煙煤安全控制與事故處理

1、操作規(guī)程示范文本 | Excellent Model Text 資料編碼：CYKJ-FW-370編號：_煙煤安全控制與事故處理審核：_時間：_單位：_煙煤安全控制與事故處理用戶指南：該操作規(guī)程資料適用于指明操作步驟和程序，安全技術(shù)知識和注意事項，指導正確使用個人安全防護用品，生產(chǎn)設(shè)備和安全設(shè)施的維修保養(yǎng)，預防事故的緊急措施，安全檢查的制度和要求等?？赏ㄟ^修改使用，也可以直接沿用本模板進行快速編輯。摘要：高爐噴吹煙煤煤一個重要的限制環(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，事故的預防與處理。高爐噴吹煙煤是高爐噴煤發(fā)展的趨勢，也是近年來發(fā)展起來的新技術(shù)，從高爐冶煉

2、工藝角度看，煙煤更適合噴吹，因為它含揮發(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，噴吹煙煤時對系統(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(1) 可燃粉塵濃度處于爆炸下限與上限之間的爆炸區(qū)；(

3、2) 有足夠氧化劑支持燃燒；(3) 有足夠能量的點火源點燃粉塵；(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)文獻記載的實驗也表明：在空氣中的懸浮煤粉濃度為0.02-2 kg/m³時為煤粉爆炸區(qū)間。當氣相中氧濃度降至14 % 以下時，煤粉濃度雖在上述范圍，即使煤粉達到煤的燃點以上也無爆炸發(fā)生。所以在實際生產(chǎn)中，要求制粉系統(tǒng)含氧濃度小于12 %，以保證整個系統(tǒng)氧含量遠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爐廢氣，由于熱風爐廢氣氧含量比較低，一般低于4

4、%，同時含有一定熱量，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9095 %的熱風爐煙氣和510 %的燃燒爐煙氣組成。經(jīng)過在磨機入口處實測其氧含量濃度在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。煙煤的著火點在一般在300400之間，所以磨機入口溫度要低于此值，現(xiàn)在一般最高控制在260290。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間較長的地方。如果儲存的煤粉溫度較高，煤粉

5、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。當發(fā)現(xiàn)粉倉溫度高于70并繼續(xù)上升時，要盡快將倉中煤粉噴出并用氮氣進行吹掃。待溫度下降到正常范圍后，再接受新煤粉。2. 一氧化碳監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)煤粉自燃時首先釋放出CO的原理，通過對CO濃度監(jiān)測，可及時發(fā)現(xiàn)煤粉的自燃，和溫度相比CO濃度監(jiān)測更加靈敏。通過對粉倉、布袋箱CO濃度監(jiān)測，可以及時發(fā)現(xiàn)煤粉自燃的現(xiàn)象，生產(chǎn)過程中，當CO的濃度增加到一定值時可自動報警并聯(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時應(yīng)先降低系統(tǒng)氧含量。具體如下：在磨機開啟之前，首先把熱風爐廢氣引過來，降低系統(tǒng)氧含量到12 %以下，然后再開煙氣

6、爐升溫，當磨機出口到95 左右時再開啟球磨機，進入正常生產(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)都有或長或短的停車時間，停車時系統(tǒng)參數(shù)和開車時會有較大變化，首先表現(xiàn)在系統(tǒng)氧含量會有所提高。由于停車時，煙氣爐一般都要停止燒爐，打開放散進入保溫狀態(tài),這時，外部冷風會由于其內(nèi)部熱風造成的負壓進入系統(tǒng)，造成系統(tǒng)內(nèi)氧含量升高。根據(jù)經(jīng)驗，如果沒有特殊措施，半個小時后，系統(tǒng)氧含量可達18 %左右。其次系統(tǒng)內(nèi)煤粉停止流動，進入靜止狀態(tài)，布帶箱、磨機、部分水平管內(nèi)會殘

7、存一些煤粉，同時停車后系統(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，化學反應(yīng)速度慢，所以對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120140 。 劇烈氧化自燃期。進入此階段，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煤粉噴吹至為危險，如進入這兩個階段，應(yīng)馬上采取措施。根據(jù)以上情況，這時危險主要是高溫環(huán)境下存留的煤粉。圖1 為某種煙煤在環(huán)境溫度

8、為50 氧含量為21 %的環(huán)境條件下儲存時間與表面溫度的關(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反應(yīng)速度與揮發(fā)份濃度成正比，因而導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)的實驗結(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到著火點，如果氧濃度不達到某一值，自燃不會發(fā)生。根據(jù)以上性質(zhì)，為保證安全

9、，如果煤粉揮發(fā)份高，存放時間長，這時應(yīng)盡量利用放散風機引入熱風爐廢氣控制系統(tǒng)氧含量，或降低存煤環(huán)境溫度與時間，以保證系統(tǒng)安全。有時由于檢修等原因系統(tǒng)需長時間停車或需人員進入系統(tǒng)，這時系統(tǒng)內(nèi)氧含量將不可避免地達到空氣氧含量濃度。這時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)空負荷運轉(zhuǎn)一段時間，同時對布袋除塵器加強反吹，必要時人員進入系統(tǒng)內(nèi)部檢查，確保清除積粉。噴吹系統(tǒng)短時間停車時可用充氮氣的方法保證安全。如長時間停車，應(yīng)把噴吹罐及管道內(nèi)煤粉噴吹干凈。 明火是導致爆炸的一個原因。明火有各種各樣的來源：如原煤中的鐵器物質(zhì)進入磨機與襯板相碰撞產(chǎn)

10、生火花；系統(tǒng)中某處積粉因氧化自燃而產(chǎn)生明火；檢修后沒有及時清除炙熱的焊渣等等。針對以上火種來源，采取了以下措施：(1) 嚴格監(jiān)控原煤質(zhì)量，及時發(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入球磨機。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，控制好球磨機的正常生產(chǎn)，摸索出在不同煤況和送溫條件下，球磨機下煤量的變化規(guī)律，嚴防球磨機長時間空轉(zhuǎn)。(3) 檢修前后注意清理現(xiàn)場，防止電焊切割時點燃煤粉。高溫煤粉長期存放是煤粉氧化自燃的重要原因。當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

11、在系統(tǒng)設(shè)計時已注意到了這點，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，仍會有積粉氧化自燃的危險。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)實際的機械設(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。例如檢修球磨機襯板，在檢修前先使其負荷運轉(zhuǎn)一段時間，盡量使其煤粉抽干凈，停車后打開入孔，進

12、行通風，保證內(nèi)部氧含量及溫度以利于人員檢修，由于這時襯板的間隙內(nèi)仍然存留很多煤粉，需用水把煤粉打濕，然后可以進行焊接和氧氣切割。對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行切割、焊接，以確保安全。當然也可以利用其他方式，代替電焊切割，這樣更有利于安全。 對于噴煤系統(tǒng)尤其對于煙煤噴吹系統(tǒng)，在煤粉區(qū)域，選設(shè)備時應(yīng)要求不產(chǎn)生火花。同時要求運轉(zhuǎn)可靠，對于收塵器還應(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。如布袋與旋風下廣泛采用的卸灰裝置YCD16型卸灰閥，這種閥門一般用擺線形減速機，這種減速機結(jié)構(gòu)緊湊，減速比大，但對潤滑系統(tǒng)要求特別高，而其工作區(qū)域條件

13、又經(jīng)常造成煤粉進入減速機影響其潤滑。這時造成磨損加大，不能適應(yīng)在煤粉區(qū)域長時間開車要求。同時該閥損壞后，如不及時發(fā)現(xiàn)容易造成非常嚴重的后果，好多煤粉著火事故都是由于損壞后沒有及時發(fā)現(xiàn)，造成煤粉長時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)簡單，運行可靠性高，運行過程中不需專門控制裝置。其工作原理為當開車時其利用墜秤與系統(tǒng)負壓自動關(guān)閉，當布袋內(nèi)煤粉堆積到一定程度后，在煤粉重力作用下自動卸灰，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)事故處理沒有嚴格的理論，僅以某廠發(fā)生的二次事故為例分析一下。年7 月白班，

14、發(fā)現(xiàn)布袋箱溫度升高，局部煤粉已達到200 左右，經(jīng)檢查發(fā)現(xiàn)布袋箱下卸灰閥故障，沒有及時發(fā)現(xiàn)，造成集灰斗內(nèi)積粉長達20 h以上，為了處理內(nèi)部煤粉，一方面向布袋箱內(nèi)充氮，同時打開布袋箱人孔，準備把布袋箱內(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，但沒過多長時間內(nèi)部煤粉開始燃燒，同時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，當時由于煤粉揮發(fā)分不是太高為無煙煤，沒有造成更嚴重的后果。另一次是年8月，當時發(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)溫度并沒有達到煤粉的著火點，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

15、，并沒有著火。如果打開布袋箱人孔，很可能會造成象上次一樣，空氣進入布袋箱造成內(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，同時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)，噴吹完后溫度恢復正常。分析以上兩次事故，可以發(fā)現(xiàn)，煤粉著火點隨環(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)沒有達到常溫下煤粉著火點。過一段時間后煤粉也會發(fā)生自燃。如果發(fā)現(xiàn)及時，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，因為布袋上存有煤粉，且著火不易被發(fā)現(xiàn)。同時處理后布袋箱需烘干?？傊?，煤粉發(fā)生氧化自燃后應(yīng)盡量避免空氣進入，以免產(chǎn)生劇烈的燃燒。這時可以控制系統(tǒng)內(nèi)氧含量，并利用各種措施