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浅谈MPF2116煤磨系统的安全生产
(康怀云.洛阳工业高等专科学校, 程雪飞.铜陵海螺水泥有限责任公司)
前言 5 OOOdd新型干法水泥生产线的煤粉制备系统大多采用MPF2116立磨,其优点是工艺流程简单,投资少,操作维修方便.据了解,近两年投产的这些新线的煤磨系统大多数发生过磨内及煤粉仓内着火,袋除尘器燃烧甚至爆炸事故,造成停窑及较大的经济损失.,事故原因分析5 OOOdd生产线烧成系统一般用烟煤作燃料.烟煤挥发分>20%,属易燃易爆煤种.从煤磨系统事故统计,主要有袋除尘器爆炸和煤粉堆积自燃二类.1.袋除尘器爆炸
煤粉燃爆有三个条件:(1)煤粉与氧气充分混合.5 OOOt/d生产线煤粉制备工艺布局有两种形式,一种是用窑尾废气做烘干介质,要严格控制人磨口烘干介质中(p(02)
煤粉比表面积较大,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,煤粉在系统中的积存量,分散度,比表面积的增大而加大.当氧化生热速度大于排热速度时,煤粉的温度逐渐升高,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.在实际生产中,被粉磨的煤粉经袋除尘收集后储存于煤粉仓内,一般立即被输送到窑或分解炉内燃烧,氧化生热时间很短,不会造成危害.因此煤粉仓着火或袋除尘灰斗着火,是由粉磨系统内局部区域煤粉堆积而逐渐氧化生热所造成的.2防范措施 2.1设计安装要求
(1)煤磨系统应尽量避免内部出现死角,以防存积煤粉而自燃.管道避免水平铺设,铺设倾角要大于煤粉的静止堆积角(250-300),管风风速一般在15-20m/s;安装过程要把好质量关,防止管道,袋除尘设备内部存在未割除角钢等杂物;煤粉仓锥部,下料溜管应打磨光滑,防止结皮.(2)应加强系统密封.系统各挡板(尤其磨机进出全国水泥立磨技术装备研讨会论文集口挡板),阀门运行要灵活可靠,达到“三对一”;要加强管道,袋除尘顶盖,灰斗,煤粉输送纹刀的密封,防止冷空气,雨水吸入;同时,要做好管道,袋除尘灰斗,煤粉输送纹刀的保温,防止结露.(3)系统增设安全检测和自动灭火装置.在袋除尘出口增设一台CO检测装置,当袋除尘内任何地方发生燃烧时,废气中的cp(CO)值将会升高,安全设定Y(co)达到0.5%时,中控DCS自动报警,煤磨所有设备跳停,同时由中控控制的CO:或N:灭火装置自动启动灭火.2.2加强煤磨系统的温度控制和监控(1)降低人磨气体温度.一般出冷却机的废气温度在400-550℃左右,废气温度偏高,可在出冷却机的废气管道上增加一个冷风阀,结合磨人口热,冷风挡板,将进磨气体温度降低到250-300℃,最高不超过340℃.当人磨气体温度达到300℃时,磨机入口热风挡板自动关闭,磨机人口冷风挡板自动打开,而且必须待人磨气体温度降低到270℃时,磨机人口热风挡板方可进行正常操作.(2)严格控制煤磨出口气体温度.在正常操作时,在能保证煤粉水分合格的情况下,一般控制出口废气温度在65--75℃左右,但应高于露点15℃,另外窑系统要稳定操作,避免出现大波动而导致出冷却机的风温大起大落,导致磨系统操作不稳定.(3)提高开磨的成功率,避免因开停磨太频繁而导致系统着火,可适当减少烘磨时间.在开磨时,先不开启三道锁风阀,待磨机启动正常后再启动,通过三道阀处的漏风来降低磨出口温度,以提高开磨成功率.停磨时要尽可能抽空磨内的煤粉,减少下次开磨烘磨而导致的高温着火.系统停机前必须清灰,将滤袋上的附灰清除干净,并放空灰斗的积灰,一般磨机,排风机停机1h后,袋除尘停机.(4)加强袋除尘进出口温度,灰斗温度及袋除尘差压的监控。要求；袋除尘灰斗温度
(5)加强煤粉仓锥部,顶部温度的监控.正常运行中,中控要对煤粉仓的锥部,顶部温度进行记录.锥部温度升高是因结皮氧化生热造成,当锥部温度达到80℃时,一般濡清除结皮.系统停机时间较长时,煤粉仓煤粉要放空,防止时间过长氧化生热造成煤粉自燃.如果无法做到排空,一般采取铺加生料粉以隔绝氧化.仓内添加生料粉厚度为300mm,同时中控要对煤粉仓锥部,顶部温度进行监控,如发现异常,应及时处理.2.3煤磨系统的几个常见故障(1)原煤仓结皮堵塞,造成系统波动.要求操作员在来料波动,引起皮带秤断料时,果断停磨,杜绝磨机出口温度大幅度上升.(2)三道锁风阀结皮堵料.三道锁风阀堵料对系统的危害很大.因为三道锁风阀不动作,中控操作员不易发现,极易造成磨出口温度大幅度升高.现场人员要加强巡检,可在皮带秤处增设喷水系统,调节原煤湿度,防止产生结皮,并缩短堵料清理时间,减少对系统的影响.(3)磨机跳停.磨机跳停后,系统温度极易升高而产生爆炸危险.操作员要动作迅速,同时相应的DCS连锁可靠,磨机人口热风挡板,袋除尘人口挡板自动关闭.(4)袋除尘着火及灭火措施.一旦判断袋除尘内着火,立即停磨,关闭袋除尘的进出口挡板,中控启动C02或NZ灭火装置进行灭火,采取外壳体淋水进行降温,千万不要打开袋除尘的顶盖.待温度降低后进行清理,但对袋除尘清理要彻底,特别要对烧毁的滤
袋的残余物质要清理干净,杜绝烧结的袋子,煤块进人下游设备,造成整个窑系统故障停机.3结语
几条5 OOOtId生产线的煤粉制备系统实际运行情况证明,煤磨系统安全生产必须处理好防燃防爆设计,设备安装维护,安全检测装置,工艺安全操作等综合技术,尤其是要解决好防止系统高温,防止煤粉堆积自燃,堵塞系统漏风,加强安全检测控制,完善系统DCS连锁等问题,确保煤磨系统安全生产。
煤粉爆炸的条件及危险浓度？
1、煤粉的浓度。
2、点燃能。
3、煤粉混合物中氧气的浓度。当气体中氧气的含量低于16％时不会发生爆炸。
煤粉浓度上限0.21－0.25kg/m3, 煤粉浓度下限5－6kg/m3,易爆煤粉浓度1.7－2.0kg/m3，最大爆炸压力0.31－0.33Mpa.煤粉特性及自燃爆炸的条件
煤粉发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处的环境条件所决定的。
1、煤粉的流动性
煤粉是由不规则形状的颗粒组成的。它的尺寸一般为0－50微米，其中20－50微米的颗粒占多数。干的煤粉能吸附大量的空气，它的流动性很好，就像流体一样很容易在管道内输送。由于干的煤粉流动性很好，它可以流过很小的空隙。因此，制粉系统的严密性要好。
2、煤粉的自燃与爆炸
积存的煤粉与空气中的氧长期接触氧化时，会发热使温度升高，而温度的升高又会加剧煤粉的进一步氧化，若散热不良时会使氧化过程不断加剧，最后使温度达到煤的燃点而引起煤粉的自燃。在制粉系统中，煤粉是由输送煤粉的气体和煤粉混合成的云雾状的混合物，它一旦遇到火花就会使火源扩大而产生较大的压力（2－3倍大气压），从而造成煤粉的爆炸。
影响煤粉爆炸的因素很多，如挥发分含量，煤粉细度，气粉混合物的浓度，温度湿度和输送煤粉的气体中氧的成分比例等。
一般说来挥发分含量VR%26lt;10％(无烟煤)，是没有爆炸危险的。而VR%26gt;25％的煤粉（如烟煤等），很容易自燃，爆炸的可能性也很大。
煤粉越细越容易自燃和爆炸，粗煤粉爆炸的可能性较小。例如烟煤粒度大于0.1毫米几乎不会爆炸。因此，挥发分大的煤不能磨得过细。煤粉浓度是影响煤粉爆炸的重要因素。实践证明，最危险得浓度在1.2－2.0kg/m3,大于或小于该浓度时爆炸的可能性都会减小。在实际运行中一般是很难避免危险浓度的。制粉设备中沉积煤粉的自燃性往往是引爆的火源。气粉混合物温度越高，危险性就越大。煤粉爆炸的实质是一个强烈的燃烧过程，是在0.01－0.15s的瞬间大量煤粉突然燃烧产生大量高温烟气因急速膨胀而形成的压力波以及高速向外传播而产生的很大的冲击力和声音。
潮湿煤粉的爆炸性较小，对于褐煤和烟煤，当煤粉水分稍大于固有水分时一般没有爆炸危险。
