煙煤安全控制與事故處理二

1、煙煤安全控制與事故處理摘要：高爐噴吹煙煤煤一個重要的限制環(huán)節(jié)是安全問題，本文系統(tǒng)介紹了噴吹煙煤似的安全控制問題，包括系統(tǒng)參數(shù)的控制，事故的預(yù)防與處理。高爐噴吹煙煤是高爐噴煤發(fā)展的趨勢，也是近年來發(fā)展起來的新技術(shù)，從高爐冶煉工藝角度看，煙煤更適合噴吹，因為它含揮發(fā)物質(zhì)高，所以燃燒率高，帶入高爐的氫氣也多。而氫氣既有利于高爐的還原過程，又有利于提高煤氣熱值。實踐證明噴煙煤有利于提高置換比和增加噴吹量。此外，煙煤一般比無煙煤質(zhì)軟、好磨，可以降低磨煤電耗。各廠可就近噴吹。但由于防火防爆問題，噴吹煙煤時對系統(tǒng)的安全控制提出了更高的要求，主要包括系統(tǒng)安全控制與事故的處理。一 噴煤系統(tǒng)安全控制合理控制參數(shù)是

2、保證生產(chǎn)安全的關(guān)鍵。只要控制好其中的重要參數(shù)，安全生產(chǎn)是完全可以實現(xiàn)的。系統(tǒng)氧含量和溫度的控制根據(jù)煤粉爆炸必要條件，煤粉燃燒、爆炸的必要條件包括以下幾項可燃粉塵濃度處于爆炸下限與上限之間的爆炸區(qū)；有足夠氧化劑支持燃燒；有足夠能量的點火源點燃粉塵；粉塵處于分散懸浮狀態(tài)，即粉塵云狀態(tài)。在制備、輸送煤粉的過程中，懸浮濃度很難控制，所以控制系統(tǒng)內(nèi)部氣氛中氧含量和火源是防止煤粉爆炸的關(guān)鍵。根據(jù)相關(guān)文獻(xiàn)記載的實驗也表明：在空氣中的懸浮煤粉濃度為 0.02-2kg/m3 時為煤粉爆炸區(qū)間。當(dāng)氣相中氧濃度降至 14%以下時，煤粉濃度雖在上述范圍，即使煤粉達(dá)到煤的燃點以上也無爆炸發(fā)生。所以在實際生產(chǎn)中，要求制粉

3、系統(tǒng)含氧濃度小于 12%，以保證整個系統(tǒng)氧含量遠(yuǎn)離煤粉燃燒爆炸的氧濃度的臨界值。噴煤系統(tǒng)控制氧含量的辦法是利用高爐熱風(fēng)爐廢氣，由于熱風(fēng)爐廢氣氧含量比較低，一般低于 4%，同時含有一定熱量，可以做為噴煤制粉系統(tǒng)的干燥劑和惰化劑。安鋼高爐噴煤系統(tǒng)所用的干燥氣為混合干燥氣。它由 9095%的熱風(fēng)爐煙氣和 510%的燃燒爐煙氣組成。 經(jīng)過在磨機入口處實測其氧含量濃度在 6%以下，收塵器出口氧含量濃度在12%以下，能夠滿足制粉系統(tǒng)的安全需要。系統(tǒng)溫度的控制受煤種、生產(chǎn)工藝、生產(chǎn)環(huán)境等因素影響。煙煤的著火點在一般在300400之間，所以磨機入口溫度要低于此值，現(xiàn)在一般最高控制在260290。出口溫度：夏季

4、控制在905；冬季由于環(huán)境溫度低，加之原煤水分含量較高，一般控制在 955。另外，煤粉倉是煤粉停留時間較長的地方。如果儲存的煤粉溫度較高，煤粉氧化速度較快，易在粉倉中發(fā)生煤粉自燃現(xiàn)象。所以粉倉溫度應(yīng)控制在 70以下。當(dāng)發(fā)現(xiàn)粉倉溫度高于 70并繼續(xù)上升時，要盡快將倉中煤粉噴出并用氮氣進(jìn)行吹掃。待溫度下降到正常范圍后，再接受新煤粉。一氧化碳監(jiān)測系統(tǒng)根據(jù)煤粉自燃時首先釋放出 CO 的原理，通過對 CO 濃度監(jiān)測，可及時發(fā)現(xiàn)煤粉的自燃，和溫度相比 CO 濃度監(jiān)測更加靈敏。通過對粉倉、布袋箱 CO 濃度監(jiān)測，可以及時發(fā)現(xiàn)煤粉自燃的現(xiàn)象，生產(chǎn)過程中，當(dāng) CO 的濃度增加到一定值時可自動報警并聯(lián)鎖打開粉倉、

5、布袋箱的充氮系統(tǒng)以確保安全。與防止煤粉自燃開機時應(yīng)先降低系統(tǒng)氧含量。具體如下：在磨機開啟之前，首先把熱風(fēng)爐廢氣引過來，降低系統(tǒng)氧含量到12%以下，然后再開煙氣爐升溫，當(dāng)磨機出口到95左右時再開啟球磨機，進(jìn)入正常生產(chǎn)狀態(tài)。這樣在系統(tǒng)生產(chǎn)之前，驅(qū)除了制粉系統(tǒng)內(nèi)的空氣，降低系統(tǒng)氧含量，保證了系統(tǒng)的安全生產(chǎn)。在噴煤系統(tǒng)中制粉系統(tǒng)生產(chǎn)能力一般均大于噴吹系統(tǒng)能力，以保證穩(wěn)定噴吹，所以每天制粉系統(tǒng)都有或長或短的停車時間，停車時系統(tǒng)參數(shù)和開車時會有較大變化，首先表現(xiàn)在系統(tǒng)氧含量會有所提高。由于停車時，煙氣爐一般都要停止燒爐， 打開放散進(jìn)入保溫狀態(tài) ,這時，外部冷風(fēng)會由于其內(nèi)部熱風(fēng)造成的負(fù)壓進(jìn)入系統(tǒng)，造成系統(tǒng)內(nèi)

6、氧含量升高。根據(jù)經(jīng)驗，如果沒有特殊措施，半個小時后，系統(tǒng)氧含量可達(dá)18%左右。其次系統(tǒng)內(nèi)煤粉停止流動，進(jìn)入靜止?fàn)顟B(tài)，布帶箱、磨機、部分水平管內(nèi)會殘存一些煤粉，同時停車后系統(tǒng)本身還具備一定的溫度。如果條件合適，系統(tǒng)內(nèi)殘存煤粉易發(fā)生氧化自燃。煤粉氧化自燃可分為四個階段緩慢氧化期。在此階段，其溫度不超過100。在緩慢氧化期，由于溫度較低，化學(xué)反應(yīng)速度慢，所以對煤粉噴吹來說是安全期。水分蒸發(fā)期。在此階段，煤粉溫度值隨含水量不同而不同，但仍是煤粉噴吹的安全期。氧化加速期。在此階段，煤粉的溫度為 120140。劇烈氧化自燃期。進(jìn)入此階段，煤粉溫度上升極快，有可能很快發(fā)生自燃，乃至爆炸。氧化加速期和劇烈氧化

7、自燃期對煤粉噴吹至為危險，如進(jìn)入這兩個階段，應(yīng)馬上采取措施。根據(jù)以上情況，這時危險主要是高溫環(huán)境下存留的煤粉。圖 1 為某種煙煤在環(huán)境溫度為 50氧含量為 21%的環(huán)境條件下儲存時間與表面溫度的關(guān)系。影響煤粉氧化自燃的主要因素是煤粉的揮發(fā)含量。 揮發(fā)份含量高，煤粉在升溫氧化過程逸出的易燃揮發(fā)份越多，而揮發(fā)份與煤粉存貯空間空氣的化學(xué)反應(yīng)速度與揮發(fā)份濃度成正比，因而導(dǎo)致煤粉易于氧化自燃。煤粉溫度是促使其自燃的外在原因。煤粉溫度越高，越有利于氧化反應(yīng)的進(jìn)行，如果貯煤倉的散熱條件不好，并且煤倉內(nèi)具備一定的氧的條件，就容易發(fā)生自燃或爆炸。煤粉的存貯狀態(tài)及氣氛是決定煤粉是否能自燃的決定因素。相關(guān)的實驗結(jié)果表明，無論是揮發(fā)分高的褐煤還是中等揮發(fā)分的煙煤，不管煤粉溫度是否已達(dá)到著火點，如果氧濃度不達(dá)到某一值，自燃不會發(fā)生。根據(jù)以上性質(zhì)，為保證安全，如果煤粉揮發(fā)份高，存放時間長，這時應(yīng)盡量利用放散風(fēng)機引入熱風(fēng)爐廢氣控制系統(tǒng)氧含量，或降低存煤環(huán)境溫度與時間，以保證系統(tǒng)安全。有時由于檢修等原因系統(tǒng)需長時間停車或需人員進(jìn)入系