火力发电厂煤、煤粉自燃和爆炸知识及运行中防范措施

1、一、煤的自燃 煤 的 化 学 组 成煤的化学组成很复杂，但归纳起来可煤的化学组成很复杂，但归纳起来可分为有机质和无机质两大类，以有机分为有机质和无机质两大类，以有机质为主体。质为主体。煤中的有机质主要由煤中的有机质主要由碳、氢、氧、氮碳、氢、氧、氮和有机硫和有机硫等五种元素组成。其中，碳、等五种元素组成。其中，碳、氢、氧占有机质的氢、氧占有机质的95%95%以上。此外，以上。此外，还有极少量的磷和其他元素还有极少量的磷和其他元素。煤中的无机质主要是煤中的无机质主要是水分和矿物质水分和矿物质，它们的存在降低了煤的质量和利用价它们的存在降低了煤的质量和利用价值，其中绝大多数是煤中的有害成分值，其中

2、绝大多数是煤中的有害成分。另外，还有一些稀有、分散和放射性另外，还有一些稀有、分散和放射性元素，例如，锗、镓、铟、钍、钒、元素，例如，锗、镓、铟、钍、钒、钛、铀钛、铀煤 的 工 业 分 析煤的工业分析包括对水分、灰分、挥发分的测定和固定碳的计算四项内容煤的工业分析包括对水分、灰分、挥发分的测定和固定碳的计算四项内容。1. 1.水分水分指单位重量的煤中水的含量。煤中的水分有外在水分、内在水分和结晶水三种存在状态。指单位重量的煤中水的含量。煤中的水分有外在水分、内在水分和结晶水三种存在状态。一般以煤的内在水分作为评定煤质的指标。水分对煤的加工利用是有害物质。在煤的贮存一般以煤的内在水分作为评定煤质

3、的指标。水分对煤的加工利用是有害物质。在煤的贮存过程中，它能加速风化、破裂，甚至过程中，它能加速风化、破裂，甚至自燃。自燃。2. 2.灰分灰分是指煤在规定条件下完全燃烧后剩下的固体残渣。它是煤中的矿物质经过氧化、分解而来是指煤在规定条件下完全燃烧后剩下的固体残渣。它是煤中的矿物质经过氧化、分解而来。3. 3.挥发分挥发分指煤中的有机物质受热分解产生的可燃性气体。它是对煤进行分类的主要指煤中的有机物质受热分解产生的可燃性气体。它是对煤进行分类的主要指标。指标。4. 4.固定碳固定碳测定煤的挥发分时，剩下的不挥发物称为焦渣。焦渣减去灰分称为固定碳。它是煤中不挥测定煤的挥发分时，剩下的不挥发物称为焦

4、渣。焦渣减去灰分称为固定碳。它是煤中不挥发的固体可燃物发的固体可燃物原煤自燃原煤自燃的影响因素。的影响因素。1 1、化学成份的影响、化学成份的影响。煤中含有硫份，硫在一定温度下化学性质发生变化，生成氧化硫，氧化硫遇水生成稀硫煤中含有硫份，硫在一定温度下化学性质发生变化，生成氧化硫，氧化硫遇水生成稀硫酸，其反应过程为放热过程，提高了煤堆中的温度。酸，其反应过程为放热过程，提高了煤堆中的温度。煤中挥发份的主要成分是低分子烃类，如甲烷、乙烯、丙烯、煤中挥发份的主要成分是低分子烃类，如甲烷、乙烯、丙烯、氧化碳、二氧化碳、硫氧化碳、二氧化碳、硫化氢等。煤的挥发份大大地降低了煤体自燃化氢等。煤的挥发份大大

5、地降低了煤体自燃的火源的火源温度。根据观察和统计表明，挥发分较温度。根据观察和统计表明，挥发分较高的煤，即使是同样条件下的露天存贮，发生自燃的机率也要比挥发分较低的煤大一倍高的煤，即使是同样条件下的露天存贮，发生自燃的机率也要比挥发分较低的煤大一倍 。挥发分含量越高挥发分含量越高, ,自燃倾向性越强自燃倾向性越强, ,而且自燃时间也会相应而且自燃时间也会相应缩短。缩短。原煤自燃原煤自燃的影响因素。的影响因素。3 3、水份水份影响影响煤堆中一定量的水份促使煤中的各种反应的进行，如硫份的酸化，产生的热量又加快了氧煤堆中一定量的水份促使煤中的各种反应的进行，如硫份的酸化，产生的热量又加快了氧化反应过

6、程，加剧了煤的自燃化反应过程，加剧了煤的自燃。4 4、气温气压的影响、气温气压的影响煤堆的自燃经常发生在秋后大气温度下降时，此季节大气密度比煤堆的空气密度大，因此，煤堆的自燃经常发生在秋后大气温度下降时，此季节大气密度比煤堆的空气密度大，因此，渗入煤堆的空气量增大，导致自燃加剧。一般来说，大气温度降低，密度变大，渗入煤堆渗入煤堆的空气量增大，导致自燃加剧。一般来说，大气温度降低，密度变大，渗入煤堆内的新鲜空气量增加，煤堆的自燃加快，内的新鲜空气量增加，煤堆的自燃加快，反之亦然。反之亦然。原煤自燃原煤自燃的影响因素。的影响因素。4 4、 氧气的影响氧气的影响 煤煤堆暴露于空气堆暴露于空气中，在中

7、，在各种光、热、雨水等自然力的作用下，煤炭表面与大气中的氧气各种光、热、雨水等自然力的作用下，煤炭表面与大气中的氧气接触后发生氧化分解与碎裂，并放出热量，同时形成新的表面，新表面又再次氧化，如此接触后发生氧化分解与碎裂，并放出热量，同时形成新的表面，新表面又再次氧化，如此反复循环，导致煤堆温度不断上升，逐渐达到自燃的反复循环，导致煤堆温度不断上升，逐渐达到自燃的温度。温度。煤的块度越大煤的块度越大, ,煤块之间的间隙越大煤块之间的间隙越大, ,其供氧条件越其供氧条件越好。好。煤从氧化发展到自燃有一个过程煤从氧化发展到自燃有一个过程, ,氧化时间达到自燃发火期才能自燃氧化时间达到自燃发火期才能自

8、燃。煤煤 堆堆 自自 燃燃 分分 布布 规规 律律冷却层:煤堆的表层,约0.51.5m厚,该层煤较松散,与空气接触充分,虽发生氧化反应,但散热条件好,所以不会发生自燃。氧化层:该层位于冷却层以下,厚度在14m左右,具备煤自燃的所有条件,达到自燃发火期即会自燃。窒息层:该层位于氧化层以下,煤层相对压实,供氧不充分,且含水率较高,氧化程度较低,不易发生自燃。防防 止止 煤煤 堆堆 自自 燃燃 的的 措措 施施 防止煤堆自燃现象的主要途径是隔绝空气、水份与煤碳的接触，防止温度或水份防止煤堆自燃现象的主要途径是隔绝空气、水份与煤碳的接触，防止温度或水份过度积聚，并采取测温、喷过度积聚，并采取测温、喷水

9、降温等水降温等预防预防措施。措施。堆煤方位应尽量避开阳光的直接照射。堆煤方位应尽量避开阳光的直接照射。煤堆的场地以水泥地面最为理想，地面不宜铺垫空隙度较大的炉渣等物，以防空气由此进煤堆的场地以水泥地面最为理想，地面不宜铺垫空隙度较大的炉渣等物，以防空气由此进入煤堆而增加自燃的危险。入煤堆而增加自燃的危险。尽量尽量在较低的温度下贮存煤炭，避开中午烈日下进行堆煤，以减少热量的在较低的温度下贮存煤炭，避开中午烈日下进行堆煤，以减少热量的携带。携带。煤煤堆形状以屋脊式为佳，以减少阳光照射及雨水渗入。堆煤角度控制在堆形状以屋脊式为佳，以减少阳光照射及雨水渗入。堆煤角度控制在4045，顶部，顶部平平齐。齐

10、。煤煤堆的存放堆的存放时间不宜过时间不宜过长长，尽量，尽量不要超过煤的自燃发火期一般不要超过煤的自燃发火期一般为二至三个月。为二至三个月。煤煤堆旁应布置足够的水喷淋装置，以便煤堆自燃或表面温度异常上升时降温。应该强调，堆旁应布置足够的水喷淋装置，以便煤堆自燃或表面温度异常上升时降温。应该强调，采用水喷淋降温是防止煤堆自燃的下策，如果喷水量不足，可能起到适得其反的采用水喷淋降温是防止煤堆自燃的下策，如果喷水量不足，可能起到适得其反的作用。作用。堆堆煤自燃煤自燃应急处置措施。应急处置措施。1 1）当局部或表层）当局部或表层( (深度不超过深度不超过1m)1m)煤层发生自燃时，用水喷淋降温扑灭。煤层

11、发生自燃时，用水喷淋降温扑灭。2 2）煤堆较深部位的煤层自燃，用淋水处理后又死灰复燃时，可用镀锌管）煤堆较深部位的煤层自燃，用淋水处理后又死灰复燃时，可用镀锌管直接直接 插入插入煤层深部，连接水源灌注，以达到降温抑制煤氧化自燃目的，同时把发煤层深部，连接水源灌注，以达到降温抑制煤氧化自燃目的，同时把发生自燃部位的外表层扒掉生自燃部位的外表层扒掉, ,露出氧化自燃层来散热冷却，或经常倒堆破坏氧化露出氧化自燃层来散热冷却，或经常倒堆破坏氧化层以延缓或阻止自燃。层以延缓或阻止自燃。3 3）自燃隐患区域较大，用淋、注无法消患时，要用输煤机械进行翻堆处理，）自燃隐患区域较大，用淋、注无法消患时，要用输煤

12、机械进行翻堆处理，并配合喷淋降温。并配合喷淋降温。4 4）尽快组织安排将发生过自燃）尽快组织安排将发生过自燃隐患并确认已被扑灭的隐患并确认已被扑灭的煤上仓。煤上仓。5 5）若煤堆由于贮存时间太长，而产生更大面积的自燃时）若煤堆由于贮存时间太长，而产生更大面积的自燃时，要要果断采用隔离处理措施，即用装载机把果断采用隔离处理措施，即用装载机把“患区患区”断开断开一道一道45m45m宽的宽的“壕沟壕沟”，防止自燃的蔓延，并采取前述方法，防止自燃的蔓延，并采取前述方法进行进行扑灭扑灭，然后安排，然后安排“患区患区”的煤优先取用上仓，同时做好翻的煤优先取用上仓，同时做好翻堆堆处理。处理。二、煤粉爆炸爆炸

13、定义爆炸定义爆炸定义爆炸定义煤煤 粉粉 的的 爆爆 炸炸 极极 限限l煤粉的爆炸极限烟 煤 ：爆炸下限浓度：110335g/m3，爆炸上限浓度：1500g/m3。无烟煤 ：爆炸下限浓度：4555g/m3，爆炸上限浓度：15002000g/m3。煤粉爆炸煤粉爆炸的的条件条件煤粉为可燃粉尘，乙类火灾危险品，具燃爆性，着火点在300500之间，高温表面堆积粉尘（5mm厚）的引燃温度：225285，云状粉尘的引燃温度580610。发生煤粉爆炸的条件有以下几点：1、有一定的粉尘浓度。2、要有一定的氧含量。3、要有足够的点火源。4、粉尘必须处于悬浮状态，即粉尘云状态。这样可以增加气固接触面积，加快反应速度

14、。煤煤 粉粉 特特 性性影响煤粉爆炸的影响煤粉爆炸的因素因素制粉系统爆炸制粉系统爆炸煤粉爆炸的后果煤粉爆炸的后果煤粉爆炸的煤粉爆炸的后果后果当制粉系统内爆炸时具体表现为：系统检查门处有火星、管壁温度异常升高、制粉系统负压突然变为正压、爆炸时有巨响、从系统不严密处向外冒黑烟、防爆门膜片鼓起或损坏、炉膛内负压变正压、燃烧火焰发暗，严重时火焰跳动或导致熄火，制粉系统爆炸严重时将造成设备损坏，爆炸冲击波危及人员，导致建构筑物受损。制粉系统常见的爆炸部位制粉系统常见的爆炸部位制粉系统爆炸的引爆点，主要在轻易长期积煤或积粉的位置，制粉系统处于封闭状态，引爆的火源主要是磨煤机及其出入口积煤，细粉分离器水平段

15、入口管积粉，粗粉分离器积粉自燃。制粉系统常见的爆炸制粉系统常见的爆炸部位部位制粉系统常见的爆炸制粉系统常见的爆炸部位部位制粉系统常见的爆炸制粉系统常见的爆炸部位部位制粉系统常见的爆炸部位制粉系统常见的爆炸部位引起制粉系统爆炸的人为因素引起制粉系统爆炸的人为因素防止制粉系统爆炸的措施防止制粉系统爆炸的措施1、加强制粉系统运行监视与调整，严格控制磨煤机出口温度，防止堵断煤。2、运行中加强检查和维护，及时消除磨煤机入口积煤、积粉现象。3、正常运行时制粉系统联锁必须投入。4、加强燃料管理，保证上煤质量，原煤水份超过标准或者火自燃的煤禁止上到原煤仓内。5、运行中发现制粉系统煤粉着火时，要立即停止制粉系统

16、的运行，采取紧急措施进行处理，待火源消除后，对制粉系统进行全面检查。6、加强对防爆门的检查与维护，防爆门膜片应用符合要求，不得随意加厚。7、制粉系统上配置的蒸汽灭火系统和CO2灭火系统等消防设施应完整好用，做好定期检查。8、禁止在制粉系统运行时进行动火工作，在制粉系统上进行动火作业必须做好抽尽系统存粉、停运静置、内部粉尘浓度和易燃易爆气体检测等各种安全措施。9、启动制粉系统时，应进行全面检查，锁气器应灵活好用，系统内部，外部无积粉自燃现象。10、停止制粉系统时，应充分通风吹扫，系统内部的煤粉必须抽净后方可停止磨煤机，磨煤机停止后仍应加强对磨煤机进、出口温度的监视，制粉系统再循环门、磨煤机入口热风风门必须严密关闭。防止制粉系统爆炸的措施防止制粉系统爆炸的措施11、运行中，加强对煤粉细度的控制，若煤粉过细，应及时进行调整。12、加强燃用煤种及煤质分析，并将分析情况及时告知锅炉运行岗位，及时进行必要调整。13、发现制粉系统表计存在缺陷，应及时联系电仪人员处理。14、对制粉系统的温度及风量控制应加强监视，将其控制在规定范围内。15、加强运行巡回检查，发现制粉系统漏油、漏粉、漏风，应及时采取措施处理，清理外漏煤粉应杜绝明火，防止粉尘爆炸，外漏粉尘发生自燃应使用花洒水喷洒灭火，严禁使用柱状压力水灭火，以防积粉扬起发生爆炸。16、