封閉式圓形煤場防止自燃的實踐與探索

陳偉

(華電萊州發(fā)電有限公司，山東 萊州 261441)

封閉式圓形煤場防止自燃的實踐與探索

陳偉

(華電萊州發(fā)電有限公司，山東 萊州 261441)

圓形煤場運行實踐管理中，對存煤自燃現(xiàn)象進行了匯總、分析和總結(jié)，介紹了圓形煤場自燃的特性，初步掌握了自燃的規(guī)律性，提出了防止自燃的措施，為進一步使用管理圓形煤場積累了一些經(jīng)驗。

圓形煤場；危害；自燃

0 引言

圓形煤場具有環(huán)保、節(jié)能、干燥儲存等特點，符合國家產(chǎn)業(yè)政策和大政方針，在火力發(fā)電廠中應(yīng)用越來越廣泛。但圓形煤場易自燃及自燃后的處理有相當難度，因此在推廣使用上有一定困難。本文在煤場管理實踐的基礎(chǔ)上，針對圓形煤場防自燃的問題進行了深入的思考和研究，提出了煤場管理的規(guī)律性認識，并提出防自燃的部分解決辦法，以供讀者參考和借鑒。

1 簡介

某火力發(fā)電廠位于渤海灣畔，一期工程建設(shè)2×1 000 MW機組，同期建設(shè)2×3.5萬t泊位和2×16萬t的圓形煤場。來船通過碼頭接卸，再經(jīng)輸煤系統(tǒng)進入圓形煤場內(nèi)儲存。圓形煤場直徑120 m，底部擋煤墻高17 m，擋墻上部為封閉式鋼架頂棚，中心離地面高50 m；可同時完成堆料和取料作業(yè)；在擋墻內(nèi)側(cè)壁上安裝了271根自動測溫傳感器，可實時測溫，并可遠程觀察溫度變化情況；電廠安裝有噴淋系統(tǒng)和消防水炮，粉塵污染和消防安全得以保障；同時電廠配備有裝載機、推煤機等機械設(shè)備。

2 煤場自燃的危害

煤場自燃主要有以下危害。

(1)熱值損失。煤的自燃大大降低了煤炭熱值，灰分增加，煤的應(yīng)用價值未得到有效利用。

(2)對煤場設(shè)施具有破壞作用。大面積的自燃導(dǎo)致?lián)趺簤Ρ跉p，嚴重時影響整個煤場設(shè)施的安全。

(3)自燃的煙氣對人體有害。自燃煤產(chǎn)生硫和一氧化碳等氣體對在場內(nèi)工作人員的人體危害較大。

(4)對鋼結(jié)構(gòu)有腐蝕作用。自燃煤產(chǎn)生的二氧化硫?qū)γ簣錾喜康匿摷芙Y(jié)構(gòu)具有較大的腐蝕性，會影響鋼架結(jié)構(gòu)的使用壽命。

3 圓形煤場的優(yōu)缺點

同室外條形煤場相比，圓形煤場[1]具有以下優(yōu)點。

(1)建設(shè)投資額度大。每座圓形煤場的建設(shè)費用需要近億的資金。

(2)環(huán)保性能優(yōu)越。煤場上部為相對封閉式設(shè)計，煤粉塵被抑制在煤場內(nèi)部，煤場外部比較干凈，對周邊的環(huán)境基本無污染。

(3)節(jié)能效果明顯。圓形煤場的封閉式設(shè)計，減少了風損、雨損，儲存的煤炭為干煤狀態(tài)，降低了煤中水分對鍋爐燃燒的影響。

(4)堆料、取料的自動化程度高。

相對其優(yōu)點，圓形煤場還有以下不足。

(1)由于高空自然堆積密度相對較小，導(dǎo)致大塊煤向擋墻堆積易發(fā)生自燃現(xiàn)象。

(2)自燃后的擋煤墻易被燒壞，影響圓形煤場的安全運行。

(3)自燃發(fā)生后，機械設(shè)備不易對墻角等事故區(qū)域進行處理。

4 自燃的傾向性因素分析

某電廠2012年6月—2014年6月圓形煤場共出現(xiàn)15次自燃現(xiàn)象，自燃情況見表1。

煤表面與空氣充分接觸，水分損失到一定程度后，氧化的煤達到自燃點而發(fā)生自燃。自燃的原因是多方面的，實踐中煤炭自燃傾向性因素主要包括儲存時間、空氣流通、不同品種煤疊加等。

4.1 大塊煤的自燃傾向

某電廠在堆煤時用堆料臂從31 m高空堆煤，由于煤的離析作用，大塊煤滾落到邊角處，擋煤墻邊角處因此累積大量的大塊煤，由于空氣在大塊煤中流通，大塊煤氧化加快，導(dǎo)致在較短的時間內(nèi)出現(xiàn)自燃現(xiàn)象。

表1 圓形煤場自燃情況統(tǒng)計

4.2 空氣流通強時的自燃傾向

把已冒氣的煤放置在室外(有3～4級風)堆成堆做試驗，在風力的作用下，經(jīng)過5 h，原本冒氣的煤變成明火，并越燒越旺。再觀察事故煤斗邊上已自燃煤，因為大門口及室內(nèi)空氣對流，明火更旺，直至煤燃盡變成灰分。在取料機取煤過程中，經(jīng)常出現(xiàn)冒氣或出現(xiàn)明火現(xiàn)象，原因是煤堆內(nèi)部積聚大量熱量，在取料后煤炭迅速氧化導(dǎo)致自燃發(fā)生?；诖死恚芾砣藛T將煤場大門保持關(guān)閉或打開狀態(tài)分別進行觀察60 d，發(fā)現(xiàn)打開大門導(dǎo)致門口邊墻角處大塊煤自燃2次，關(guān)閉時未發(fā)生自燃現(xiàn)象，再聯(lián)系以前投產(chǎn)前長時間儲煤時，多發(fā)生在大門邊角處的自燃情況，分析認為空氣流通是導(dǎo)致自燃的原因之一。

4.3 市場混煤的自燃傾向

某電廠曾經(jīng)出現(xiàn)過將來煤分別存放在兩個圓形煤場中，只經(jīng)過20 d先后發(fā)生自燃現(xiàn)象。經(jīng)查此船煤系市場混煤，是煤炭供應(yīng)商通過不同品種煤摻配成約定的熱值的煤。表1中市場混煤自燃曾經(jīng)出現(xiàn)過5次。對品種較單一的煤(如神混煤)長時間觀察，出現(xiàn)自燃現(xiàn)象明顯減少。

4.4 冒氣煤的自燃傾向

實踐中，煤場經(jīng)常會產(chǎn)生冒氣現(xiàn)象(冬季更甚些)。有時氣流較快且夾雜著刺鼻的硫味，可以判斷其內(nèi)部已出現(xiàn)自燃傾向。若出現(xiàn)此現(xiàn)象，應(yīng)當及時采取倒堆等辦法，或者優(yōu)選將冒氣的存煤取用，并注意不能把明火放入輸煤系統(tǒng)。

4.5 存儲時間長的自燃傾向

某電廠在機組試運階段，曾經(jīng)在2個圓形煤場滿負荷儲存共28余萬t，用汽車運輸入場(可以認為煤堆是壓實的)，最長放置8個月時間，因未能實現(xiàn)煤堆周轉(zhuǎn)[2]，在此期間曾經(jīng)在2個圓形煤場的大門口兩側(cè)邊角處出現(xiàn)過7次小面積(有明火苗頭即被處理)自燃現(xiàn)象。隨著機組相繼投運，煤場內(nèi)周轉(zhuǎn)正常(摸索出規(guī)律：一般情況下2個月為一個周期)，未出現(xiàn)自燃現(xiàn)象；但在冬季儲煤和迎峰度夏煤場滿負荷運行狀態(tài)下，有的煤超過60 d，自燃現(xiàn)象就有增加的趨勢。分析認為，圓形煤場滿負荷存儲而周轉(zhuǎn)不暢，導(dǎo)致存儲時間較長(超過60 d)，也是產(chǎn)生自燃現(xiàn)象的原因之一。

4.6 未徹底清底的自燃傾向

因圓形煤場滿負荷運行，或因新舊煤疊加，未能及時安排清理煤場底部未取盡的煤(主要是機組試運儲煤、過冬儲煤、迎峰度夏儲煤的壓力大，來不及清底)，在新舊煤交接處，特別是不同品種煤疊加在一起易出現(xiàn)冒氣、冒煙，直至明火現(xiàn)象。某電廠曾經(jīng)把已放置室外平均近3個月時間的3種煤放置在圓形煤場底部(實際上是混煤，汽車運輸后算是倒堆)，不到10 d即出現(xiàn)自燃現(xiàn)象。建議加快圓形煤場周轉(zhuǎn)頻率，并對煤場徹底清底[3]。堆存時盡可能將煤單獨存放，減少新舊煤、不同品種煤疊加存放。

綜上所述，圓形煤場自燃有如下規(guī)律：圓形煤場墻角處大塊煤易自燃；空氣流通過強易自燃；存儲時間超過60 d易自燃；煤場未徹底清底易自燃；取料機取煤過程中易自燃；市場混煤易自燃；冒氣的煤易自燃；不同品種煤疊壓在一起易自燃。

5 防范措施

經(jīng)過原因分析和上述規(guī)律的總結(jié)，可以采取以下措施，避免或減少圓形煤場自燃。

(1)對擋墻邊的大塊煤，可以采取上部覆蓋鮮細煤堵縫壓實的方法。

(2)煤場儲存時間不宜超過60 d，按燒舊存新、先進先出原則，定期合理安排取用，加快存煤周轉(zhuǎn)頻率。

(3)剛性執(zhí)行煤場清底制度，特別是把擋墻角處的大塊煤徹底清理干凈。

(4)建設(shè)備用煤場，減小圓形煤場存儲壓力。

(5)合理存儲，存儲量以滿負荷存儲量的80%～90%為宜，留出圓形煤場內(nèi)機動清底的空間和時間。

(6)分堆、分類、分品種存放，盡可能把不同品種的煤分別存放。

(7)日常管理中，采取措施減少煤場內(nèi)通風對煤氧化的影響程度，如把煤場大門關(guān)閉，定期檢查并維修擋墻毀損情況。

(8)盡可能從源頭上摸清煤炭出井后的存儲時間，掌控煤炭的自燃傾向性特點。

(9)減少市場混煤的采購量。

(10)對冒氣的煤及時安排取用。

6 結(jié)束語

隨著圓形煤場的廣泛使用，防自燃成了火力發(fā)電企業(yè)必須面對的課題。為管好煤場，從機組試運儲煤到正式運營，經(jīng)歷了了解自燃、處理自燃、不斷整改、防止自燃、摸索規(guī)律的探索過程，記錄自燃現(xiàn)象并認真分析總結(jié)，從不斷地探索和總結(jié)中積累了豐富管理經(jīng)驗。經(jīng)過整改，該電廠的煤場自燃現(xiàn)象大大減少，在保障電廠安全運行的同時，電廠的經(jīng)濟效益不斷提高，為類似煤場的建設(shè)和運營提供了寶貴借鑒。

[1]符永正.圓形煤場的特點及自燃防止措施[J].內(nèi)江科技,2008,123(7):123.

[2]常瑞麗,鄭祖東,謝忠泉.火電廠封閉式圓形貯煤場及其防自燃安全措施研究[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2012,38(11):63-65.

[3]黃國斌.封閉式圓形煤場貯煤防自燃探討[J].中國高新技術(shù)企業(yè),2010,154(19):185-186.

(本文責編：劉炳鋒)

2017-02-13；

2017-02-23

TK 01+8

B

1674-1951(2017)05-0030-02

陳偉(1969—)，男，山東棗莊人，從事入廠煤驗收管理和法律顧問方面的工作(E-mail:623271978@qq.com)。