制粉系统爆炸事故原因分析及预防措施.pdfVIP

1 煤粉爆炸的机理 在炉膛或烟道积存了大量的未燃尽可燃物， 在与空气按一定比例 混合时，形成了新的可燃性混合物。当该混合可燃物获得一定的能 量并到达燃烧条件时，在极短的时间内迅速点燃。在这个化学反应 中将会发生一个链状的燃烧反应，火焰激波迅速传播，因而在极短 的时间内很快将积存燃料燃尽。爆燃的结果是在极短的时间内释放 出巨大能量。在制粉系统中，煤粉是由气体来输送，气体和煤粉混 合成云雾状混合物，煤粉的自燃引起周围气粉混合物爆炸，产生较 大的压力而形成煤粉爆炸。 根据对事故的分析以及爆燃的物理化学起因，得出发生可燃物爆 燃事件的因素主要有以下几方面。由于某种原因积存了大量的可燃 物，包括可燃气体和可燃固体燃料颗粒，如氢气、一氧化碳、煤粉挥 发分中碳氢化合物等气体都可能是导致爆炸的可燃气体； 积存的可燃 物与足够的氧气或空气相混合， 形成了爆炸性混合物， 并且混合物到 达了爆炸极限 (表 1列出了 3种煤粉与空气混合时的爆炸极限 ) ；积存的 燃料发生了 “自热现象 ”或遇到了明火使得燃料引燃。 这 3个条件是造 成可燃物爆炸的必要因素。 表 1 燃煤与空气混合时的爆炸极限 最低浓度 最低浓度 最易爆炸浓度 爆炸产生的最大压力 燃料 3 3 3 〔kg/m 〕 〔kg/m 〕 〔kg/m 〕 〔mpa〕 烟煤 2 3～4 1.2～2 3 褐煤 5 5～6 1.7～2 1 泥煤 6 13～16 1～2 0.3～ a．挥发分含量。一般说来，含挥发分较高的煤粉易爆炸，含挥 发分低的煤粉不易爆炸。这是由于煤粉着火燃烧的开始主要是靠燃 烧析出挥发分，挥发分含量高的煤粉容易析出挥发分，而且比较多， 能够为煤粉的迅速着火提供足够的能力。根据有关资料介绍，当挥 发分小于 10％时则无爆炸危险。挥发分大于 20％的煤粉，很容易自 燃，爆炸的可能性很大。 b．煤粉的粗细。在炉窑中，煤粉的输送是靠气力输送，因此煤 粉越细，在细煤粉的周围所吸附聚集的一次风空气或氧气越多，这 样就给自燃提供了更优越的条件，从而越容易自燃和爆炸。烟煤的 粒度大于 0.1min时几乎不会爆炸。综合考虑挥发分和煤粉细度对煤 粉着火的影响，对于挥发分高的煤不允许磨得过细。 c ．输送煤粉的气体含氧量。含氧的比例越大，爆炸的可能性越 大，充足的氧气为混合物的爆炸提供了条件，而在氧浓度低于一定 程度时难以发生爆炸。关于煤粉系统含氧量浓度的标准，各个国家 都有不同的规定标准，但一般都在 15％左右。制粉系统的氧气来源 于多种渠道，如干燥风、漏风，输送煤粉的一次风或三次风等。如 果煤粉混合物中的含氧量不足，即使存在很强的点燃能，混合物的 浓度处于最正确爆炸点，也不可能发生爆炸。 d ．煤粉气流混合的温度。混合物的温度升高会减少煤粉颗粒的 着炽热，加速燃烧的速度，因此温度高易爆炸，低于一定温度则无 爆炸危险。煤粉气流混合温度主要指标是指磨煤机出口风温。 c．煤粉沉积。由于设计、安装不当或者在拐弯的地方，煤粉出 现沉积，在氧气存在的情况下，就会发生缓慢氧化形成自燃，最终 造成爆炸。 2 制粉系统特点 某电厂采用中间仓储式制粉系统， 具体系统布置如图 1 所示。 中 间仓储式制粉系统主要包括的设 备有磨煤机、排粉机、给煤机、