電廠褐煤存儲自燃原因分析及防控措施

王德君

摘 要：煤場儲存過程中褐煤發(fā)生自燃現(xiàn)象是較為突出的問題，既威脅設備安全運行，又會造成經濟損失。分析儲存褐煤發(fā)生自燃的原因，有效采取技術控制措施，預防褐煤自燃，提高企業(yè)的安全性及經濟性。

關鍵詞：褐煤 儲存 自燃 原因 防控

1 前言

長春二熱裝機容量為6臺200MW機組，每年燃煤耗量在330-350萬噸，其中褐煤約300-315萬噸。儲煤場為三個條形露天儲煤場，設計儲煤量25萬噸，最大儲煤量32萬噸。冬季供暖期6臺機組全部運行，日均耗煤量1.5萬噸。長春二熱是長春市冬季采暖供熱源頭企業(yè)，供熱面積約占長春市總量35%，保持供熱穩(wěn)定關系到民生大事，是國企義不容辭的責任，做好安全儲煤是確保穩(wěn)定供熱的前提。

2 褐煤存儲發(fā)熱自燃現(xiàn)狀

煤場褐煤存儲容易發(fā)生發(fā)熱、自燃現(xiàn)象，如不及時進行置換、翻燒，自燃現(xiàn)象會形成較大的火勢，嚴重影響企業(yè)的安全生產并造成較大的經濟損失。褐煤存儲時間不能過長，一般控制在1個月之內為最佳，否則即使不發(fā)生自燃現(xiàn)象，熱值損失也會隨著儲煤時間的加長而加大。一般褐煤自燃堆積成垛，大約會在3個月左右產生發(fā)熱、自燃的現(xiàn)象，如煤炭入廠前在煤礦進行了儲存，就會縮短入廠后的存放時間。陳煤不適合進行儲存。

煙煤中長焰煤具有褐煤的特征，長焰煤的水分、揮發(fā)份、灰分與褐煤接近，所以不適合長時間存儲。

煤炭存儲是企業(yè)經營過程的必要行為，盡管褐煤不易存儲，有發(fā)熱、自燃的問題隱患，但通過科學采取技術措施，是可以實現(xiàn)安全儲煤，適當延長儲煤時間的目標的。

3 褐煤存儲發(fā)熱自燃現(xiàn)象的原因分析

褐煤存儲過程中產生發(fā)熱、自燃現(xiàn)象，主要是煤質指標、煤場內存放及煤場管理三方面原因。

（1）煤炭入廠前煤質指標的影響

a.煤質硫分含量高。硫在一定的溫度下，就會產生化學反應，生成氧化硫，氧化硫遇到水就會生成稀硫酸，形成煤垛溫度升高的現(xiàn)象，持續(xù)反應會使煤垛溫度升至煤炭燃點，引起煤垛自燃。硫分的化學反應過程是循環(huán)反復、逐漸反應加快的過程。

b.入廠煤水分過高或過低。一定量水分可以促使煤硫份產生化學反應，初始過程中是煤炭中外水參與化學反應，反應過程中溫度升高又會析出煤炭內水，加入到化學反應過程，加劇了煤的自燃。

c.煤質揮發(fā)份含量高。揮發(fā)份會隨著煤炭儲存時間而不斷加快析出過程，匯集煤炭的化學反應過程后，會加劇煤炭升溫、氧化、自燃的過程。

d.入廠煤質為陳煤，有風化或發(fā)熱現(xiàn)象，縮短了煤炭在廠內的存放時間，易引起發(fā)發(fā)熱、自燃現(xiàn)象。

e.煤垛的堆積密度小，影響煤垛中含氧量高。

（2）煤場內存放的自然因素

a.未采取防風苫蓋措施，春、秋季風大，對煤垛有強化增氧作用，促進煤炭氧化化學反應。

b.未采取防雨苫蓋措施，雨水澆淋煤垛，對煤垛有強化增氧作用，促進煤炭氧化化學反應。

c.未采取遮陰防曬措施，夏日暴曬使煤垛溫度過高，氧化作用增強。

（3）煤場管理的原因

a.未采取分層壓實，降低煤垛氧量的措施等。

b.未規(guī)范煤場測溫監(jiān)控煤垛溫度變化，未及時采取對發(fā)熱煤倒垛或翻燒措施。

c.煤場置換不徹底，留下發(fā)熱隱患，影響后續(xù)儲煤效果。

4 電廠采取預防褐煤存儲發(fā)熱自燃的具體技術措施

（1）儲煤前期準備工作

a.煤場儲煤工作小組做好成員分工，任命一名專職儲煤管理，全面負責整個煤場堆煤作業(yè)管理。儲煤工作設儲煤記錄本，記錄儲煤流程中場地平整、分層堆煤壓實、苫蓋等各階段驗收環(huán)節(jié)事項、記錄儲煤物資使用情況及儲煤時間、煤種、煤量、測溫、天氣情況等信息。

b.儲煤所需20噸振動壓路機、履帶式挖掘機租賃及廠內煤炭倒運項目隨時進場作業(yè)；防水苫布、絲袋子及綁繩采購到位。

c.煤場封垛區(qū)域場地按時清理完畢，場地壓實階段壓路機進場，達到儲煤條件。煤場地面存在凹陷時，先采用鋪墊煤層，鋪墊煤場宜選用低質價低煙煤，并采用壓路機進行壓實，壓實后的煤場地面應有緩坡度，防止雨水侵入，并利于排水。

d.燃料物資部把住監(jiān)裝管理關，確保來煤為新開采煤源，并通報煤源信息。

e.燃料物資部采樣班對入廠煤逐車進行溫度測量，并經目測來煤無風化現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)某批次入廠煤溫度超過40℃，通報燃運禁止堆存在封垛區(qū)。

f. 管控好儲煤作業(yè)安全風險。安排專人統(tǒng)一協(xié)調指揮，避免交叉作業(yè)；減少或避免夜間高空機械作業(yè)，履行好安全監(jiān)護制；杜絕駕駛人員疲勞作業(yè)。

（2）儲煤技術措施

a.在褐煤堆煤作業(yè)中，按分層堆煤、逐層壓實的方式進行。每層層高必須為0.5米以下，先用推土機或裝載機進行初步平整，再上振動式壓路機進行壓實操作，煤層壓實必須達到緊密的效果。經煤場作業(yè)組長驗收合格后，做好記錄，方可進行上一層的堆煤作業(yè)。

b.堆煤時必須在煤垛北側留有供壓路機上下的坡道，滿足壓路機安全上下的條件。為了保證安全，壓路機工作時距離煤堆邊緣不低于0.3m，并將來煤壓碎至直徑30mm以下煤塊或煤粉，確保煤層表面最大限度壓實，保證煤垛高度升高后，壓路機的作業(yè)安全。

c.入廠煤溫度高于40℃時，禁止堆存在封垛區(qū)。

d.做好堆煤作業(yè)期防雨工作。堆煤作業(yè)中，根據(jù)天氣情況，及時對作業(yè)中及作業(yè)后的煤垛進行苫蓋，確保煤垛不能淋大雨。

e.煤堆頂部最后一層苫蓋一層低質煙煤，經反復壓實，并留有防雨坡度。

f.煤垛邊坡屬于壓路機無法壓實的區(qū)域，在煤垛達到既定堆煤高度后，采用挖掘機或裝載機清除邊坡浮煤后，再拍實。

g.褐煤煤垛頂面苫蓋防水苫布，用繩索兩側拉緊苫布，防止風大掛卷苫布。

h.若具備條件可以采取用絲袋子裝煤泥或粉煤灰壓在煤垛四周，高度0.5米，起到擋水作用。

i. 雨后組織煤場排水。

（3）封垛后的技術措施

a.每天檢查煤垛，應無明顯煤垛溫升及發(fā)熱、冒氣現(xiàn)象；測量封垛區(qū)域表面溫度，未封垛區(qū)域按規(guī)定進行深度測溫，做好記錄，進行溫度趨勢監(jiān)控。

b.發(fā)現(xiàn)煤垛溫升，采用掀開苫布的方式進行散熱降溫，并繼續(xù)觀察溫升趨勢。

c.發(fā)現(xiàn)局部點狀溫度達到60℃，采取注入二氧化碳的措施，窒息降溫。

d.發(fā)現(xiàn)煤垛發(fā)熱、冒氣、冒煙，應將發(fā)熱點的褐煤用裝載機端出，消除熱點，防止擴大范圍。

e.發(fā)現(xiàn)煤垛發(fā)熱超過60℃，且冒氣、冒煙面積較大，經采取注入二氧化碳或將發(fā)熱煤端出，仍不能有效控制溫升趨勢，煤垛發(fā)熱超過70℃時，必須采取置換翻燒措施。

f.封垛后禁止向封垛煤堆上堆煤，由于重新堆煤，很難再采用壓實措施。即使煤堆被雨水沖出水溝，也不要進行回填，只要把沖落的煤運走即可。

5 電廠采取預防褐煤存儲發(fā)熱自燃的控制措施效果

通過對2017年及2018年2個夏季儲煤工作進行總結，對比煤場置換區(qū)的存煤，采取防自燃儲煤技術措施后，經過了6個月以上的考驗，沒有發(fā)生明顯的發(fā)熱自燃現(xiàn)象，局部點狀發(fā)生的發(fā)熱現(xiàn)象，經過處置后得到消除，儲煤時間達到了預期目標和效果。另外，煤垛表面噴涂阻燃劑，對煤垛進行密封，也是一條有效的密閉隔氧的措施，也會增加儲煤費用。

6 結束語

褐煤長期存儲是燃料管理工作中的技術難題，通過采取防自燃技術措施，的確達到了延長儲煤期的作用，但存在幾點不足：一是租賃機械設備、采購儲煤物資等增加了額外管理費用；二是需要對燃料市場做出價格走勢的精準判斷，2018年燃料價格始終居高不下，燃料市場始終處于賣方市場，提早儲煤造成大量煤炭資金被占用同時增加了管理成本；三是煤炭長時間儲存，產生的熱值損失?？傊ㄟ^實踐檢驗了延長褐煤存儲期限的技術措施，需要將儲煤的綜合收益應該考慮到儲煤工作中去。

參考文獻：

[1] 煤炭科學技術 作者：劉貝 黃文輝 敖衛(wèi)華 滕娟 《我國煤炭自燃影響因素分析》

[2] 太原理工大學 作者：劉艷 《煤升溫氧化過程中氡的析出與自然發(fā)火指標氣體關系的實驗研究》