煤粉仓内煤粉着火的原因及防治措施

　　我厂1000t/d熟料窑外分解窑生产线,自点火试生产以来,煤粉仓曾多次发生着火,导致烧仓顶袋收尘器、电缆线等严重后果,且清理困难,造成长时间停车。为此,我们进行了多次技术分析和改进,使着火问题得到了解决。

　　1着火原因分析

　　煤粉燃烧是一个发光、发热的氧化反应,它是以碳为主的单质和化合物与氧气发生氧化反应的结果。通常情况下,根据引起燃烧原因的不同可分为自燃和火源引燃两种形式,后者又包括了前者的延续和发展。我们从燃烧必须的两个条件,即氧气和煤粉燃烧所需要达到的着火点,结合我厂工艺特点,分析了我厂煤粉仓着火的原因。

　　1.1煤粉储存和输送系统工艺流程

图1煤粉系统工艺流程

1.煤粉仓;2.收尘管;3.充气箱;4.电动蝶阀;5.失重仓;6.传感器;

7.搅拌翅;8.双路阀;9.闸阀;10.罗茨风机;11.螺旋泵;12.缓冲仓;

13.单管螺旋输送机;14.电磁阀;15.手动阀;16.袋收尘器;17.防爆阀

　　我厂煤粉输送的工艺流程图见图1。由煤磨系统生产的煤粉经旋风收尘器和电收尘器收下后进入煤粉仓;煤粉在仓底充气箱压缩空气和自重力的作用下经电动蝶阀分别进入窑头和窑尾失重仓;之后经单管螺旋输送机送至螺旋泵,在压缩空气的作用下通过螺旋泵分别将煤粉送往窑头和窑尾分解炉。在螺旋泵上的缓冲仓上安装了收尘管,在煤粉仓顶部安装了袋收尘器,使系统漏风能被及时抽走以实现负压操作。

　　1.2氧气的来源

　　煤粉仓内的煤粉在正常状态下处于堆积状态。它和外界接触部分仅仅是料层表面。但在生产过程中,还存在系统的漏风问题。由图1可见,在煤粉仓底部存在着两个空气源。一是通过充气箱进入的空气。充气箱所用气体为高压压缩空气,以便使煤粉仓底部的煤粉呈流态化,使煤粉仓内的煤粉能顺利地进入失重仓,而不产生结拱和滞流。但同时它又是一个空气源,当煤粉仓内出现火源时,它便能加速煤粉的燃烧,使火势迅速扩大。另一个气源是系统正压造成的鼓入空气。我们在检查螺旋泵时发现,我厂螺旋泵在密封盖处存在着较大的装配偏差(见图2)。当螺旋泵处在输送状态时,由于螺旋腔内存在着料封,通过螺旋轴进入进料端的返风是很少的。但当螺旋泵在无料状态时,返风就相当严重,收尘管道能力表现出明显不足,在螺旋泵进料端出现正压。这部分空气通过单管螺旋输送机进入失重仓,进而进入煤粉仓。

图2螺旋泵密封装置

1.密封圈;2.配重装置;3.阀门

　　1.3煤粉仓内的火源

　　煤粉仓着火是有一个过程的,首先是一部分煤粉燃烧,然后不断蔓延,使火势扩大。通过生产中观察发现,引起煤粉仓着火的原因有两个:一个是煤粉电收尘收下的着火煤粉进入煤粉仓;另一个是煤粉仓内的煤粉长时间堆积产生自燃。

　　由于在煤粉仓底部存在着死角(见图3)。这部分煤粉在仓内存留时间很长,再加上煤粉温度都在70℃左右,在氧气存在的情况下,自燃就必然会发生。

图3煤粉仓内的煤粉堆积死角

　　我厂使用烟煤的矿点多、煤质杂,煤的组成波动也大。根据有关资料和我们的生产实践都证明,煤粉的自燃温度因煤质不同差别很大。挥发分越高,煤粉的自燃温度就愈低,发生自燃的可能性就愈大。当挥发分大于35%时,即使在常温下长时间堆放,煤粉也能发生自燃。我厂几种烟煤的工业分析结果见表。

烟煤的工业分析(%)

　　当使用挥发分高的煤时,原煤水分大,不易烘干,经利用窑尾废气进行烘干的风扫煤磨后,出磨气体的水分含量极高,基本达到饱和,在电收尘内由于温度降低产生结露,使煤粉粘附在电晕极和沉淀极上,出现电晕封闭和火花放电现象。火花放电使部分煤粉被激着,在操作不慎时,着火的煤粉就会进入煤粉仓。

　　由自燃或电收尘进入的着火煤粉在煤粉仓内遇到空气时,便具备了着火的条件,如不及时采取措施,势必造成严重后果。

　　2改进和预防措施

　　为了防止煤粉着火,我们采取了以下改进和防范措施。

　　2.1工艺设备改进

　　为了避免空气进入煤粉仓和仓内煤粉长时间堆积自燃,我们将煤粉仓平底改成如图4所示料斗,斜度达75°,以免煤粉堆积,并拆除了充气箱,为防止下煤不畅,在料斗上安装了空气炮;为了避免螺旋泵返风进入煤粉仓,将原来的电动蝶阀换成回转下料器;我们还对螺旋泵密封装置进行了调整,以减少螺旋泵返风(见图2)。并将收尘管道由原来的Φ108mm改成Φ120mm,增大了通风能力,实现负压操作,避免高压风进入煤粉仓。

图4改进后的煤粉系统工艺流程

1.空气炮;2.回转下料器;3.减压锥

　　2.2工艺操作的改进

　　为了配合使用高挥发分煤,根据实际情况,控制出磨煤粉水分4.0%～5.0%。增大磨机通风量,降低出磨气体的湿含量,将磨机出口温度由原来的75～80℃调整为65～70℃,使入煤粉仓的煤粉温度在60℃以下;当分析煤粉仓内有着火迹象时,尽快喷入CO2,磨些较湿的煤粉将着火煤覆盖,并尽快将着火煤送走。在窑或分解炉停止用煤后,尽可能早地关停罗茨风机,避免正压返风进入煤粉仓。

　　2.3加强管理

　　加强进厂煤的管理,使进厂煤按质堆放,搭配使用,避免久存。加强电收尘操作人员的责任心,使电收尘内避免积煤和火花放电,当发现电收尘收下的煤粉着火时应立即外排,并采取灭火措施,断绝煤粉仓的外界火源。在长时间停车时,都将煤粉仓和电收尘及有关输送设备中的煤粉清理干净,避免长时间积煤引起自燃。

　　3结束语

　　通过技术改造和加强管理,我厂煤粉仓着火问题得到了解决,着火事故不再发生。因此,我们认为,在使用挥发分较高的烟煤时,防止煤粉的自燃和煤粉储存设备内煤粉的燃烧是很重要的。在工艺设备上要避免死角积煤及煤粉与空气的混合,在管理上要树立“安全第一”的思想,精心操作。通过技术改进和加强管理,煤粉着火是可以避免的。