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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(xué)全文檔來(lái)源：綿陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)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(hào)：TQ172．625．4 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：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(xué)全(綿陽(yáng)職業(yè)技術(shù)學(xué)院，I~)ll綿陽(yáng)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(xì)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(diǎn)；(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(jìn)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(jī)已經(jīng)大量應(yīng)用于新型干法水泥生產(chǎn)工
藝的煤粉制備系統(tǒng)中。實(shí)踐證明．立式煤磨系統(tǒng)優(yōu)勢(shì)
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(huì)因中控操作、系統(tǒng)設(shè)
計(jì)、現(xiàn)場(chǎng)管理不當(dāng)?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(gè)月內(nèi)連續(xù)兩次發(fā)生系統(tǒng)某個(gè)
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(cāng)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(jì)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(yù)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(xì)度、揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)及氣體中的
煤粉濃度和CO體積分?jǐn)?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(xì)度是根據(jù)回轉(zhuǎn)窯的燃
燒要求決定。研究表明，當(dāng)煤粉濃度小于100 g／m
或大于l 500 g／m3時(shí)．煤粉均不會(huì)發(fā)生燃爆。此極限
— ． 46 ．．
范圍的波動(dòng)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(yàn)．我
國(guó)煤粉的爆炸下限濃度范圍(標(biāo)況下)一般為：褐煤
45—55 m，，煙煤110～335 g／m，，上限濃度范圍(標(biāo)
況下)均在1 500～2 000 g／m，。煤粉越細(xì)．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(shí)就更危險(xiǎn)，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(wèn)題。
煤粉的揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?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(méi)
有危險(xiǎn)，揮發(fā)分>20％時(shí)．爆炸的可能性大大增加。實(shí)
際生產(chǎn)中煤粉的揮發(fā)分均>20％。另外，氣體中
‘p(CO)達(dá)到0．7％時(shí)也易燃爆。
1．2 氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)
氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)越高，煤粉氧化生熱速
度越快．系統(tǒng)燃爆的可能性相對(duì)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(xiǎn)。在煤粉及空氣
混合物中，如果有火源在某一局部地方點(diǎn)火引起燃
燒．就會(huì)向其它地方傳播，使整個(gè)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(gè)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(cāng)等部位產(chǎn)生火
花；焊接時(shí)產(chǎn)生的明火；由于運(yùn)動(dòng)氣體與構(gòu)件強(qiáng)烈摩
擦產(chǎn)生靜電，當(dāng)靜電量積聚到一定程度時(shí)，便會(huì)發(fā)生
煤粉的自燃。
2 預(yù)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(yīng)措施來(lái)消
除或控制燃爆條件的形成，才能預(yù)防和抑制煤粉的
燃爆。
2．1 對(duì)溫度的操作控制
燃料及其混合氣體在超過(guò)著火溫度、富氧的條
件下，不需外界作用便會(huì)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(shí)際生產(chǎn)中．如果磨機(jī)入口溫度超過(guò)300℃
時(shí)，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(guò)降低氣體溫度來(lái)防止煤粉的燃爆。
(1)控制入磨氣體溫度。盡量控制磨機(jī)入口熱
風(fēng)溫度<220～260℃。一般不超過(guò)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(fēng)閥門和
冷風(fēng)閥門的開度大小來(lái)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(guò)高，以
保證安全。
(2)控制出磨氣體溫度。磨機(jī)出口溫度應(yīng)控制
在65～75℃．不超過(guò)85℃。否則磨機(jī)及排風(fēng)機(jī)將自
動(dòng)跳停。當(dāng)喂料量過(guò)大或過(guò)小時(shí)，更要嚴(yán)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(yīng)控制
在露點(diǎn)溫度之上。正常情況下，袋除塵器出口溫度略
低于進(jìn)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(guò)65℃將報(bào)警，超
過(guò)80℃將跳停)。跳停時(shí)系統(tǒng)應(yīng)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(cāng)溫度。正常情況下煤粉倉(cāng)錐部
溫度控制在50℃左右，保持高料位(85％)狀態(tài)進(jìn)行
生產(chǎn)；如倉(cāng)錐部溫度持續(xù)上升，應(yīng)降低倉(cāng)內(nèi)料位；超
過(guò)85℃且還有上升趨勢(shì)，表明煤粉已自燃，應(yīng)立即
噴入惰性氣體，阻止燃燒，采取放倉(cāng)等處理措施。
(5)控制系統(tǒng)主排風(fēng)機(jī)出口溫度。在具體操作
中，應(yīng)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(fēng)，特別要保證出磨氣體溫度小于
75℃。在對(duì)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(guò)程中一味強(qiáng)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(duì)磨機(jī)出口溫度做小幅度的調(diào)整。如出口溫度
達(dá)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(guò)多造成的。結(jié)合水在干燥時(shí)
很難去除，所以，不能采用調(diào)高出磨氣體溫度的辦法
來(lái)解決，應(yīng)該根據(jù)煤粉的燃燒過(guò)程，適當(dāng)降低細(xì)度來(lái)
調(diào)整火焰的溫度、長(zhǎng)度和形狀，滿足煅燒的要求。(可
通過(guò)調(diào)整選粉機(jī)轉(zhuǎn)速、喂料量、系統(tǒng)通風(fēng)量來(lái)控制煤
粉細(xì)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(huì)
發(fā)生燃爆，但當(dāng)煤粉在某些部位沉降、粘附、氧化，就
會(huì)自燃，造成系統(tǒng)燃爆事故。實(shí)際生產(chǎn)中袋除塵的燃
爆大多是這個(gè)原因造成的。煤粉的比表面積較大，具
有較強(qiáng)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(shí)驗(yàn)室檢定，80℃以下時(shí)，其反應(yīng)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(gè)主要因素。理論上講，含水量增加l％將使煤溫上
升l7℃。同時(shí)，高速流通的廢氣在攜帶煤粉的同時(shí)
也會(huì)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(gè)方面進(jìn)行控
制：
(1)加強(qiáng)系統(tǒng)的密封，防止因漏風(fēng)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(yán)而漏風(fēng)，系統(tǒng)溫度降低，進(jìn)而結(jié)露；在
陰雨天雨水隨漏風(fēng)進(jìn)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(huì)造成
局部氧化自燃，燒毀除塵器濾袋。調(diào)查中有兩個(gè)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(qiáng)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)。
一47 —
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(4)試生產(chǎn)時(shí)，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(shí)堆積煤粉，造成自燃。
另外，對(duì)灰斗下的卸料裝置，應(yīng)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(jìn)明火
(1)防止紅熱熟料顆粒被熱風(fēng)帶人磨內(nèi)。若煤
粉制備所需的熱風(fēng)從冷卻機(jī)內(nèi)抽取，應(yīng)注意當(dāng)冷卻
機(jī)工作不正常時(shí)。一些紅熱細(xì)小熟料顆粒被抽入煤
磨系統(tǒng)而造成明火燃燒。特別是當(dāng)停磨后。若沒(méi)有排
空系統(tǒng)內(nèi)的煤粉和可燃?xì)怏w，重新開磨抽風(fēng)時(shí)，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(lái)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(qiáng)巡檢，防止金屬
物件進(jìn)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(shí)帶入明火。應(yīng)嚴(yán)格按操作
規(guī)程進(jìn)行煤磨系統(tǒng)檢修，在系統(tǒng)存在燃燒危險(xiǎn)的情
況下。不允許進(jìn)行焊接作業(yè)。
2．4 改進(jìn)系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)。消除燃爆隱患
2．4．1 改進(jìn)窯頭取風(fēng)工藝
對(duì)已采取窯頭取風(fēng)的廠，可在取風(fēng)管道和篦冷
機(jī)接口處。加掛鏈條；在熱風(fēng)管道上加裝旋風(fēng)筒；將
取風(fēng)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(xì)小的紅熱熟料顆粒進(jìn)入磨
內(nèi)?？梢杂行У仡A(yù)防燃爆事故的發(fā)生，同時(shí)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(xì)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(jì)中采用窯尾取風(fēng)方案
因?yàn)楦G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(fēng)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(yīng)光滑；選取管內(nèi)風(fēng)速要適當(dāng)，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(duì)袋除
塵器的損壞；管道和袋除塵器殼體應(yīng)敷設(shè)保溫層。
2．5 加強(qiáng)系統(tǒng)的安全生產(chǎn)管理
加強(qiáng)對(duì)職工的安全教育。提高安全意識(shí)，嚴(yán)格按
操作規(guī)程操作，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)和窯的中控操作人員的聯(lián)
系，發(fā)現(xiàn)異常問(wèn)題及時(shí)報(bào)告處理。
3 結(jié)語(yǔ)
立式煤磨系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行。關(guān)系到全廠生
產(chǎn)的連續(xù)正常進(jìn)行，煤磨系統(tǒng)一旦燃爆，就會(huì)使整個(gè)
水泥生產(chǎn)系統(tǒng)癱瘓，造成極大的經(jīng)濟(jì)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(jì)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(jì)；在中控操作過(guò)程中，要注意各參數(shù)的動(dòng)態(tài)平
衡：在現(xiàn)場(chǎng)管理過(guò)程中，嚴(yán)格遵循現(xiàn)場(chǎng)操作規(guī)程，使
煤磨系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行得到有效保證。
(編輯：劉雪嫣)(收稿日期：2004--12--20)
(上接第43頁(yè))壓機(jī)的調(diào)試。調(diào)試初期我們采用的方
案是粗倉(cāng)采用無(wú)輥壓機(jī)級(jí)配，細(xì)倉(cāng)采用有輥壓機(jī)級(jí)
配。當(dāng)輥壓機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)率進(jìn)一步提高后，我們擬減小一
倉(cāng)的平均球徑，以進(jìn)一步提高系統(tǒng)產(chǎn)量，降低平均電
耗。見(jiàn)表3。
4 結(jié)論
(1)經(jīng)過(guò)一段時(shí)間的摸索與實(shí)踐，這一國(guó)產(chǎn)規(guī)
表3 調(diào)試初期的球磨機(jī)研磨體級(jí)配
模最大的輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)基本達(dá)到設(shè)計(jì)能力。
這表明水泥粉磨采用國(guó)產(chǎn)二級(jí)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)在技術(shù)
上是可行的．且其生產(chǎn)運(yùn)行可靠，技經(jīng)指標(biāo)先進(jìn)。
(2)對(duì)輥壓機(jī)聯(lián)合粉磨系統(tǒng)而言，其輸送和供
風(fēng)能力一定要與系統(tǒng)能力匹配。我們?cè)趯?duì)該系統(tǒng)的
試生產(chǎn)調(diào)試過(guò)程中．就曾多次遇到因循環(huán)斗式提升
機(jī)能力偏低而被壓死的情況，從而影響了二級(jí)聯(lián)合
粉磨系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)率。另外系統(tǒng)主排風(fēng)機(jī)和循環(huán)風(fēng)機(jī)
一48 一
能力偏低。也制約了系統(tǒng)生產(chǎn)能
力的進(jìn)一步提升。這在今后的設(shè)
計(jì)與生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)加以重視和
完善。
(編輯：劉翠榮)
(收稿日期：2005-03-28)

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