高爐噴煤系統(tǒng)危險(xiǎn)因素淺析

摘 要：高爐噴煤系統(tǒng)一般采用中速磨加一級(jí)布袋收粉“短流程”全負(fù)壓制粉工藝系統(tǒng)。原煤從原煤槽通過(guò)膠帶機(jī)運(yùn)輸至原煤倉(cāng)，原煤倉(cāng)出口的給煤機(jī)按設(shè)定值給磨煤機(jī)加煤。磨煤機(jī)內(nèi)原煤經(jīng)干燥劑干燥及研磨，由磨煤機(jī)上部分離器分離出合格的煤粉。高爐噴吹系統(tǒng)中的磨煤機(jī)、煤貯倉(cāng)、倉(cāng)式泵、布袋除塵器、噴吹罐組及輸送管道等，都因煤粉的存在有火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性。四是噴吹罐組、倉(cāng)式泵、煤粉倉(cāng)、原煤倉(cāng)等設(shè)角度應(yīng)大于70°。

關(guān)鍵詞：煤粉火災(zāi)爆炸特性 主要設(shè)備危險(xiǎn) 生產(chǎn)過(guò)程危險(xiǎn) 防火防爆措施

中圖分類號(hào)：TQ17 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1672-3791（2013）06（b）-0089-01

高爐噴煤系統(tǒng)一般采用中速磨加一級(jí)布袋收粉“短流程”全負(fù)壓制粉工藝系統(tǒng)。原煤從原煤槽通過(guò)膠帶機(jī)運(yùn)輸至原煤倉(cāng)，原煤倉(cāng)出口的給煤機(jī)按設(shè)定值給磨煤機(jī)加煤。磨煤機(jī)內(nèi)原煤經(jīng)干燥劑干燥及研磨，由磨煤機(jī)上部分離器分離出合格的煤粉。再由排煤粉風(fēng)機(jī)抽引，進(jìn)入布袋收塵器，經(jīng)氣、粉分離，煤粉流入布袋灰斗，設(shè)計(jì)一般采用中間煤粉儲(chǔ)倉(cāng)平衡煤粉的生產(chǎn)和高爐的煤粉噴吹量。

高爐噴吹系統(tǒng)中的磨煤機(jī)、煤貯倉(cāng)、倉(cāng)式泵、布袋除塵器、噴吹罐組及輸送管道等，都因煤粉的存在有火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性。另外，煤粉噴吹一般還會(huì)用到熱風(fēng)爐的粗煤氣，煤氣也是具有火災(zāi)爆炸危險(xiǎn)性的物質(zhì)。因此，高爐噴煤系統(tǒng)設(shè)備的主要危險(xiǎn)為火災(zāi)爆炸。

1 煤粉火災(zāi)爆炸特性分析

1.1 煤的自燃

煤是一種能自燃的物質(zhì)，當(dāng)達(dá)到自燃點(diǎn)時(shí)就會(huì)引起燃燒。煤的自燃能力一般與以下因素有關(guān)：煤化程度、存放時(shí)間、水分含量、黃鐵礦（FeS2）的含量、周圍環(huán)境溫度、煤粉粒度等因素。

1.2 煤粉的爆炸性

煤粉與空氣混合形成懸浮的霧狀氣粉混合物，爆炸極限范圍很大，當(dāng)氣粉混合物的濃度在35～2000 g/m3的范圍內(nèi)時(shí)，遇到明火或一定的溫度，會(huì)造成煤粉的爆炸。當(dāng)氣粉混合物的濃度在300～600 g/m3時(shí)，爆炸壓力最大，可達(dá)0.306 MPa。爆炸時(shí)所產(chǎn)生的沖擊波對(duì)設(shè)備產(chǎn)生猛烈沖擊，甚至損壞設(shè)備，嚴(yán)重時(shí)可引起火災(zāi)和人身傷亡事故。

1.3 煤粉粒度對(duì)爆炸性的影響

煤粉粒度增大，爆炸性減弱。煤粉塵的燃燒爆炸特性如（表1）。

2 噴煤系統(tǒng)主要設(shè)備危險(xiǎn)分析

噴煤系統(tǒng)一般主要設(shè)備有：立式磨、原煤倉(cāng)、細(xì)粉倉(cāng)、布袋除塵器和噴吹罐組。立式磨因粉碎的煤粉粒徑較小，且粉碎時(shí)煤中易于混入雜物（如鐵塊、石子等）產(chǎn)生火花，從而引起爆炸，在粉煤時(shí)要在立式磨前加設(shè)磁鐵等以防產(chǎn)生電火花。因?yàn)槊洪L(zhǎng)期存積易于自燃，所以原煤倉(cāng)消防一定要作好。細(xì)粉倉(cāng)因儲(chǔ)存的煤粉粒徑較細(xì)，考慮到防火防爆安全，必須要做好防靜電接地，以防產(chǎn)生電火花。布袋除塵器和噴吹罐組由于涉及的介質(zhì)都是細(xì)小顆粒的煤粉，所以要充分考慮防爆要求，都應(yīng)該安裝防爆裝置（如防薄膜、泄爆孔等）。

3 生產(chǎn)過(guò)程危險(xiǎn)性分析

高爐噴煤系統(tǒng)一般在以下生產(chǎn)過(guò)程中可能引發(fā)火災(zāi)爆炸事故。

（1）干煤棚存煤時(shí)間過(guò)程可能發(fā)生自燃。

（2）噴吹罐爆破膜超期使用，容易發(fā)生爆裂。

（3）中速磨、布袋、粉倉(cāng)積粉太多，遇高溫或明火容易發(fā)生火災(zāi)，進(jìn)而引發(fā)爆炸。

（4）儲(chǔ)氣罐超期、維護(hù)不當(dāng)容易發(fā)生爆炸。

（5）煤粉倉(cāng)、噴吹罐等容器內(nèi)儲(chǔ)存著煤粉，如遇致電火花等易引起煤粉自燃式爆炸。

（6）氧氣管道、閥門沾上油污又沒(méi)有清除干凈，送氧后氧氣與油脂作用可能引起燃燒式爆炸事故。

4 噴煤系統(tǒng)防火防爆措施

4.1 消除系統(tǒng)內(nèi)部積粉

（1）要消除立式磨機(jī)入口積粉。立式磨機(jī)入口進(jìn)煤管與水平夾角應(yīng)大于58°；立式磨機(jī)熱風(fēng)入口中心線與球磨機(jī)筒體中心線投影成一直線；在設(shè)計(jì)上應(yīng)盡量降低原煤水分，要求小于10%。

（2）要消除水平管道。制粉輸送系統(tǒng)盡可能避免水平管道，如果設(shè)置水平管道，必須使氣粉混合物流速大于25 m/s，并設(shè)置吹掃裝置。

（3）輸煤和噴吹管線布置應(yīng)避免死角，設(shè)計(jì)和施工時(shí)，管道與水平夾角應(yīng)小于45°，輸煤管線曲率半徑應(yīng)大于2倍管道直徑。

（4）噴吹罐組、倉(cāng)式泵、煤粉倉(cāng)、原煤倉(cāng)等設(shè)角度應(yīng)大于70°。原煤因含水分較高，下煤不順，原煤倉(cāng)錐體應(yīng)做成雙曲線形漏斗。

4.2 消除靜電和明火

（1）系統(tǒng)電氣、儀表、容器和輸煤粉管道法蘭要安裝接地保護(hù)設(shè)施。儀表應(yīng)采用防爆型。

（2）系統(tǒng)照明要采用防爆燈，并采用接零保護(hù)。開(kāi)關(guān)也相應(yīng)采用防爆型。

（3）布袋除塵裝置的過(guò)濾布袋，要采用防靜電材質(zhì)，除塵器應(yīng)有泄爆口。

（4）混合器出口安裝快速切斷閥，當(dāng)噴吹風(fēng)壓力與高爐冷風(fēng)壓力差小于規(guī)定值時(shí)，快速切斷閥自動(dòng)切斷，防止熱風(fēng)倒流。

（5）粗粉分離器回粉管道鎖氣器，要靈活好用，動(dòng)作協(xié)調(diào)，開(kāi)關(guān)到位。防止熱風(fēng)直接進(jìn)入布袋箱。

4.3 控制系統(tǒng)含氧濃度

當(dāng)氣相中含氧濃度降至12%以下時(shí)，雖在上述煤粉濃度內(nèi)，即使煤粉溫度達(dá)到燃點(diǎn)以上，也不會(huì)引起煤粉爆炸。為確保安全，在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中應(yīng)保證含氧濃度比安全含氧濃度還要低。

4.4 設(shè)置防爆膜

煤粉系統(tǒng)倉(cāng)式泵、噴吹罐組、磨煤機(jī)進(jìn)出管道、細(xì)粉分離器進(jìn)出口管道、布袋除塵器、煤粉倉(cāng)輸煤粉管道及除塵管道等均應(yīng)設(shè)置防爆膜。如果在貯煤罐（中間罐）、噴吹罐、倉(cāng)式泵等容器采用N2沖壓，可不設(shè)防爆孔。

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