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立式煤磨系統(tǒng)燃爆原因分析及控制措施

文檔作者：劉成，鄭學全文檔來源：綿陽職業(yè)技術(shù)學院		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年08月27日
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劉 成，等：立式煤磨系統(tǒng)燃爆原因分析及控制措施
中圖分類號：TQ172．625．4 文獻標識碼：B 文章編號：1007—0389(2005)03-0046-03
立式煤磨系統(tǒng)燃爆原因分析及控制措施
劉 成，鄭學全(綿陽職業(yè)技術(shù)學院，I~)ll綿陽621000)
摘要：立式煤磨系統(tǒng)的防燃爆直接關(guān)系到全線的安全穩(wěn)定生產(chǎn)。在分析系統(tǒng)燃爆隱患(如細度小，大部分小于75 m； 高，
一
般都大于20％等)的基礎(chǔ)上，提出了系列防燃爆措施：(1)控制入磨氣體溫度~<220～260 oC，出磨氣體溫度≤65～75 oC．袋除塵器
氣體溫度高于露點；(2)控制系統(tǒng)內(nèi)煤粉的沉降和粘附；(3)控制系統(tǒng)中產(chǎn)生火源或帶明火；(4)進行系統(tǒng)工藝優(yōu)化。
關(guān)鍵詞：立式煤磨；煤粉燃爆：控制技術(shù)
Analysis and measure of coal powder deflagating in vertical coal mill system
LIU Cheng，ZHENG Xue—quan(Mianyang vocational and technical college，Mianyang Sichuan 621000)
Abstract： Deflagating prevention in vertical coal mill system directly relates to safe and stable production of the whole line． By
analysing hidden troubles of the system(such as the degree of fineness of most powdered coal is below 75 m，the Vad of most coal is
high above 20％)，a series of deflagating prevention measures are put forward as follows：(1)the temperature of inlet gas should be
controlled under 220-260 oC and that of the outlet gases not exceed 65-75 oC， temperature of the bag filter should be higher than
dew point．；(2)the coal sagging and clinging of system should be controlled；(3)fire source or open fire are forbidden in control
system；(4)optimize process of the system．
Key words：vertical coal mill；deflagating of coal powder；control technic
0 前言
立式磨機已經(jīng)大量應用于新型干法水泥生產(chǎn)工
藝的煤粉制備系統(tǒng)中。實踐證明．立式煤磨系統(tǒng)優(yōu)勢
顯著．但在防止系統(tǒng)煤粉燃爆事故方面．盡管已經(jīng)采
取了一定的技術(shù)措施．仍然會因中控操作、系統(tǒng)設(shè)
計、現(xiàn)場管理不當?shù)仍颍l(fā)生燃燒甚至爆炸的事
故。據(jù)調(diào)查．某廠在一個月內(nèi)連續(xù)兩次發(fā)生系統(tǒng)某個
部位的燃燒或爆炸事故。發(fā)生燃爆事故的部位一般
包括有磨體內(nèi)部、袋除塵器內(nèi)部和煤粉倉內(nèi)，最典型
的是袋除塵器內(nèi)濾袋著火燃燒。燃爆事故直接影響
到企業(yè)的安全生產(chǎn)和經(jīng)濟效益。本文分析該系統(tǒng)出
現(xiàn)燃爆事故的原因．并提出比較可行的預防燃爆的
控制措施。
1 煤粉燃燒爆炸的基本條件
1．1 氣體中物質(zhì)的著火特性
煤粉是一種易燃、易爆的物質(zhì)，煤粉的著火特性
和易爆性與它的細度、揮發(fā)分質(zhì)量分數(shù)及氣體中的
煤粉濃度和CO體積分數(shù)等有關(guān)．其中許多因素是
生產(chǎn)條件所決定的．如煤粉細度是根據(jù)回轉(zhuǎn)窯的燃
燒要求決定。研究表明，當煤粉濃度小于100 g／m
或大于l 500 g／m3時．煤粉均不會發(fā)生燃爆。此極限
— ． 46 ．．
范圍的波動區(qū)間較大．它隨著煤粉的揮發(fā)分、灰分、
分散度等的變化而變化。據(jù)煤炭科研部門的試驗．我
國煤粉的爆炸下限濃度范圍(標況下)一般為：褐煤
45—55 m，，煙煤110～335 g／m，，上限濃度范圍(標
況下)均在1 500～2 000 g／m，。煤粉越細．分散度越
高，越易爆炸。其爆炸下限隨粒徑的減小而降低。煤
粉粒度在75 m以下時就更危險，粒徑大于1 mm
的煤粉爆炸的可能·I'$,IE4-,。因?qū)嶋H生產(chǎn)中煤粉的粒
徑大部分都在75 m以下，必須重視防爆問題。
煤粉的揮發(fā)分質(zhì)量分數(shù)也是影響爆炸的重要因
素．揮發(fā)分越高．爆炸的可能性越大，揮發(fā)分<10％沒
有危險，揮發(fā)分>20％時．爆炸的可能性大大增加。實
際生產(chǎn)中煤粉的揮發(fā)分均>20％。另外，氣體中
‘p(CO)達到0．7％時也易燃爆。
1．2 氣體中氧氣的體積分數(shù)
氣體中氧氣的體積分數(shù)越高，煤粉氧化生熱速
度越快．系統(tǒng)燃爆的可能性相對較大，特別是在富氧
條件下這種燃爆的概率也越大。
1．3 氣體的溫度(或火源)
氣體溫度越高．煤粉氧化速度就越快，燃爆的可
能性就越大。特別是窯頭取氣更危險。在煤粉及空氣
混合物中，如果有火源在某一局部地方點火引起燃
燒．就會向其它地方傳播，使整個混合物著火燃燒。
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劉 成，等：立式煤磨系統(tǒng)燃爆原因分析及控制措施
火源一般由以下幾個方面引起：磨內(nèi)金屬結(jié)構(gòu)的硬
性摩擦產(chǎn)生火花；金屬物敲擊煤粉倉等部位產(chǎn)生火
花；焊接時產(chǎn)生的明火；由于運動氣體與構(gòu)件強烈摩
擦產(chǎn)生靜電，當靜電量積聚到一定程度時，便會發(fā)生
煤粉的自燃。
2 預防系統(tǒng)燃爆的控制措施
由上可知，在系統(tǒng)各環(huán)節(jié)中采取相應措施來消
除或控制燃爆條件的形成，才能預防和抑制煤粉的
燃爆。
2．1 對溫度的操作控制
燃料及其混合氣體在超過著火溫度、富氧的條
件下，不需外界作用便會著火。燃料中揮發(fā)分含量越
高．其著火溫度越低。煙煤的著火溫度是350～
500℃。實際生產(chǎn)中．如果磨機入口溫度超過300℃
時，在刮板腔內(nèi)就可能看到有火星出現(xiàn)，這是部分煤
粒在高溫廢氣的作用下著火造成的．這些火星如被
帶入袋除塵器或磨腔內(nèi)就可能引起煤粉的燃爆(只
是落入刮板腔內(nèi)的煤粒一般不易再被帶入磨腔內(nèi))。
所以要通過降低氣體溫度來防止煤粉的燃爆。
(1)控制入磨氣體溫度。盡量控制磨機入口熱
風溫度<220～260℃。一般不超過300℃。在具體生
產(chǎn)中．可根據(jù)入磨原煤水分的變化，調(diào)節(jié)熱風閥門和
冷風閥門的開度大小來控制入磨氣體溫度，使其既
滿足烘干的要求又不至造成出磨氣體溫度過高，以
保證安全。
(2)控制出磨氣體溫度。磨機出口溫度應控制
在65～75℃．不超過85℃。否則磨機及排風機將自
動跳停。當喂料量過大或過小時，更要嚴格控制氣體
溫度。防止系統(tǒng)自燃爆炸。
(3)控制袋除塵器溫度。袋除塵器溫度應控制
在露點溫度之上。正常情況下，袋除塵器出口溫度略
低于進口溫度，要密切注意袋除塵器灰斗錐部溫度
的變化。宜控制在小于65℃(超過65℃將報警，超
過80℃將跳停)。跳停時系統(tǒng)應停車關(guān)閉閥門，噴入
惰性氣體，外排煤粉，檢查濾袋。
(4)控制煤粉倉溫度。正常情況下煤粉倉錐部
溫度控制在50℃左右，保持高料位(85％)狀態(tài)進行
生產(chǎn)；如倉錐部溫度持續(xù)上升，應降低倉內(nèi)料位；超
過85℃且還有上升趨勢，表明煤粉已自燃，應立即
噴入惰性氣體，阻止燃燒，采取放倉等處理措施。
(5)控制系統(tǒng)主排風機出口溫度。在具體操作
中，應該根據(jù)人磨原煤水分的變化，在保證產(chǎn)、質(zhì)量
的條件下，合理用風，特別要保證出磨氣體溫度小于
75℃。在對各廠家袋除塵器燃爆事故的調(diào)查分析中
發(fā)現(xiàn)，有的煤磨操作人員，在窯操作過程中一味強調(diào)
煤烘干效果的要求，將出磨氣體溫度調(diào)整到100℃
以上，在其它條件的配合下，發(fā)生了燃爆事故．造成
損失。在這里要著重注意的是：可以根據(jù)原煤水分的
變化，對磨機出口溫度做小幅度的調(diào)整。如出口溫度
達到80℃左右，煤粉水分仍不合格，就要考慮可能
是原煤中結(jié)合水含量過多造成的。結(jié)合水在干燥時
很難去除，所以，不能采用調(diào)高出磨氣體溫度的辦法
來解決，應該根據(jù)煤粉的燃燒過程，適當降低細度來
調(diào)整火焰的溫度、長度和形狀，滿足煅燒的要求。(可
通過調(diào)整選粉機轉(zhuǎn)速、喂料量、系統(tǒng)通風量來控制煤
粉細度)。
2，2 控制系統(tǒng)內(nèi)煤粉的沉降、粘附，防止自燃
立磨系統(tǒng)煤粉濃度在650 g／m 左右，一般不會
發(fā)生燃爆，但當煤粉在某些部位沉降、粘附、氧化，就
會自燃，造成系統(tǒng)燃爆事故。實際生產(chǎn)中袋除塵的燃
爆大多是這個原因造成的。煤粉的比表面積較大，具
有較強的氧化生熱能力。氧化生熱速度隨廢氣中的
煤粉含量及可燃物濃度(尤其是揮發(fā)分)的增高和煤
粉在系統(tǒng)內(nèi)積存量、分散度、比表面積的增加而加
大。根據(jù)實驗室檢定，80℃以下時，其反應速率隨溫
升反而下降：高于80℃其活性隨溫度上升而上升。
另外．煤中水分的量及變化也是影響煤自發(fā)熱的一
個主要因素。理論上講，含水量增加l％將使煤溫上
升l7℃。同時，高速流通的廢氣在攜帶煤粉的同時
也會帶走大量的熱，而低速則恰好相反，不能帶走其
自燃產(chǎn)生的熱量。具體可以從下面幾個方面進行控
制：
(1)加強系統(tǒng)的密封，防止因漏風結(jié)露和滲入
雨水而造成燃爆事故。由于磨損、地基沉降等原因，
造成密封不嚴而漏風，系統(tǒng)溫度降低，進而結(jié)露；在
陰雨天雨水隨漏風進入系統(tǒng)．降低了系統(tǒng)溫度，還使
煤粉粘附在系統(tǒng)的器壁上，條件一旦合適，就會造成
局部氧化自燃，燒毀除塵器濾袋。調(diào)查中有兩個廠家
的三次燃爆事故都是在陰雨天后發(fā)生的。
(2)經(jīng)常巡檢排灰閥，防止其因磨損或卡死造
成灰斗積煤、氧化自燃事故。
(3)加強系統(tǒng)保溫，防止系統(tǒng)溫度降低造成結(jié)
露．使煤粉粘結(jié)。
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(4)試生產(chǎn)時，系統(tǒng)各死角要用不可燃物f如石
灰石粉)填充完全，防止生產(chǎn)時堆積煤粉，造成自燃。
另外，對灰斗下的卸料裝置，應采用連續(xù)卸料和
輸送裝置，并且能力要大于灰斗積灰能力，防止灰斗
內(nèi)堆積粉煤發(fā)生氧化自燃。
2．3 防止在系統(tǒng)中產(chǎn)生火源或帶進明火
(1)防止紅熱熟料顆粒被熱風帶人磨內(nèi)。若煤
粉制備所需的熱風從冷卻機內(nèi)抽取，應注意當冷卻
機工作不正常時。一些紅熱細小熟料顆粒被抽入煤
磨系統(tǒng)而造成明火燃燒。特別是當停磨后。若沒有排
空系統(tǒng)內(nèi)的煤粉和可燃氣體，重新開磨抽風時，容易
引起明火燃燒
(2)防止靜電火花產(chǎn)生。將濾袋和管道、器壁連
接起來一起接地。以防止產(chǎn)生靜電火花而引起燃爆。
(3)防止硬摩擦產(chǎn)生火花。加強巡檢，防止金屬
物件進入磨盤和磨輥之間硬性摩擦產(chǎn)生火花而引起
系統(tǒng)燃爆。
(4)防止設(shè)備檢修時帶入明火。應嚴格按操作
規(guī)程進行煤磨系統(tǒng)檢修，在系統(tǒng)存在燃燒危險的情
況下。不允許進行焊接作業(yè)。
2．4 改進系統(tǒng)工藝設(shè)計。消除燃爆隱患
2．4．1 改進窯頭取風工藝
對已采取窯頭取風的廠，可在取風管道和篦冷
機接口處。加掛鏈條；在熱風管道上加裝旋風筒；將
取風位置放在窯頭電除塵器后面，這樣就能夠保證
烘干氣體的潔凈，防止細小的紅熱熟料顆粒進入磨
內(nèi)?？梢杂行У仡A防燃爆事故的發(fā)生，同時還可以收
劉成，等：立式煤磨系統(tǒng)燃爆原因分析及控制措施
集氣體中的細粒熟料，提高熟料產(chǎn)量，更重要的是改
善了煤粉質(zhì)量，有利于熟料的煅燒。
2．4．2 在系統(tǒng)設(shè)計中采用窯尾取風方案
因為窯尾廢氣溫度一般在350 oC左右，‘p(0：)在
4％左右，基本上是惰性氣體，有利于安全生產(chǎn)和穩(wěn)
定操作。但要注意系統(tǒng)密封，防止漏風現(xiàn)象。
2．4_3 管道避免水平鋪設(shè)
上升管道傾角至少大于7O。，下降管道傾角至
少大于45。(煤粉靜止堆積角為25?！?O。)，管道內(nèi)壁
應光滑；選取管內(nèi)風速要適當，既要考慮避免管內(nèi)堆
積煤粉，又要考慮節(jié)省能源，減少磨內(nèi)磨損及對袋除
塵器的損壞；管道和袋除塵器殼體應敷設(shè)保溫層。
2．5 加強系統(tǒng)的安全生產(chǎn)管理
加強對職工的安全教育。提高安全意識，嚴格按
操作規(guī)程操作，加強現(xiàn)場和窯的中控操作人員的聯(lián)
系，發(fā)現(xiàn)異常問題及時報告處理。
3 結(jié)語
立式煤磨系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運行。關(guān)系到全廠生
產(chǎn)的連續(xù)正常進行，煤磨系統(tǒng)一旦燃爆，就會使整個
水泥生產(chǎn)系統(tǒng)癱瘓，造成極大的經(jīng)濟損失和人員傷
害。所以，要從思想上加以重視，在系統(tǒng)的設(shè)計中要
充分考慮各種因素的相互影響，避免不合理的工藝
設(shè)計；在中控操作過程中，要注意各參數(shù)的動態(tài)平
衡：在現(xiàn)場管理過程中，嚴格遵循現(xiàn)場操作規(guī)程，使
煤磨系統(tǒng)安全穩(wěn)定運行得到有效保證。
(編輯：劉雪嫣)(收稿日期：2004--12--20)
(上接第43頁)壓機的調(diào)試。調(diào)試初期我們采用的方
案是粗倉采用無輥壓機級配，細倉采用有輥壓機級
配。當輥壓機運轉(zhuǎn)率進一步提高后，我們擬減小一
倉的平均球徑，以進一步提高系統(tǒng)產(chǎn)量，降低平均電
耗。見表3。
4 結(jié)論
(1)經(jīng)過一段時間的摸索與實踐，這一國產(chǎn)規(guī)
表3 調(diào)試初期的球磨機研磨體級配
模最大的輥壓機聯(lián)合粉磨系統(tǒng)基本達到設(shè)計能力。
這表明水泥粉磨采用國產(chǎn)二級聯(lián)合粉磨系統(tǒng)在技術(shù)
上是可行的．且其生產(chǎn)運行可靠，技經(jīng)指標先進。
(2)對輥壓機聯(lián)合粉磨系統(tǒng)而言，其輸送和供
風能力一定要與系統(tǒng)能力匹配。我們在對該系統(tǒng)的
試生產(chǎn)調(diào)試過程中．就曾多次遇到因循環(huán)斗式提升
機能力偏低而被壓死的情況，從而影響了二級聯(lián)合
粉磨系統(tǒng)的運轉(zhuǎn)率。另外系統(tǒng)主排風機和循環(huán)風機
一48 一
能力偏低。也制約了系統(tǒng)生產(chǎn)能
力的進一步提升。這在今后的設(shè)
計與生產(chǎn)過程中應加以重視和
完善。
(編輯：劉翠榮)
(收稿日期：2005-03-28)

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