燃用高挥发分烟煤时磨煤机内部爆燃分析及防范

1、1/22 报告单位： 技术部 技术一课 报 告 人： 陈锦辉 制程工程师 报告日期： 2012.7.18 燃用高挥发分烟煤时磨煤机内部燃用高挥发分烟煤时磨煤机内部 爆燃分析及防範爆燃分析及防範 1.粉煤爆燃粉煤爆燃简介简介 1.1制粉系统爆炸之定义 1.2粉煤爆燃主要经历 1.3粉煤爆燃危害及特点 2.粉煤粉煤爆燃爆燃之之难易评定指标难易评定指标 2.1爆炸指数 2.2挥发分比 3.粉煤爆燃五角形分析粉煤爆燃五角形分析 3.1燃料(煤) 3.2热量 3.3氧量 3.4煤粉的悬浮 3.5限制空间 4.如何如何防范磨防范磨煤机内部粉煤煤机内部粉煤爆燃爆燃 4.1充惰系统的应用 4.2降低磨煤机出口

2、温度 4.3适当加大吹扫风量 4.4减少积粉 4.5煤质检查 5. 结论结论 2/22 大 纲 1.粉煤爆燃简介 1.21.2粉煤爆燃主要经历：粉煤爆燃主要经历： 煤粉受热温度上升表面热解、干馏产生可燃气体气体混合物被点燃 产生热量促进热解、干馏燃烧速度加快转而爆炸 1.11.1制粉系统爆炸之定义：制粉系统爆炸之定义： 制粉系统爆炸就是煤粉的爆炸, 是一种压力急剧上升的燃烧过程, 此 时压力上升速度比正常燃烧要快得多。煤粉以一定的浓度分散在空气中, 一旦遇到适当的点燃能, 就会发生燃烧并迅速传播, 导致连续不可控制的 燃烧, 这就是煤粉的爆炸。 4/28 1.3. 1.3. 粉煤爆燃危害及特点

3、粉煤爆燃危害及特点: : 连续爆炸，持续时间长。 由于爆炸冲击波作用，使散落、沉积的煤 粉形成新的气相混合物系可再次发生爆炸 。 b.产生有毒气体。 爆燃时，有可能缺氧而生成一氧化碳；高 挥发份烟煤析出挥发份有毒气体。 c.避免使用喷射形式的灭火。 由于煤粉颗粒的流动性和沉积性，着火后 应避免采用喷射形式的灭火措施，以免飞 散的悬浮颗粒形成新的燃爆混合物。 1.粉煤爆燃简介 2.粉煤爆燃之难易评定指标 2.12.1爆炸指数：爆炸指数： BC=100(Var+Sar.v)/(Car.f+Aar+Mar) Var： 收到基挥发分 Sar.v： 收到基挥发分中硫含量 Car.f： 收到基剩余焦碳 A

4、ar： 收到基灰分 Mar： 收到基全水分 BC 2030, 难爆燃 3045, 中等易爆燃 4570, 易爆燃 2.22.2挥发分比：挥发分比： 定义：V=挥发分/挥发分+固定碳 V 0.12, 有爆燃的危险 V 0.12, 无爆燃的危险 适用范围：灰分 15%、 水分:5%8% 3.3.粉煤爆燃五角形分析粉煤爆燃五角形分析 爆燃的五个因素：燃料、热量、氧量、煤粉悬浮、空间限制。 只有同时具备了此五个因素，爆燃才会发生， 这五个因素构成了爆燃五角形的边，去除其中任何一个因素，就可避免爆燃 的发生。 燃料燃料氧量氧量 点燃能点燃能 煤粉悬浮煤粉悬浮 空间限制空间限制 3.13.1燃料燃料( (

5、煤煤) ) 挥发分挥发分：Vdaf 20%，有爆炸的危险 水分水分和和灰分：灰分：水分和灰分能有效的抑制爆燃。 细度：细度：烟煤能爆燃的最大颗粒是0.841mm。制粉系统粒度小于0.074mm。 积粉厚度：积粉厚度：积粉层厚度越厚，着火温度越低。 煤粉煤粉浓度：浓度：烟煤和空气混合物的质量浓度在3504000g/m3有爆炸危险，制粉系 统 煤粉煤粉爆炸的浓度范围爆炸的浓度范围。因此制粉系统防爆设计很少考虑煤粉浓度对爆炸性的 影响问题。 3.3.粉煤爆燃五角形分析粉煤爆燃五角形分析 3.23.2点燃能：点燃能： 进入磨煤机的空气温度较高，通常都在200以上；磨煤机通过控制合适充足的 通风量可以降

6、低点火能量的聚集。 3.33.3氧量：氧量： 当烟煤和空气混合物中的氧含量降至14%时,一般没有爆燃的危险。氧量与干燥剂 的种类有关，向系统的干燥剂中掺入惰性气体（如烟气、N2、CO2、水蒸汽等） 降低氧含量，爆炸危险性就会减少。且应充分排查粉仓漏风，防止进入粉仓的氧 气引起煤粉自燃。 3.43.4煤粉悬浮：煤粉悬浮： 悬浮状况主要取决于风量、比表面积等。悬浮中的煤粉遇到足够的热源容易发生 爆炸。磨煤机内部气粉混合物在持续流动，煤粉的悬浮在磨煤机内部是能够满足 的。 3.53.5限制空间：限制空间： 磨煤机内部本身就是一个容器。 3.3.粉煤爆燃五角形分析粉煤爆燃五角形分析 4. 磨煤机内部粉

7、煤爆炸的主要原因 根据磨煤机系统设置和自身结构，其煤粉爆炸主要有如下原因： 1.粉磨的煤种挥发份较高； 2.粉磨煤粉细度要求很细； 3.磨煤机出口气粉混合物温度过高； 4.粉磨高爆炸危险性煤种时无法实现惰性气氛； 5.起动、运行及停机时防爆控制措施不当； 6.上述原因综合作用的结果。 9/28 4.4.如何防范磨煤机内部粉煤爆燃如何防范磨煤机内部粉煤爆燃 磨煤机爆燃多发生在启、停运行工况，特别是粉煤浓 度变化较大的停运期间的吹扫过程。故可采取以下措 施防范爆燃发生。 4.14.1消除系统内的积煤与积粉消除系统内的积煤与积粉 积粉自燃是制粉系统爆炸的主要原因。磨盘转角 和折向挡板转角和输粉管是磨

8、煤机内部容易积粉 的地方，应保证磨煤机内的煤粉充分抽尽，应定 期对制粉系统中可能存在积粉的设备及管道进行 检查，并及时处理及改进。 4.24.2控制磨煤机出口温度控制磨煤机出口温度 按规程严格控制磨煤机出口温度，烟煤挥发份大 于20%-25%，球磨机出口温度控制不超75度；挥 发份大于25%-30%，球磨机出口温度控制不超70 度；挥发份低于20%，球磨机出口温度控制不超 80度。并且避免磨煤机断煤，而导致出口温度超 温。 4.34.3合理控制吹扫风量合理控制吹扫风量 通风量的控制对于防范制粉系统的爆炸起到关键作用，控制合理充足的通风量，可以降低 粉煤点火能的聚集。 停运操作时先逐步减小给煤量，然后开启磨煤机冷风门、关小磨热风门，最后直至停运给 煤机。按照：“少量，多次的原则”进行调整。 11/28 4. 4. 磨煤机内部粉煤爆燃防范措施磨煤机内部粉煤爆燃防范措施 4.44.4充惰系统的应用充惰系统的应用 惰性介质包括蒸汽、CO2、N2等。目前磨煤 机普遍采用辅助蒸汽充惰方式。向磨煤机 内充蒸汽有利于加大煤粉湿度，降低温度， 降低氧含量。在磨煤机起、停运行期间， 使用充惰系统对于防范制粉系统爆炸和处 理制粉系统异常十分有效。 4.54.5煤质检查煤质检查 此外应经常检查来煤煤质，当燃用高挥发 份煤种时，要注意球磨机出口温度以及煤 粉