淺談防止褐煤自燃的措施

趙國(guó)政

摘 要：白城發(fā)電公司一期工程為2臺(tái)660MW超臨界燃煤空冷發(fā)電機(jī)組，鍋爐設(shè)計(jì)煤種和校核煤質(zhì)均為內(nèi)蒙古霍林河露天礦業(yè)股份有限公司供應(yīng)的褐煤，自投產(chǎn)后我們通過生產(chǎn)實(shí)踐總結(jié)發(fā)現(xiàn)褐煤存于煤場(chǎng)及制粉系統(tǒng)原煤倉(cāng)中控制不當(dāng)極易引起自燃，導(dǎo)致熱值損失，而且十分嚴(yán)重， 發(fā)現(xiàn)問題后廠領(lǐng)導(dǎo)帶領(lǐng)全廠職工不斷地分析總結(jié)，我們掌握了褐煤產(chǎn)生自燃的原因，進(jìn)而對(duì)褐煤的存放在生產(chǎn)管理和技術(shù)上采取了相應(yīng)措施，收到了較好的效果，目前基本上消除了褐煤在煤場(chǎng)及制粉系統(tǒng)原煤倉(cāng)中自燃現(xiàn)象?，F(xiàn)將我們的做法介紹如下，供參考。

關(guān)鍵詞：褐煤；自燃；影響因素；預(yù)防

中圖分類號(hào)：TD752.2 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A 文章編號(hào)：1671-2064（2018）01-0141-02

1 引言

白城發(fā)電公司一期工程為2臺(tái)660MW超臨界燃煤空冷發(fā)電機(jī)組。鍋爐是三井巴布科克公司的標(biāo)準(zhǔn)化典型設(shè)計(jì)鍋爐。鍋爐型號(hào)HG-2070/25.4-HM9，型式是一次中間再熱、超臨界變壓運(yùn)行帶內(nèi)置式爐水循環(huán)泵啟動(dòng)系統(tǒng)的直流鍋爐，單爐膛、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼架、全懸吊結(jié)構(gòu)、π型緊身布置。設(shè)計(jì)煤質(zhì)和校核煤質(zhì)均是內(nèi)蒙古霍林河露天礦業(yè)股份有限公司生產(chǎn)的褐煤。35只低NOX軸向旋流燃燒器采用前后墻布置、對(duì)沖燃燒，7臺(tái)MPS225HP-II中速磨煤機(jī)配正壓直吹制粉系統(tǒng)。

2 褐煤的特點(diǎn)

褐煤的形成年限較短，外觀呈棕褐色，無光澤，質(zhì)軟易碎。其碳化程度低，揮發(fā)物可達(dá)40%或更高。褐煤的揮發(fā)物開始析出溫度低，容易著火。但它的吸水能力強(qiáng)，含水分高，多數(shù)情況下其總水分均大于20%。褐煤的含碳量低，雜質(zhì)多，故通常發(fā)熱量低；褐煤的機(jī)械強(qiáng)度很差，易破碎；在空氣中易風(fēng)化，且易自燃，故不宜遠(yuǎn)距離運(yùn)輸和長(zhǎng)時(shí)間貯存。褐煤主要分布于我國(guó)東北、西南等地。

3 引起煤自燃的機(jī)理

煤與空氣接觸，會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，并放出熱量。煤發(fā)生氧化反應(yīng)后，使煤堆的溫度升高。煤的溫度升高后，又加速了煤的氧化反應(yīng)速度。這樣，就使煤堆的溫度越來越高。當(dāng)溫度超過煤的自燃點(diǎn)時(shí)，就會(huì)自燃。另外，當(dāng)煤和水蒸汽接觸時(shí)由于煤具有吸附能力，水蒸汽在它的表面上凝結(jié)成水，并放出大量的熱量，使煤堆的溫度升高。當(dāng)煤堆達(dá)到一定溫度后，再因氧化作用，溫度也可能達(dá)到煤的自燃點(diǎn)。

4 引起煤自燃的因素

（1）煤的水分含量。煤中水分的含量對(duì)煤的自燃性有很大影響。水分含量達(dá)到飽和的煤，特別是在水分含量高的褐煤（白城發(fā)電公司所用霍煤屬于褐煤）和次煙煤，煤不再吸附水分，因而不能放出潤(rùn)濕熱。煤氧化放出的熱量通常使內(nèi)在水分溫度升高。另一方面，自熱時(shí)的化學(xué)反應(yīng)需要有少量的水分參加。通常低品級(jí)煤水分含量遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于化學(xué)反應(yīng)的需要量。因而，對(duì)低品級(jí)煤來說，水分實(shí)際上是煤自熱的阻化劑。資料表明煤的低含水量段與含水量較高段各有一個(gè)總吸氧量與放熱量較大的峰值點(diǎn)，且兩峰值基本一致。（2）礦物質(zhì)。煤中礦物質(zhì)主要是粘土類、碳酸鹽類、氧化物類、硫化物類和硫酸鹽類。其中對(duì)煤自燃影響較大的是硫化物類中的黃鐵礦，由于黃鐵礦與煤吸附相同的氧氣量時(shí)，其溫度的增值比煤大三倍，黃鐵礦的存在將會(huì)對(duì)煤的自熱、自燃起加速作用，從而成為影響煤自熱、自燃的因素之一。硫的含量越高，煤的自燃危險(xiǎn)性越大。（3）煤中含有的硫份。硫在一定溫度下化學(xué)性質(zhì)發(fā)生變化，生成三氧化硫，三氧化硫吸收水分生成稀硫酸，其反應(yīng)過程為放熱過程，也提高了煤堆中的溫度，會(huì)加速煤的自燃。（4）存放環(huán)境的影響。經(jīng)驗(yàn)表明，夏季環(huán)境溫度高提高了煤表面的溫度容易自燃，還有雨季導(dǎo)致煤水分增大為煤自燃創(chuàng)造了條件。（5）粒度。煤的粒度是影響煤自熱自燃的一個(gè)重要因素。隨著粒度減小，煤的比表面積增加，與氧的接觸面積和耗氧速率增大，氧化放熱性增強(qiáng)。對(duì)于較小顆粒的煤來說，粒度在氧化過程中起到了關(guān)鍵作用。通常粒度分布范圍寬的煤樣耗氧速度大，氧化自燃性強(qiáng)。

5 白城發(fā)電公司對(duì)煤自燃的綜合預(yù)防措施

5.1 原煤倉(cāng)積煤自燃的預(yù)防措施

（1）磨煤機(jī)定檢或大修前必須將對(duì)應(yīng)原煤倉(cāng)拉空，機(jī)組停運(yùn)前必須將本臺(tái)機(jī)組所有原煤倉(cāng)拉空，防止煤粉長(zhǎng)時(shí)間積存氧化自燃。（2）每臺(tái)爐C原煤倉(cāng)當(dāng)其余制粉系統(tǒng)均處于備用狀態(tài)時(shí)，保持C原煤倉(cāng)空倉(cāng)備用。并定期聯(lián)系燃料核實(shí)1、2號(hào)爐原煤倉(cāng)倉(cāng)位，確?？諅}(cāng)。當(dāng)由于生產(chǎn)需要需啟動(dòng)C磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，C原煤倉(cāng)上煤盡量保持低料位，且備用時(shí)保持C原煤倉(cāng)2米作為緊急備用，同時(shí)做好記錄，當(dāng)不需要C磨煤機(jī)運(yùn)行或備用時(shí)及時(shí)將C原煤倉(cāng)拉空。（3）由于白城發(fā)電公司負(fù)荷率偏低，基本四臺(tái)磨煤機(jī)就能維持基本負(fù)荷，導(dǎo)致上層磨煤機(jī)A、D長(zhǎng)時(shí)間處于備用，特規(guī)定維持A、D原煤倉(cāng)料位備用時(shí)倉(cāng)位不超過7米，且原煤在原煤倉(cāng)存放時(shí)間不超過5天，值長(zhǎng)定期統(tǒng)計(jì)并安排磨煤機(jī)運(yùn)行方式。（4）機(jī)組負(fù)荷較高，需要運(yùn)行第5套制粉系統(tǒng)時(shí)，應(yīng)在第一天加負(fù)荷時(shí)啟動(dòng)A（D）制粉系統(tǒng)，減負(fù)荷時(shí)將其停止；第二天加負(fù)荷時(shí)啟動(dòng)D（A）制粉系統(tǒng)，減負(fù)荷時(shí)將其停止，依次輪換。（5）當(dāng)磨煤機(jī)有消缺工作時(shí)，機(jī)組長(zhǎng)自行安排運(yùn)行方式，切換制粉系統(tǒng)時(shí)盡量?jī)?yōu)先啟動(dòng)原煤倉(cāng)內(nèi)積煤存放時(shí)間長(zhǎng)的制粉系統(tǒng)。（6）值長(zhǎng)與燃料部共同控制原煤在煤場(chǎng)存放的時(shí)間，以免發(fā)生原煤自燃。（7）當(dāng)有自燃的過火煤準(zhǔn)備上倉(cāng)時(shí)，必須經(jīng)過碾壓處理，并加至連續(xù)運(yùn)行的制粉系統(tǒng)煤倉(cāng)當(dāng)中。（8）要求每班對(duì)停運(yùn)制粉系統(tǒng)對(duì)應(yīng)原煤倉(cāng)底部測(cè)溫一次。

5.2 防止制粉系統(tǒng)著火預(yù)防措施

（1）運(yùn)行人員應(yīng)嚴(yán)格按照《集控運(yùn)行規(guī)程》精心操作，確保磨煤機(jī)通風(fēng)量、出口溫度、磨煤機(jī)油系統(tǒng)等參數(shù)符合條件。（2）制粉系統(tǒng)正常停運(yùn)時(shí)，應(yīng)首先關(guān)閉給煤機(jī)上閘板，待給煤機(jī)內(nèi)積煤拉空后停給煤機(jī)，并檢查給煤機(jī)下閘板門聯(lián)鎖關(guān)閉，視磨煤機(jī)振動(dòng)情況將磨輥抬起，關(guān)閉熱一次風(fēng)調(diào)節(jié)擋板及關(guān)斷擋板，保留冷一次風(fēng)擋板開啟，并開大冷一次風(fēng)調(diào)節(jié)擋板對(duì)磨煤機(jī)內(nèi)積存煤粉吹掃，磨煤機(jī)空轉(zhuǎn)2-5分鐘，直至各磨出口煤火檢顯示為零，確保磨內(nèi)煤粉吹空后停止磨煤機(jī)。（3）制粉系統(tǒng)和原煤倉(cāng)應(yīng)保持其嚴(yán)密性，出現(xiàn)漏粉、漏風(fēng)現(xiàn)象時(shí)應(yīng)及時(shí)消除。對(duì)設(shè)備漏點(diǎn)要求及時(shí)填寫缺陷通知單，確保設(shè)備上及其周圍無積粉。（4）磨煤機(jī)消防蒸汽系統(tǒng)要隨時(shí)備用，保證消防蒸汽可隨時(shí)投入。（5）磨煤機(jī)急停后，磨煤機(jī)出口煤粉擋板、磨煤機(jī)冷熱風(fēng)關(guān)斷門、磨煤機(jī)熱風(fēng)調(diào)節(jié)門應(yīng)自動(dòng)關(guān)閉，否則手動(dòng)關(guān)閉。不要打開給煤機(jī)的觀察孔和檢修門，防止空氣進(jìn)入磨煤機(jī)筒體引起煤粉自燃。（6）運(yùn)行中的制粉系統(tǒng)嚴(yán)禁動(dòng)火工作。（7）停磨期間監(jiān)視磨煤機(jī)各部分測(cè)點(diǎn)的溫度變化情況，發(fā)現(xiàn)異常和火險(xiǎn)，及時(shí)處理。（8）在制粉設(shè)備上動(dòng)火工作時(shí)，必須辦理動(dòng)火工作票，防火措施及安全措施做完后方可工作endprint

5.3 防止褐煤在煤場(chǎng)自燃的預(yù)防措施

（1）煤場(chǎng)堆取煤由值長(zhǎng)統(tǒng)一指揮，確保煤場(chǎng)存煤方式合理，及時(shí)燒舊存新，嚴(yán)格控制煤場(chǎng)存煤時(shí)間最長(zhǎng)不超過10天。（2）燃管部加強(qiáng)加強(qiáng)消防器材的日常管理工作，消防栓、滅火器應(yīng)保證完整好用；消防水系統(tǒng)全天侯有水，保證壓力正常。（3）對(duì)重點(diǎn)的防火部位要在巡檢中作過細(xì)的檢查，如導(dǎo)料槽、落煤管，易撒煤和漏煤等部位。（4）備用的皮帶機(jī)，其落煤管、導(dǎo)煤槽以及皮帶上下均應(yīng)無積煤、積粉。輸煤皮帶停止上煤期間，也應(yīng)堅(jiān)持巡回檢查，發(fā)現(xiàn)積煤、積粉應(yīng)及時(shí)處理。（5）嚴(yán)格執(zhí)行設(shè)備定期試驗(yàn)及輪換制度，按規(guī)定的時(shí)間內(nèi)作好定期試驗(yàn)并認(rèn)真作好記錄。（6）及時(shí)用水沖洗清除段內(nèi)地面、皮帶架上、電纜架上、降煤筒、輸煤槽、除塵器內(nèi)等部位的積煤積粉（特別是上著火煤），輸煤除塵系統(tǒng)應(yīng)納入運(yùn)行設(shè)備管理，保證有效運(yùn)行。（7）經(jīng)常清掃輸煤系統(tǒng)、輔助設(shè)備、各處的積粉，保證輸煤系統(tǒng)無積煤、積粉。（8）發(fā)現(xiàn)運(yùn)行的皮帶機(jī)上或落煤管中有煤炭自燃，應(yīng)將皮帶機(jī)停止運(yùn)行，將明火澆滅后，才能將皮帶機(jī)重新投入運(yùn)行。（9）在段內(nèi)焊接、切割有油、有煤塵的部位工作結(jié)束后，應(yīng)檢查檢修工作人員是否將焊渣等火種徹底清除、消滅，然后方可離開工作現(xiàn)場(chǎng)。（10）在有上下層連接的設(shè)備上進(jìn)行檢修作業(yè)，動(dòng)用電、火焊時(shí)，應(yīng)在下層設(shè)備設(shè)監(jiān)護(hù)人，并采取防止焊渣、切割料頭掉入下層設(shè)備的措施。輸煤段內(nèi)不準(zhǔn)堆放木塊等雜物，除了正常檢修工作外，禁止明火（如吸煙等）。（11）清洗或保養(yǎng)段內(nèi)設(shè)備時(shí)，對(duì)撒落在設(shè)備上、地面上的油漬要隨時(shí)進(jìn)行清理，并禁止動(dòng)用任何明火。（12）設(shè)備檢修前，要對(duì)設(shè)備上的積煤、積粉進(jìn)行一次徹底清理（沖掃），確認(rèn)設(shè)備上無積煤、積粉方可進(jìn)行工作。（13）輸煤段內(nèi)發(fā)現(xiàn)煙塵（降落煤塵）異常情況時(shí)，值班員必須到現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn)。（14）皮帶機(jī)因故障停機(jī)而當(dāng)班無法走空時(shí)，必須將皮帶上的余煤（褐煤）用水澆濕，同時(shí)對(duì)應(yīng)的落煤管中也須用水澆濕，做好監(jiān)護(hù)直至把煤拉空。（15）斗輪機(jī)值班員是煤場(chǎng)的監(jiān)護(hù)人，負(fù)責(zé)對(duì)煤場(chǎng)的監(jiān)護(hù)，發(fā)現(xiàn)有冒煙、著火的煤，立即匯報(bào)班長(zhǎng)或程控值班員。（16）各班長(zhǎng)對(duì)煤場(chǎng)按照專業(yè)的布置，定期的進(jìn)行翻燒，對(duì)有冒煙、著火的自燃煤，立即通知推土機(jī)司機(jī)進(jìn)行處理，將煤場(chǎng)自燃降到最低限度。（17）堆煤按照要求分層堆煤，并及時(shí)整型壓實(shí)，以防煤場(chǎng)自燃。煤場(chǎng)翻燒前，各崗位人員要對(duì)消防設(shè)備進(jìn)行檢查，確保其好用。（18）火車來煤（褐煤）如發(fā)生過熱或自燃現(xiàn)象，匯報(bào)有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)，同意后應(yīng)立即將自燃煤種澆滅后才能翻卸。煤場(chǎng)發(fā)生自燃應(yīng)及時(shí)撲滅，不得把帶有火種的煤送入輸煤皮帶。（19）斗輪機(jī)值班員發(fā)現(xiàn)取煤斷面上有著火煤或有冒煤現(xiàn)象時(shí)，立即通知程控值班員，并向班長(zhǎng)匯報(bào)，此時(shí)皮帶在運(yùn)行中嚴(yán)禁拉動(dòng)拉線開關(guān)停機(jī)。（20）在取自燃煤期間，推土機(jī)必須有人值班，做到隨時(shí)處理煤堆，將自燃煤層翻開散熱、碾壓，待明火熄滅后方可取煤，防止明火上皮帶。當(dāng)有火種的面積較大時(shí)，推土機(jī)或裝載機(jī)必須在取煤作業(yè)現(xiàn)場(chǎng)配合取煤作業(yè)，并與斗輪機(jī)保持5米以上安全距離。（21）輸送自燃煤時(shí)班長(zhǎng)要做好事故預(yù)想，做好危險(xiǎn)點(diǎn)分析和控制，并向燃料專業(yè)領(lǐng)導(dǎo)和值長(zhǎng)匯報(bào)，以便采取更加有效的安全措施，取煤作業(yè)時(shí)，班長(zhǎng)指定的負(fù)責(zé)人必須在斗輪機(jī)做第二監(jiān)護(hù)，發(fā)現(xiàn)有明火時(shí)，及時(shí)聯(lián)系推土機(jī)進(jìn)行碾壓處理。（22）輸送自燃煤之前必須用推土機(jī)、裝載機(jī)翻開散熱或用水澆滅明火后方可輸送，嚴(yán)禁明火運(yùn)上皮帶。運(yùn)行班長(zhǎng)要做好安全防護(hù)措施和事故預(yù)想，輸送自然煤時(shí)必須控制輸煤量，防止煤量過大發(fā)生皮帶打滑壓住現(xiàn)象。（23）斗輪機(jī)取自燃煤時(shí)，配料皮帶機(jī)每隔十分鐘啟動(dòng)一次，以防落下的自燃煤燒壞皮帶。堆取料機(jī)停止運(yùn)行后，應(yīng)詳細(xì)檢查活動(dòng)梁、斗輪小車、皮帶架子等有無自燃煤留存。（24）翻燒自燃煤、各段煙氣，粉塵較大時(shí)，各段值班員應(yīng)選擇地形較為重要的地點(diǎn)（如皮帶的頭部、尾部）以便及時(shí)的發(fā)現(xiàn)故障。（25）地面監(jiān)視人員應(yīng)指揮斗輪機(jī)操作人員避開明火取煤，煤堆火情較重，不能撲滅的地方不準(zhǔn)直取，皮帶禁止上帶明火的自燃煤。（26）上自燃煤遇有設(shè)備突然停機(jī)，設(shè)備不能馬上恢復(fù)運(yùn)行應(yīng)立即向皮帶和帶有明火的設(shè)備上澆水，撲滅火險(xiǎn)。（27）煤斗內(nèi)存煤自燃，在不威脅安全生產(chǎn)的情況下，不得向煤斗澆水，在明火危及皮帶或設(shè)備時(shí)，應(yīng)向值長(zhǎng)匯報(bào)再澆水撲滅明火。（28）翻燒自燃煤時(shí)各段值班員加強(qiáng)監(jiān)視，應(yīng)有運(yùn)行班長(zhǎng)在煤場(chǎng)指揮滅火和檢查上自燃煤的情況。（29）系統(tǒng)統(tǒng)設(shè)備不正常的情況下，禁止上著火煤。（30）嚴(yán)肅值班紀(jì)律，加強(qiáng)對(duì)運(yùn)行設(shè)備的巡視，檢查及監(jiān)護(hù)，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)采取有效的安全措施。

6 結(jié)語

白城電廠自投產(chǎn)至今，在生產(chǎn)過程中我們不斷認(rèn)識(shí)、摸索，總結(jié)了一些適合于我廠褐煤自燃的防治措施，但是我們知道這僅僅是開始，我們將會(huì)更加努力，在困難中摸索、在學(xué)習(xí)中進(jìn)步，通過科學(xué)的預(yù)測(cè)預(yù)報(bào)技術(shù)來預(yù)防煤自燃。嚴(yán)格執(zhí)行規(guī)章制度以及精細(xì)管理是關(guān)鍵，我相信我們會(huì)取得更佳防治褐煤自燃的有效措施。endprint