煤粉尘爆炸风险#知识资料

1、煤尘爆炸危险作者CLETER。STEPHAN，P.E .矿业安全和健康管理协会匹兹堡宾夕法尼亚摘要信息全世界有很多工厂需要处理煤，例如赵霁工厂。在许多其他工厂，煤被用作水泥厂和石灰石厂等生产原料。煤可以安全处理和有效燃烧，但随着煤粒大小的减少，爆炸的危险在增加。粒子大小的原煤会燃烧，引起连锁爆炸，爆炸经常发生在热干系统、旋风除尘系统、仓库和粉末燃料系统、小麦和其他工艺或运输设备中。本文主要介绍了爆炸是如何在这个工厂发生的。燃烧三元素和爆炸五角形(元素)要产生燃烧，必须同时存在以下三个因素：燃料、热、氧的存在，这些元素形成燃烧三角形的三个边。消除任何因素都不会发生燃烧。例如，如果没有氧气，或只有

2、很少的氧气，那么即使热量再多，燃料也不会燃烧。同样，如果没有足够的热量，没有燃料和氧气的一定浓度就不能燃烧。另一方面，对于爆炸现象的发生，需要同时存在燃料、热、氧、悬浮、密闭空间中的爆炸5变形(元素)。像三角形一样，只要去掉所需的一个元素，就能阻止爆炸的传播(发生)。例如，如果有燃料，热源和氧气在密闭空间内，并且在适当的范围内，但不是悬浮，则不会发生爆炸，但在这种情况下会发生燃烧。燃烧的燃料因阵风而悬浮在空中，同时满足了爆炸五角形所需的所有条件，爆炸即将发生。要防止工厂发生爆炸，就得考虑燃烧3要素(燃料、热、氧)和爆炸5要素(燃料、热、氧、悬浮、密封的空间)燃料煤是一种主要燃料，必须满足几个条

3、件才会发生爆炸。这些条件包括挥发性物质、粒度和数量，前美国矿务局为了评估实验煤矿中煤的爆炸性能，进行了大规模实验，证明挥发性成分是非常有价值的(参数)。为了计算挥发性，实验室首先需要对煤样品进行初步分析。该分析确定了煤中挥发性物质和固定碳的含量，包括水分和灰分。挥发性物质被定义为从煤中减去挥发性物质，固定碳。该计算模型提供了与煤的自然特性或附着在煤上的不连续性成分无关的有价值的数据，这已经证明了煤粉挥发分超过0.12时存在爆炸危险。所有的烟煤都属于这一类，无烟煤已确认，挥发部不是0.12，没有爆炸危险。烟煤和无烟煤都诱发燃烧，但只有烟煤导致爆炸，这是很值得注意的。另一个重要条件是粒度。实验证明

4、，如果烟煤的粒子大小小于美国标准的20个屏幕，那么未煤粉爆炸(参与爆炸反应)的20个体中，粒子通过841微米，约0.03英寸，是爆炸可以产生的最大大小。(大于20的粒子不会爆炸)随着粒子大小的减小，爆炸的危险会增加。在粉碎系统中，煤的粒度通常超过85%，通过美国标准200网状、74微米以下或0.003英寸。点燃这些煤尘所需的能量更少，温度更低。在较小的粒子中，传热更快，因此爆炸产生的压力和生成速度更快。(爆炸速度和强度增加)与爆炸有关的第三个是煤粉能达到的浓度。为了知道最低爆炸浓度(MEC)，在这个最低悬浮浓度煤粉中传播爆炸(连环燃烧，爆炸)，产生破坏性压力。烟煤最低煤粉爆炸浓度约为0.10盎

5、司/立方英尺或100g/立方米煤粉浓度在入口达到最低爆炸浓度时，到散开的煤尘为止，看不到煤尘中10米远有灯罩的路灯。同样，人不能在MEC浓度的空气中呼吸。这个数字是普通8小时轮班矿工能吸入的灰尘浓度的25000倍。在宾夕法尼亚蓝调的煤矿实验室，MEC浓度的未煤粉沉到地面的厚度为0.005英寸。这种厚度几乎无法观察到。换句话说，如果在工厂的地板或墙上看到脚印，现场煤粉浓度将足以引起爆炸。爆炸浓度的上限不是完美的决定。实验结果表明，3.8盎司/立方英尺的煤尘浓度可能引起低强度爆炸，5.0盎司/立方英尺的浓度距离点火点10个距离被熄灭(在离火中心10米的地方关闭)。其他可燃性粉尘和气体会降低煤的ME

6、C值，另一方面，灰分含量增加的话，石粉、惰性气体和其他惰性物质会降低爆炸的危险。列燃烧三元素和爆炸五角形所需的热量通常以温度和能量的形式出现。煤尘的点火温度随着煤的挥发度提高而降低，高挥发分煤粉的点火温度接近最高440度的限制温度(华氏824度)，菲茨堡煤层煤粉的粒度在180微米以下，点火温度几乎不变，随着粒度的增加，需要更高煤粉的点火温度。随着粒度的缩小，煤粉更容易点燃。煤粉层的点火温度随挥发物质的增加而减少。高挥发分下煤粉层的点火温度与极限温度接近160，煤粉聚集在热表面时，最低点火温度随煤粉沉降集厚度的增加而迅速降低。因为厚厚的灰尘更快地吸收和储存热量。例如，如果描述不同的煤种，煤粉雾的

7、最低点火温度分类如下煤级或类型最低点火温度博卡洪塔什西姆烟煤610匹兹堡时报烟煤525-560烟煤混合煤(接收标准)475烟煤混合煤(干燥基础)455褐煤(接收器)450-600褐煤(旱季)425-555在视觉上温度约为537度(华氏1000度)时，在昏暗的房间里可以看到深红色。某些控制器的电阻或其他电气部件可能超过此温度。同样，200瓦白炽灯可以达到250度，1500瓦白炽灯的最高温度可以超过300度。以下是一些其他煤的最低点火温度煤级或类型最低点火温度匹兹堡煤层170罗得岛(克兰斯顿)无烟煤520伊利诺伊利诺斯7号反青弹160波卡洪塔斯西姆烟煤220电和摩擦火花也能提供火焰和爆炸所需的热源

8、，实验证明，在没有甲烷的环境下，煤粉可以直接点燃摩擦火花，无烟煤和烟煤的尘雾可以点燃0.03焦炭能量。来自肯塔基和实验煤矿(菲尔斯堡)布鲁斯通宾夕法尼亚的煤粉“雾”至少需要0.030和0.060焦能量。如果有5%8%的水分含量，没有有效的菲尔斯堡煤粉爆炸参数，水分含量超过8%，爆炸所需的最小能量急剧增加，水分含量超过15%(爆炸)，需要10倍以上的能量。类似地，在含氧空气中，煤粉爆炸的最小能量挥发性含量和通过美国标准200目标体的微煤粉(74微米)含量，与氧气含量一起，随着挥发含量的增加，煤洗含量的增加，爆炸危险性增加。但其他煤仍有最小爆炸能量。裴珉姬维修不好的机器发出的火花，或密封在坚固机器

9、上的所有煤粉都应视为具有爆炸性。对于煤粉和易燃气体混合物，最重要的最低爆炸能量主要由气体决定，点火时气体释放的能量将足以悬挂煤粉燃烧煤粉。氧气随着煤的挥发性含量的增加，燃烧3种元素、爆炸五角形的氧气量减少，半无烟煤的挥发性含量很低，褐煤的挥发性含量等于高挥发分的烟煤，但在室温下，在强火源的存在条件下，氧气量减少到13%以下，必须防止烟煤的点燃。悬浮对于燃烧，受伤不是必需的条件，但燃料必须处于悬浮状态才能完成爆炸传播。煤粉在大部分环境中只要有热源就能引起爆炸，因此处于悬浮状态是很危险的。未煤粉层从地面陷落，未煤粉层无论如何处于悬浮状态，爆炸即将发生。在这种情况下，爆炸火灾3要素和五角形所需的热量

10、都得到了满足。爆炸产生的飓风速度达到150-200公里/小时(230-290米/秒)，可能会在地板、墙壁、高空支架和设备上产生煤尘。大部分煤粉引起的爆炸风速超过每小时200公里。一般来说，如果煤粉爆炸引起的风速低于每小时100公里(150米/秒)，爆炸可能会关闭(不会引起连环爆炸)。菲尔斯堡煤层煤的最大爆炸压力磅/平方英寸，最大菲尔斯堡煤产生的压力速度为2000磅/平方英寸。这个参数对煤粉预测点火爆炸引起的强度和破坏非常重要。最大压力为90磅/平方英寸，爆炸压力发生速度为2000磅/秒，因此，可以很容易地估计达到最大压力所需的时间仅为0.045秒。菲尔兹堡的煤层和设计每平方英寸必须坚持50磅，

11、排放口必须在0.025秒内破裂。否则，压力会溢出，从而损坏系统中的设备。在一家工厂里，优秀的管理经验很重要，因为工艺设备并不总是抵抗爆炸产生的内部压力。爆炸火焰和压力在密闭空间内爆炸，扩散到工厂；额外的(其他)尘埃很可能会引起爆炸产生的气流，为第二次爆炸提供原料(引起第二次爆炸)。大部分工厂被毁的主要原因是二次爆炸。同样，第二次爆炸的出现造成了很多伤亡和人员伤亡。密闭空间密封空间不是燃烧3要素之一，但它是爆炸五角形的组成部分最基本的，密封空间会使受伤的煤粉粒子徐璐接近。没有足够的接触(密度)传热速度，无法满足引起爆炸的要求。没有密封的空间，爆炸不能传播，也有可能是没有巨大破坏力的火球。如果爆炸

12、连接到工厂外的大气，没有密封，只有一点煤会从通风口钻出来。会燃烧。一些未燃烧的煤也沉入地面。悬浮是爆炸5变形的存在所必需的，因此如果不存在密封条件(爆炸引起的)，空气流速会减少，其他煤尘也不会悬浮，爆炸停止。设备条件知识也可以用于煤炭预处理厂的大型吨位煤炭处理工艺。每个煤炭处理和工序的每个设备都处于单独的危险中(可能发生单独的爆炸)。以下部分介绍了一些区域和设备。但是，如果充分理解爆炸的参数，这种事故就可以避免。许多与粉碎系统相关的设备都有爆炸的危险。储存原煤在粉碎系统前伴随的煤炭存储系统通常接收不超过2英寸的各种煤。这些煤通常储存在运输工具周围的露天状态下，与此相关的爆炸危险通常仅限于自燃。

13、灼热的材料并不允许接近粉碎系统，肯定会有瞬间同时满足爆炸五角形的所有条件。建议将这些热东西分散放置，直到远离煤堆冷却。原煤贮藏室如果煤不发热，全面装载机会将核电站装载到传输带，进入未煤粉仓。这些仓库通常装有电子传感器或设备，用于测量煤炭储存的高或低水平。即使存储库内部有问题，也要有紧急(专用)门闩才能清空存储库。煤在煤仓中有自燃的倾向，但如果发生这种现象，需要一定程度的空气气流来供给燃烧热量所需的氧气。但是有时，在煤仓中间放上热电偶提供燃烧警报，但是在早期燃烧的情况下，使用二氧化碳检测器要可靠得多。在煤粉仓里，空原煤放在秤上，重量秤用小皮带电动机监控粉碎机中原煤的供给速度。如果检测到系统有什么

14、问题，小麦的供应系统就会完全停止。粉碎机在通常的驾驶条件(工作条件)下，煤在进入麦台之前，是直接进入秤上旋转的密封仓(气闸)吗？气门？)。气闸保证原煤和耐水流入粉碎机，但防止其他外部空气进入系统。一般来说，外部空气的含氧量大于循环系统中气体的含氧量。这种含氧量符合爆炸五角形，潜在危险煤经过密闭仓库，重新进入小麦内部的磨矿。根据添加煤的速度和大小，小麦的了望台大小不同。原煤在滚筒和旋转的磨石上研磨粉末，通过离心力的作用向外对于Liezi，CE 443 raymond磨机大小为44英寸，有三个滚筒；据报道，小麦能力每小时可以达到25吨(煤)。常用的这种磨确保85%-97%的煤粉通过200网屏。煤粉

15、越薄，爆炸的危险就越大。磨削过程中，热空气从小麦底部进入桶内，通过整个研磨机。这种热空气用于干燥和运输。这股热风发生在熟料冷却风或转炉罩上，熟料冷却风的温度为华氏400度左右，相反，转炉的热风温度为华氏9001200度左右。这样高的温度可以加热内部表面个别沉积的任何煤。小麦爆炸的危险主要来自停车过程。系统在运行中停车时，所有悬浮状态的煤粉都会沉淀。在提高温度的条件下，内部表面几乎瞬间发生了燃烧。如果不再知道系统的内部状态，然后重新启动，当热粒子悬浮时，就会发生爆炸。s主风扇如果风扇没有单独的马达，小麦的驱动马达可以同时提供小麦和主风扇的电力。一个优点是使用单个电动机更经济。这将导致小麦自发燃烧

16、，并可能在机器再动态中发生爆炸危险。在重新开始之前，必须证明系统没有发生爆炸的危险。主要缺点是不能在小麦静止的情况下膨胀原煤，在小麦中清洗。因为此时，主风扇也停止了运转。主风扇将煤粉强行输送到转炉，如果风扇在进行小麦脏物流(吸入)？)然后有小麦的负压或吸入效应。小麦的外部压力比较高，通常没有泄漏，可能会有一些空气流入，缺陷是实际上成粉末的煤通过主风扇旋转的叶片，如下所述。只要叶子没有火苗，这就没有问题。相反，如果主风扇在小麦的流动物流中，则研磨机中存在正压。这样，粉碎机的小裂纹、破裂部分或磨部件的焊接不良的焊接就会产生小的煤粉颗粒。因此，如果煤粉在工厂沉积，爆炸导致粉碎机破裂，这种(沉积)煤粉可能会发生二次爆炸。气旋磨碎，从上部取出，进入分离器，直