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煤磨系統(tǒng)使用純煙煤的安全措施

文檔作者：獨傳新，王宜兵，張鵬，武浩文檔來源：中材株洲水泥有限責(zé)任公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年08月27日
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2019年第4期
1 煤粉自燃原因分析
中材株洲水泥有限責(zé)任公司5000t/d熟料水泥
生產(chǎn)線，煤粉制備采用MFB3873+35風(fēng)掃煤磨，磨機
按制備無煙煤設(shè)計。2018年隨著國家政策變化，使
用無煙煤成本不斷上升，我公司改為使用純煙煤煅
燒熟料，煙煤煤粉工業(yè)分析見表1。煙煤相較無煙
煤揮發(fā)分含量高且燃點低約100℃，容易自燃，加上
磨機按制備無煙煤設(shè)計，未能充分考慮制備煙煤存
在的煤粉自燃風(fēng)險，自使用煙煤以來，我公司磨頭、
磨尾、選粉機防爆閥管道、煤粉倉均發(fā)生過煤粉自
燃，造成了較大經(jīng)濟損失且存在重大安全隱患。
表1 煙煤煤粉工業(yè)分析
Aad %
19
Mad
0.20
Vad
31
FCad
49.8
Qnet,ad
（×4.18kJ·kg-1）
6400
煤粉自燃必須滿足三個條件，即煤粉濃度在爆
炸下限濃度以上、足夠的氧氣、足夠的引燃能量。煙
煤爆炸下限濃度為41~57g/m3，煤磨系統(tǒng)在制備煙
煤時，煤粉濃度顯然超過煙煤爆炸下限濃度。一般
煤粉制備系統(tǒng)氧氣濃度低于14%相對安全，但我公
司熱風(fēng)取自篦冷機，氧氣濃度約為21%。煤粉燃燒
需要足夠的引燃能量，煙煤堆積煤粉塵引燃溫度在
235℃左右，我公司入磨風(fēng)溫控制在250℃左右。由
此可見，我公司現(xiàn)有工藝流程下，一旦煤粉滯留堆
積，極易發(fā)生煤粉自燃。
煤粉自燃具體原因分析：
（1）煤粉倉煤粉自燃；由于煤粉倉錐部安裝助
流裝置無法外包保溫材料，且助流壓縮空氣含有油
水，導(dǎo)致倉壁結(jié)露，煤粉掛壁自燃。
（2）磨頭管道煤粉自燃；原煤和選粉機粗粉自
下料溜子入磨，由于下料溜子內(nèi)緩沖板磨穿漏料，加
上磨頭管道斜坡角度小，原煤和煤粉在此滯留堆積
發(fā)生自燃。
（3）磨尾管道煤粉自燃；磨內(nèi)煤粉經(jīng)磨尾管道
出磨，由于磨尾管道斜坡角度小，導(dǎo)致出磨煤粉在此
滯留堆積發(fā)生自燃。
（4）選粉機防爆閥管道煤粉自燃；我公司選粉
機防爆閥管道由一截彎管和一截直管組成，彎管對
接選粉機，直管對接防爆閥，正常運行時防爆閥管道
內(nèi)無煤粉，但當(dāng)系統(tǒng)壓力波動時，煤粉涌入防爆閥管
道，勢必在管道直管處滯留堆積發(fā)生自燃。
2 煤粉自燃控制措施
2.1 工藝調(diào)整
自使用煙煤以來，我公司從磨機出口溫度、出磨
煤粉細度、水分等方面對煤粉制備工藝參數(shù)進行了
不斷探索。磨機出口溫度控制過高，易引起制粉系
統(tǒng)自燃，磨機出口溫度控制過低，煤得不到足夠干
燥，造成制粉困難，煤粉流動性差，影響輸送。出磨
煤粉細度控制過粗，影響燃燒，增加煤耗，且不利于
提高熟料產(chǎn)質(zhì)量，出磨煤粉細度控制過細，煤粉容易
自燃，且增加煤磨系統(tǒng)能耗。出磨煤粉水分控制過
高，易造成煤粉倉下料和煤粉輸送困難，且水分高燃
燒時需要消耗的熱量多，增加煤耗，出磨煤粉水分控
制過低，煤粉容易自燃。表2為我公司使用無煙煤
和煙煤煤磨主要工藝參數(shù)控制。
表2 使用無煙煤和煙煤煤磨主要工藝參數(shù)控制
煤種
無煙煤
煙煤
出磨溫
度/℃
90
65
出磨煤粉細度
（80μm）/%
14
出磨煤粉
水分/%
13
通過工藝參數(shù)調(diào)整能顯著減少煤粉自燃幾率，
但只有配合其它措施才能杜絕煤粉自燃。
2.2 其它措施
自燃位置不同，原因不同，采取的措施也不同。
煤粉倉自燃，關(guān)鍵在于解決煤粉掛壁問題，采取的措
施為：
（1）在煤粉倉錐部安裝伴熱帶，避免倉壁結(jié)露。
（2）對助流壓縮空氣儲氣罐安裝定時排水裝
置，減少助流壓縮空氣含水量。
（3）定期放空煤粉頭、尾倉（我公司煤粉倉至轉(zhuǎn)
子秤中間配備有中間倉，放空不會引起斷煤），人工
震打倉壁，使掛壁煤粉脫落。
磨頭、磨尾管道煤粉自燃和選粉機防爆閥管道
內(nèi)煤粉自燃關(guān)鍵均在于解決煤粉滯留堆積問題，采
取的措施：
中圖分類號：TQ172.6+3 文獻標(biāo)志碼：B 文章編號：1007-0389（2019）04-40-01 【DOI】10.13697/j.cnki.32-1449/tu.2019.04.010
煤磨系統(tǒng)使用純煙煤的安全措施
獨傳新，王宜兵，張鵬，武浩（中材株洲水泥有限責(zé)任公司，湖南株洲412000）
（下轉(zhuǎn)第49頁）
生產(chǎn)技術(shù)獨傳新，等：煤磨系統(tǒng)使用純煙煤的安全措施
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2019年第4期
1.4 擋風(fēng)墻位置調(diào)整
擋風(fēng)墻是從篦冷機殼體上部向下砌筑，留出熟
料流動空間，安在篦冷機前部離窯口6m處，起到隔
絕篦冷機熱風(fēng)與中溫風(fēng)、穩(wěn)定窯頭用風(fēng)的目的。本
次改造，將擋風(fēng)墻(420cm×60cm×45cm)后移到篦冷
機尾部10 m處，即入AQC爐取風(fēng)口與低溫區(qū)之間，
改變低溫段余風(fēng)的空氣流場，改善低溫段冷卻風(fēng)的
利用效率，提升窯頭發(fā)電鍋爐的熱空氣流量。
2 改造前后能耗數(shù)據(jù)對比
改造前后煤耗對比見表2，高壓風(fēng)機改造前后
運行數(shù)據(jù)對比見表3。
改造前后熟料溫度降低明顯，從160℃以上降
低到平均100℃，有利于熟料質(zhì)量的提升。
表2 改造前后煤耗對比
項目
#2窯標(biāo)煤耗/(kg·t-1) #2窯實物煤耗/(kg·t-1)
熱值（/ ×4.18kJ·kg-1）
改造前
102.87
119.69
6 016.4
改造后
98.75
115.54
5 982.82
表3 高壓風(fēng)機改造前后數(shù)據(jù)對比
時
段
改
造
前
改
造
后
編
號
5705
5706
5707
5705
5706
5707
設(shè)計全
壓/Pa
9200
8600
7200
9200
8600
7200
設(shè)計流
量/(m·h-1)
49680
97200
92100
49680
97200
92100
運行全
壓/Pa
6963
6776
6862
8500
7900
7200
運行流
量/(m·h-1)
41469
88402
72132
46500
95000
89000
額定
電流/A
359.4
26.3
23.5
259.4
26.3
23.5
運行
電流/A
288.7
17.7
15.9
330
22
20
3 結(jié)語
我公司對篦冷機高壓風(fēng)機進行葉輪改造提高風(fēng)
壓風(fēng)量、流量調(diào)節(jié)閥擴孔、固定篦板改造等措施，提
升熟料冷卻效率，提高二次風(fēng)溫，有效低降低了煤
耗，實現(xiàn)節(jié)能降耗。希望我公司的技改經(jīng)驗對工藝
相對落后的水泥企業(yè)具有積極的借鑒意義。
（編輯：劉翠榮）（收稿日期：2019-05-10）
（1）修復(fù)磨頭管道下料緩沖板，緩沖板尺寸由
500 mm×650 mm改為650 mm×800 mm，避免煤粉落
入磨頭管道。
（2）磨尾管道由15°和35°兩個斜坡相連改為一
個斜坡，角度提高至60°左右，避免煤粉在磨尾管道
滯留堆積。
（3）選粉機防爆閥由直管道末端改到彎管與直
管連接處，由于管道尺寸與防爆閥尺寸不匹配，將直
管改為套管式，避免煤粉在選粉機防爆閥管道內(nèi)滯
留堆積。
磨頭、磨尾管道改造示意圖如圖1所示，現(xiàn)場圖
如圖2所示。
熱風(fēng)管道
喂料管道
出磨管道
緩沖板
60°
圖1 磨頭、磨尾管道改造示意圖
圖2 磨頭、磨尾管道改造現(xiàn)場圖
3 總結(jié)
通過對煤粉制備系統(tǒng)工藝參數(shù)調(diào)整和其它改造
后，我公司近半年來未再發(fā)生煤磨系統(tǒng)煤粉自燃，為
公司解決了重大安全隱患，由于改造僅對管道進行
調(diào)整，投入低，且不增加運行成本，因此可為水泥、冶
金、化工等行業(yè)使用風(fēng)掃磨制備煤粉解決煤粉自燃
問題提供參考借鑒。
（編輯：劉翠榮）（收稿日期：2019-04-21）
（上接第40頁） ??????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????????
朱 波，等：我公司四代篦冷機換熱效率提升改造 工藝裝備
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