍵設(shè)備的可靠性要有保障,如布袋箱下卸灰閥。加強(qiáng)布袋箱積灰設(shè)備點(diǎn)檢防止因設(shè)備故障產(chǎn)生長(zhǎng)時(shí)間積粉。集灰斗、粉倉內(nèi)測(cè)溫元件應(yīng)能與煤粉直接接觸,這樣能靈敏的反應(yīng)煤粉溫度。系統(tǒng)內(nèi)應(yīng)有充氮或充蒸氣、充水口,最好與安全監(jiān)測(cè)系統(tǒng)聯(lián)鎖能及時(shí)發(fā)現(xiàn)處理事故。加強(qiáng)對(duì)維修工作中切割焊接的管理,工作前后應(yīng)清理現(xiàn)場(chǎng)。