火電廠筒倉自燃原因及預防

火電廠筒倉自燃原因及預防火電廠筒倉自燃原因及預防 筒倉 作為貯存散狀物料的設施 在各行業(yè)得到了廣泛的應用 在電力系統(tǒng) 筒倉主要用于貯煤 并已經(jīng)歷了多年的發(fā)展 筒倉貯 煤與煤場貯煤相比有許多優(yōu)越性 筒倉占地面積小 運行方式簡 單 系統(tǒng)調(diào)度靈活 同時 兼有貯存 緩沖和混煤等功能 筒倉貯 煤降低了煤塵對環(huán)境的污染 符合現(xiàn)代工業(yè)的環(huán)保要求 因此說 筒倉貯煤是未來火力發(fā)電廠貯煤設施的一個發(fā)展方向 1 火電廠貯煤筒倉的安全性能關系著整個電廠的安全運行 影響筒倉安全的因素是多方面的 如工藝結(jié)構(gòu)是否科學 運行方 式是否合理以及綜合管理是否到位等均是不可忽視的方面 目 前 國內(nèi)電廠的貯煤筒倉在安全方面還存在著一些有待解決的問 題 如筒倉貯煤自燃現(xiàn)象普遍存在 有的時候引發(fā)筒倉爆炸 造成 財產(chǎn)損失 甚至造成人員傷亡 因此 防止貯煤的自燃 是保證筒 倉安全運行的重要環(huán)節(jié) 1 貯煤自燃的機理 筒倉貯煤被空氣中的氧氣氧化是其自燃的根本原因 煤中 的碳 氫等元素在常溫下就會發(fā)生反應 生成可燃物 co ch4 及 其他烷烴物質(zhì) 煤的氧化又是放熱反應 如果熱量不能及時散發(fā) 掉 將使煤的堆積溫度升高 反過來又加速煤的氧化 放出更多的 可燃物質(zhì)和熱量 當熱量聚集 溫度上升到一定值時 即會引起可 燃物質(zhì)燃燒而自燃 2 貯煤自燃的影響因素 影響煤自燃傾向性主要有以下幾方面的因素 2 1 煤的吸氧量 煤的吸氧量與其高氧化速度 高脆性 硫化鐵的含量 粒 度特性 熱平衡特性 燃點特性等有關 由于埋藏年代少 質(zhì) 變程度低以及內(nèi)表面積大 內(nèi)部毛細血管豐富 因而造成了煤的 內(nèi)水分高 煤炭內(nèi)水分高 又使細小煤粉粘滿大粒度的煤炭表面 形成一個個小單元 小單元非常容易吸附氧氣并發(fā)生氧化反應 同 時極不利于水蒸汽的蒸發(fā)和熱量的散發(fā) 而容易造成熱量的聚集 煤的吸氧量采用流動色譜吸氧測試法進行測試 應用熱導法雙氣 路氣相色譜分析檢測技術(shù) 測定煤對流態(tài)氧的吸附能力 煤的吸 氧量是在常溫和常壓下單位質(zhì)量干煤吸附的氧量 單位為 cm3 g 2 2 含水量 水分能使煤濕潤并提高吸附氧的速度和能力 煤體中的水 分蒸發(fā)時需要的熱量與煤在氧化過程中產(chǎn)生熱量是否平衡 是決 定煤體溫度升高的一個因素 如果水分含量高 煤在氧化過程中 產(chǎn)生的熱量主要使水分蒸發(fā) 煤體溫度升高的可能性就會降低 2 2 3 硫化鐵的含量 硫化物是點燃煤體和加速煤自燃的關鍵 通過計算局部小單 元煤體硫化鐵的質(zhì)量達到 2 時 可將局部煤體的溫度提高 260 煤中的硫鐵礦從地下的還原態(tài)轉(zhuǎn)成地上的氧化態(tài) 在空氣中 的氧和水分的作用下發(fā)生如下反應 以上均為放熱反應 生成的 h2so4 又進一步加速了黃鐵礦的 分解 黃鐵礦氧化作用的加快 所產(chǎn)生的熱量不斷增加并聚集 促 成自燃 2 4 環(huán)境溫度 煤體內(nèi)部與表面的溫度場是一個逆向變化的過程 即煤堆表 面溫度與環(huán)境溫度成正比 而煤堆內(nèi)部的溫度與環(huán)境溫度成反比 對這一現(xiàn)象的初步解釋為當白天環(huán)境升溫時 煤體表面溫度因吸 熱不斷升高 由于煤的不良導熱性 這部分熱量難以傳到內(nèi)部 但 煤體中的水分是良好的導熱介質(zhì) 水分受熱升溫后 部分水分由于 蒸發(fā)而吸收內(nèi)部大量的熱 從而使其放熱降溫 這是一個動態(tài)過程 隨著水分的散失 煤體空隙度增大 易于熱量的傳遞 當環(huán)境降溫 時 煤表層溫度下降 水分蒸發(fā)量減少 內(nèi)部煤體因發(fā)生緩慢的氧 化過程而導致溫度升高 最后處于相對穩(wěn)定狀態(tài) 煤的這種熱量 的動態(tài)交換過程增加了煤體內(nèi)部空隙 有利于氣體流通 促進了煤 的氧化反應 從而導致煤自燃 2 5 供氧條件 煤暴露于空氣中 表面與空氣充分接觸 而且空氣通過煤塊之 間的間隙滲透到煤堆內(nèi)部 給煤堆內(nèi)部氧化創(chuàng)造了條件 煤的塊 度越大 煤塊之間的間隙越大 其供氧條件越好 2 6 揮發(fā)分 煤在常溫下的氧化能力主要取決于揮發(fā)分的含量 揮發(fā)分含 量越高 自燃傾向性越強 而且自燃時間也會相應縮短 如果電廠 某筒倉 貯煤入倉時間還不到兩周就發(fā)生了自燃 其原因就是由于 煤的揮發(fā)分較高 且又在室外堆放過一段時間 導致其自燃 2 7 煤的粒度 煤粒度越小 比表面積越大 與氧的接觸面積和耗氧速度越大 氧 化放熱性也就越強 通常 粒度分布范圍寬的煤 氧化自燃性越強 此外 煤的存放時間 壓實程度 筒倉工藝結(jié)構(gòu)等因素都會影 響煤的自燃 一般 煤的自燃要經(jīng)歷水分蒸發(fā) 氧化 自燃 3 個 階段 室外存放的時間越長 氧化的程度越高 進倉后就越易自燃 將煤壓實 能減少煤塊之間的間隙 減少空氣在煤堆內(nèi)的滲透量 削弱供氧條件 同時 貯煤的自燃又與筒倉的工藝結(jié)構(gòu)形式有關 工藝結(jié)構(gòu)形式阻礙煤的流動 則煤易滯留 久之則自燃 3 防止筒倉貯煤自燃的措施 3 1 筒倉監(jiān)測系統(tǒng) 安裝筒倉監(jiān)測系統(tǒng) 可以早期發(fā)現(xiàn)筒倉貯煤發(fā)生自燃現(xiàn)象 將 事故消滅在萌芽階段 筒倉的監(jiān)控項目有煤的溫度 筒倉內(nèi)氣 體中一氧化碳和煙霧的濃度 以上為直接控制項 以及煤的貯量 間接控制項 等 溫度是貯煤自燃的首要條件 一氧化碳和煙霧 的濃度反映了貯煤自燃的程度 煤的貯量涉及到貯存期的管理 對于非坑口火電廠而言 由于瓦斯的比重較輕 在筒倉入煤的同時 由 于正壓的作用由入料口排出 故不對其進行監(jiān)控 3 2 筒內(nèi)貯煤量適當 要正確核定貯煤時間 盡量不要超過煤的自燃發(fā)火期 而且 貯煤時間越長 氧化程度越高 煤的經(jīng)濟價值下降越多 倉內(nèi)貯煤 原則上先進先出 即倒倉順序按來煤先后依次進行 當機組大修 故障停機或降負荷運行時 在燃煤用量減少 倒倉時間延長的情 況下 應適當控制來煤量 以減少倉貯 保證適當?shù)牡箓}時間 3 3 加強現(xiàn)場管理 加強現(xiàn)場管理 盡早發(fā)現(xiàn)煤自燃征兆 并采取處理措施 如發(fā) 現(xiàn)有局部溫度升高 冒熱氣 冒煙等現(xiàn)象時 即可判斷該處氧化 層已發(fā)生自燃 自燃狀態(tài)一般為陰燃 這時要立即停止筒倉入煤 運行作業(yè) 并且對倉頂所有孔洞進行封堵 以隔絕空氣 有條件或 必要時 筒倉內(nèi)注入惰性氣體 阻止燃燒 同時要強化監(jiān)視 根據(jù) 包括料位計在內(nèi)的各種監(jiān)測儀器的顯示值 分析確定燃煤的位置 和程度 以決定采取正確的控制或消防措施及確定對倉內(nèi)煤的定 倉使用或緊急排放 當確認貯煤自燃后 切不可盲目地從倉頂澆 水滅火 因為在自燃較嚴重的情況下 澆水處理會促使燃煤因燃 燒不充分而產(chǎn)生大量的一氧化碳氣體 致使火未撲滅 又增加了 新的爆炸因素 4 4 筒倉設計時的注意事項 5 為了避免筒倉貯煤發(fā)生自燃 在設計筒倉時 應考慮以下幾方 面事項 a 筒倉的直徑不宜過大 可采取串聯(lián)布置方式以提高儲量 這樣設計的好處是既便于使用管理 也順應煤炭分儲分裝的銷售 形勢 b 筒倉的高度不宜過大 好處是進倉運輸設備不必過長 不 需配置專門的消防水泵 人員上下便利 降低了配套設施的投資 c 筒倉倉頂部要設計防爆門 當內(nèi)部壓力過大時 防爆門能自 動打開 降低筒倉內(nèi)部壓力 可防止倉內(nèi)儲煤因自燃引