一、煤粉燃燒爆炸的基本條件

1.1 氣體中物質(zhì)的著火特性

煤粉是一種易燃、易爆的物質(zhì)，煤粉的著火特性和易爆性與它的細(xì)度、揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)及氣體中的煤粉濃度和CO體積分?jǐn)?shù)等有關(guān)，其中許多因素是生產(chǎn)條件所決定的，如煤粉細(xì)度是根據(jù)回轉(zhuǎn)窯的燃燒要求決定。研究表明，當(dāng)煤粉濃度小于100g/m3 或大于1500g/m3時(shí)，煤粉均不會(huì)發(fā)生燃爆。此極限范圍的波動(dòng)區(qū)間較大，它隨著煤粉的揮發(fā)分、灰分、分散度等的變化而變化。

據(jù)煤炭科研部門的試驗(yàn)，我國煤粉的爆炸下限濃度范圍（標(biāo)況下）一般為：褐煤45～55 g/m3，煙煤110～335g/m3，上限濃度范圍（標(biāo)況下）均在1500～2000g/m3。煤粉越細(xì)，分散度越高，越易爆炸。其爆炸下限隨粒徑的減小而降低。煤粉粒度在75μm以下時(shí)就更危險(xiǎn)，粒徑大于1mm的煤粉爆炸的可能性很小。因?qū)嶋H生產(chǎn)中煤粉的粒徑大部分都在75μm以下，必須重視防爆問題。

煤粉的揮發(fā)分質(zhì)量分?jǐn)?shù)也是影響爆炸的重要因素。揮發(fā)分越高，爆炸的可能性越大，揮發(fā)分＜10％沒有危險(xiǎn)，揮發(fā)分＞20％時(shí)，爆炸的可能性大大增加。實(shí)際生產(chǎn)中煤粉的揮發(fā)分均＞20％。另外，氣體中 φ（CO）達(dá)到0.7％時(shí)也易燃爆。

1.2 氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)

氣體中氧氣的體積分?jǐn)?shù)越高，煤粉氧化生熱速度越快，系統(tǒng)燃爆的可能性相對(duì)較大，特別是在富氧條件下這種燃爆的概率也越大。

1.3氣體的溫度（或火源）

煤粉氧化速度就越快，燃爆的可 能性就越大。特別是窯頭取氣更危險(xiǎn)。在煤粉及空氣 混合物中，如果有火源在某一局部地方點(diǎn)火引起燃 燒，就會(huì)向其它地方傳播，使整個(gè)混合物著火燃燒。

火源一般由以下幾個(gè)方面引起：磨內(nèi)金屬結(jié)構(gòu)的硬 性摩擦產(chǎn)生火花：金屬物敲擊煤粉倉等部位產(chǎn)生火花；焊接時(shí)產(chǎn)生的明火；由于運(yùn)動(dòng)氣體與構(gòu)件強(qiáng)烈摩擦產(chǎn)生靜電，當(dāng)靜電量積聚到一定程度時(shí)，便會(huì)發(fā)生 煤粉的自燃。

二、預(yù)防系統(tǒng)燃爆的控制措施

由上可知，在系統(tǒng)各環(huán)節(jié)中采取相應(yīng)措施來消除或控制燃爆條件的形成，才能預(yù)防和抑制煤粉的燃爆。

2.1對(duì)溫度的操作控制

燃料及其混合氣體在超過著火溫度、富氧的條件下，不需外界作用便會(huì)著火。燃料中揮發(fā)分含量越 高，其著火溫度越低。煙煤的著火溫度是350～500℃。實(shí)際生產(chǎn)中，如果磨機(jī)入口溫度超過300℃時(shí)．在刮板腔內(nèi)就可能看到有火星出現(xiàn)。這是部分煤粒在高溫廢氣的作用下著火造成的，這些火星如被帶人袋除塵器或磨腔內(nèi)就可能引起煤粉的燃爆（只是落人刮板腔內(nèi)的煤粒一般不易再被帶入磨腔內(nèi)）。所以要通過降低氣體溫度來防止煤粉的燃爆。

（1）控制人磨氣體溫度。盡量控制磨機(jī)人口熱風(fēng)溫度＜220—260℃，一般不超過300℃。在具體生產(chǎn)中，可根據(jù)入磨原煤水分的變化，調(diào)節(jié)熱風(fēng)閥門和冷風(fēng)閥門的開度大小來控制人磨氣體溫度，使其既滿足烘干的要求又不至造成出磨氣體溫度過高，以保證安全。

（2）控制出磨氣體溫度。磨機(jī)出口溫度應(yīng)控制在65～75℃，不超過85℃，否則磨機(jī)及排風(fēng)機(jī)將自動(dòng)跳停。當(dāng)喂料量過大或過小時(shí)，更要嚴(yán)格控制氣體溫度，防止系統(tǒng)自燃爆炸。 

（3）控制袋除塵器溫度。袋除塵器溫度應(yīng)控制在露點(diǎn)溫度之上。正常情況下，袋除塵器出口溫度略低于進(jìn)口溫度，要密切注意袋除塵器灰斗錐部溫度的變化，宜控制在小于65℃（超過65℃將報(bào)警，超過80℃將跳停）。跳停時(shí)系統(tǒng)應(yīng)停車關(guān)閉閥門，噴入惰性氣體，外排煤粉，檢查濾袋。 

（4）控制煤粉倉溫度。正常情況下煤粉倉錐部 溫度控制在50℃左右，保持高料位（85％）狀態(tài)進(jìn)行生產(chǎn)；如倉錐部溫度持續(xù)上升，應(yīng)降低倉內(nèi)料位；超過85℃且還有上升趨勢(shì)，表明煤粉已自燃，應(yīng)立即噴人隋性氣體，阻止燃燒，采取放倉等處理措施。

（5）控制系統(tǒng)主排風(fēng)機(jī)出口溫度。在具體操作 中，應(yīng)該根據(jù)入磨原煤水分的變化，在保證產(chǎn)、質(zhì)量的條件下，合理用風(fēng)，特別要保證出磨氣體溫度小于 75℃。在對(duì)各廠家袋除塵器燃爆事故的調(diào)查分析中發(fā)現(xiàn)，有的煤磨操作人員，在窯操作過程中一味強(qiáng)調(diào)煤烘干效果的要求，將出磨氣體溫度調(diào)整到100℃ 以上，在其它條件的配合下，發(fā)生了燃爆事故，造成損失。

在這里要著重注意的是：可以根據(jù)原煤水分的變化，對(duì)磨機(jī)出口溫度做小幅度的調(diào)整。如出口溫度達(dá)到80℃左右，煤粉水分仍不合格，就要考慮可能是原煤中結(jié)合水含量過多造成的。結(jié)合水在干燥時(shí)很難去除。所以，不能采用調(diào)高出磨氣體溫度的辦法來解決，應(yīng)該根據(jù)煤粉的燃燒過程，適當(dāng)降低細(xì)度來調(diào)整火焰的溫度、長(zhǎng)度和形狀，滿足煅燒的要求。（可通過調(diào)整選粉機(jī)轉(zhuǎn)速、喂料量、系統(tǒng)通風(fēng)量來控制煤粉細(xì)度）。

2.2控制系統(tǒng)內(nèi)煤粉的沉降、粘附，防止自燃 

立磨系統(tǒng)煤粉濃度在650g/m3左右，一般不會(huì)發(fā)生燃爆，但當(dāng)煤粉在某些部位沉降、粘附、氧化，就會(huì)自燃，造成系統(tǒng)燃爆事故。實(shí)際生產(chǎn)中袋除塵的燃爆大多是這個(gè)原因造成的。煤粉的比表面積較大，具有較強(qiáng)的氧化生熱能力。氧化生熱速度隨廢氣中的煤粉含量及可燃物濃度（尤其是揮發(fā)分）的增高和煤粉在系統(tǒng)內(nèi)積存量、分散度、比表面積的增加而加大。根據(jù)實(shí)驗(yàn)室檢定，80℃以下時(shí)，其反應(yīng)速率隨溫升反而下降：高于80℃其活性隨溫度上升而上升。 

另外，煤中水分的量及變化也是影響煤自發(fā)熱的一個(gè)主要因素，理論上講，含水量增加1％將使煤溫上升17℃。同時(shí)，高速流通的廢氣在攜帶煤粉的同時(shí)也會(huì)帶走大量的熱。而低速則恰好相反，不能帶走其自燃產(chǎn)生的熱量。具體可以從下面幾個(gè)方面進(jìn)行控制： 

（1）加強(qiáng)系統(tǒng)的密封，防止因漏風(fēng)結(jié)露和滲人雨水而造成燃爆事故。由于磨損、地基沉降等原因， 造成密封不嚴(yán)而漏風(fēng)，系統(tǒng)溫度降低，進(jìn)而結(jié)露；在陰雨天雨水隨漏風(fēng)進(jìn)入系統(tǒng)，降低了系統(tǒng)溫度，還使煤粉粘附在系統(tǒng)的器壁上，條件一旦合適，就會(huì)造成局部氧化自燃，燒毀除塵器濾袋。調(diào)查中有兩個(gè)廠家的三次燃爆事故都是在陰雨天后發(fā)生的。

（2）經(jīng)常巡檢排灰閥，防止其因磨損或卡死造成灰斗積煤、氧化自燃事故。

（3）加強(qiáng)系統(tǒng)保溫，防止系統(tǒng)溫度降低造成結(jié)露，使煤粉粘結(jié)。

（4）試生產(chǎn)時(shí)，系統(tǒng)各死角要用不可燃物（如石灰石粉）填充完全，防止生產(chǎn)時(shí)堆積煤粉，造成自燃。另外，對(duì)灰斗下的卸料裝置，應(yīng)采用連續(xù)卸料和輸送裝置，并且能力要大于灰斗積灰能力，防止灰斗內(nèi)堆積粉煤發(fā)生氧化自燃。

2.3防止在系統(tǒng)中產(chǎn)生火源或帶進(jìn)明火定操作。但要注意系統(tǒng)密封，防止漏風(fēng)現(xiàn)象。

（1）防止紅熱熟料顆粒被熱風(fēng)帶入磨內(nèi)。若煤粉制備所需的熱風(fēng)從冷卻機(jī)內(nèi)抽取，應(yīng)注意當(dāng)冷卻機(jī)工作不正常時(shí)，一些紅熱細(xì)小熟料顆粒被抽入煤磨系統(tǒng)而造成明火燃燒，特別是當(dāng)停磨后，若沒有排空系統(tǒng)內(nèi)的煤粉和可燃?xì)怏w，重新開磨抽風(fēng)時(shí)，容易引起明火燃燒。

（2）防止靜電火花產(chǎn)生。將濾袋和管道、器壁連接起來一起接地，以防止產(chǎn)生靜電火花而引起燃爆。

（3）防止硬摩擦產(chǎn)生火花。加強(qiáng)巡檢，防止金屬 操作規(guī)程操作，加強(qiáng)現(xiàn)場(chǎng)和窯的中控操作人員的聯(lián)物件進(jìn)入磨盤和磨輥之間硬性摩擦產(chǎn)生火花而引起，發(fā)現(xiàn)異常問題及時(shí)報(bào)告處理。

（4）防止設(shè)備檢修時(shí)帶人明火。應(yīng)嚴(yán)格按操作規(guī)程進(jìn)行煤磨系統(tǒng)檢修，在系統(tǒng)存在燃燒危險(xiǎn)的情立式煤磨系統(tǒng)的安全穩(wěn)定運(yùn)行，關(guān)系到全廠生況下，不允許進(jìn)行焊接作業(yè)。

2.4改進(jìn)系統(tǒng)工藝設(shè)計(jì)，消除燃爆隱患水泥生產(chǎn)系統(tǒng)癱瘓，造成極大的經(jīng)濟(jì)損失和人員傷

（1）改進(jìn)窯頭取風(fēng)工藝。所以，要從思想上加以重視，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)中要對(duì)已采取窯頭取風(fēng)的廠，可在取風(fēng)管道和篦冷充分考慮各種因素的相互影響，避免不合理的工藝機(jī)接口處，加掛鏈條；在熱風(fēng)管道上加裝旋風(fēng)筒；將設(shè)計(jì)在中控操作過程中，要注意各參數(shù)的動(dòng)態(tài)平取風(fēng)位置放在窯頭電除塵器后面，這樣就能夠保證衡；在現(xiàn)場(chǎng)管理過程中，嚴(yán)格遵循現(xiàn)場(chǎng)操作規(guī)程，使烘干氣體的潔凈，防止細(xì)小的紅熱熟料顆粒進(jìn)入磨煤磨系統(tǒng)安全穩(wěn)定運(yùn)行得到有效保證。

（2）在系統(tǒng)設(shè)計(jì)中采用窯尾取風(fēng)方案。因?yàn)楦G尾廢氣溫度一般在350℃左右，φ（O₂）在 4％左右，基本上是惰性氣體，有利于安全生產(chǎn)和穩(wěn)患。

（3）管道避免水平鋪設(shè)上升管道傾角至少大于70°，下降管道傾角至少大于70°。（煤粉靜止堆積角為25°～30°），管道內(nèi)壁應(yīng)光滑；選取管內(nèi)風(fēng)速要適當(dāng)，既要考慮避免管內(nèi)堆 ，容易積煤粉，又要考慮節(jié)省能源，減少磨內(nèi)磨損及對(duì)袋除塵器的損壞；管道和袋除塵器殼體應(yīng)敷設(shè)保溫層。

來源：《立式磨機(jī)神海制造的博客》

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