煤粉特性及煤磨车间的安全设计

1、 煤粉特性及煤磨车间的安全设计 0前言 无论水泥、冶金还是电力工业，都要消耗大量的燃煤作为燃料，随着煤粉制粉工艺技术的进展，煤粉制粉系统已由传统的两级收尘改为一级收尘，粉磨设备也由传统的球磨机改为效率更高的立式磨，收尘器也成为了主要的工艺设备之一。但由于煤粉其自身存在的易燃易爆特性，因此平安问题就显得至关重要。 1煤粉及煤粉制备系统的废气特性 1.1煤粉的自燃与爆炸特性 积存的煤粉与空气中的氧气长期接触氧化时会发热使温度上升，温度上升又会加剧煤粉的进一步氧化，在散热不良时会使氧化过程不断加剧，最终使温度达到煤的燃点而引起煤粉的自燃。在煤粉制粉系统中，煤粉是由输送煤粉的气体和煤粉混合成的云雾状的

2、混合物，它一旦遇到火花就会使火源扩大而产生数倍大气压的大气压力，从而造成煤粉的爆炸。 影响煤粉爆炸的因素许多，如挥发份含量、煤粉细度、气体混合物的浓度、温度、湿度、输送煤粉的气体中氧的成分比例等。 (1)一般认为，挥发份大于l0，其值越大，越易爆炸，挥发份大于25的煤粉(如烟煤)，很简单自燃，爆炸的可能性大大增加。 (2)煤粉越细越简单自燃和爆炸，粒径小于80m的易于燃爆。 (3)煤粉浓度是影响煤粉爆炸的重要因素。煤粉浓度大于34kg/m3(空气)或小于0.320.47/m3(空气)时不简单爆炸。由于煤粉浓度太高，氧浓度太小；而煤粉浓度太低，缺少可燃物。新型煤粉制粉系统采纳立式磨，煤粉浓度在0

3、.501.0kg/m3(空气)之间，发生爆炸的可能性特别大。 (4)煤粉的着火温度：500530，自燃温度：140350。 1.2煤粉制粉系统废气特性 在新的煤粉制备系统中，收尘器已不仅是一台环保设备，而是一台重要的工艺设备，一般煤粉制备系统的废气具有以下特点： (1)含尘浓度较高，不管是立式磨还是风扫磨，废气浓度一般都在爆炸范围内； (2)煤粉成品的粒度细，粒度小于80m的占80； (3)烟气中氧气含量视烘干热风来源不同而有差异，以水泥厂来自窑头篦冷机或窑尾预热器的热风作烘干介质，热风的成分与空气相近，含氧量两种热源不等，煤磨废气的氧气含量自然也有差异。 1.3煤粉制粉系统火源隐患 在带烘干

4、粉磨的煤粉制备系统中，存在以下几种火源隐患： (1)来自烘干热风气流带来的火源； (2)系统中某些地方长期积累的煤粉氧化后使局部温度上升而自燃起火； (3)系统因静电积累引起的火花； (4)其它外部火源。 2工艺设计上实行的措施 (1)影响煤粉爆炸的因素中，一个很重要的因素是输送煤粉的气体中氧的成分比例，只要很好的掌握氧的比例，就能有效的降低爆炸的可能。通常状况下，煤粉烘干热源有两个地方，一是窑头篦冷机，二是窑尾。两种热源的氧含量相差很大。经分析，篦冷机废气中O2体积含量达21，与空气中比例相近，而出磨后输送煤粉废气的比例仍高达约17，尾废气的O2含量仅有4.5，而出磨后输送煤粉废气的比例约7，这样比例的气体，对爆炸能够起到很好的制约作用。因此设计中烘干用热风建议从窑尾高温风机后垂直风管上抽取。 (2)在掌握进磨风温的环节上，有两种选择，一种是掺冷风，通过电动调整阀掺入新奇空气，可以很好地掌握进磨热源风温，但热源的O2含量将会随之增加。其次种选择是掺入循环风，以掌握进磨热风的温度，循环风管的废气中O2含量约为7.5。远远小于空气中的比例。循环风从出煤粉主风机管道上抽取。这样就削减了O2的富集，降低了燃烧的可能性。流程见图1所示，煤磨系统中所用热风及所掺冷风的O2比