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水泥工廠如何預防煤炭粉塵爆炸
水泥工廠如何預防煤炭粉塵爆炸
據(jù)了解,，煤粉爆炸是在高溫或明火熱源作用下，空氣中氧氣與煤粉急劇氧氣的反應過程,，是一種非常復雜的鏈式反應,。由于煤本身是可燃物質(zhì)，當它以粉末狀態(tài)存在時,，總表面積顯著增加,，吸氧和被氧化的能力大增,，達到爆炸極限密度，在高溫作用下發(fā)生燃燒爆炸,，一般而言煤塵粒度越小,，所需引燃溫度越低，且火焰?zhèn)鞑ニ俣纫苍娇臁?/span>
截至8月4日,，備受關注的“8·2”昆山市中榮金屬制品廠特別重大粉塵爆炸事故遇難人數(shù)上升至75人,，185名傷者正在接受救治。在惋惜的同時,，一場嚴重的安全責任事故,，也將粉塵爆炸這種相對陌生的概念引入公眾視線。
據(jù)有關專家表示,，目前已知具備爆炸性的粉塵主要包括五大類,，金屬（如鋁粉、鎂粉）,、煤炭,、糧食（如淀粉）、農(nóng)副產(chǎn)品（如棉花,、煙草）、合成材料（如塑料,、染料）等,。其中，煤炭是我國水泥工業(yè)生產(chǎn)主要能源,，因此在水泥生產(chǎn)過程中如何預防煤塵爆炸必須引起水泥企業(yè)的足夠重視,。
事實上，很長一段時間以來,，在煤粉制備,、使用和儲存過程中，如何避免燃燒和爆炸一直是企業(yè)普遍感到棘手的問題,。
據(jù)了解,，煤粉爆炸是在高溫或明火熱源作用下，空氣中氧氣與煤粉急劇氧氣的反應過程,，是一種非常復雜的鏈式反應,。由于煤本身是可燃物質(zhì)，當它以粉末狀態(tài)存在時,，總表面積顯著增加,，吸氧和被氧化的能力大增，達到爆炸極限密度,，在高溫作用下發(fā)生燃燒爆炸,，一般而言煤塵粒度越小,，所需引燃溫度越低，且火焰?zhèn)鞑ニ俣纫苍娇臁?/span>
同時需要注意的是,，由于煤粉含有并可以釋放出的可燃性揮發(fā)份聚集于塵粒的周圍,，在一定溫度下形成大量的可燃性氣體，在高溫作用下也會發(fā)生爆炸,。一般說來,，煤粉的可燃揮發(fā)分含量越高，爆炸性越強,，即煤化作用程度低的煤,，其煤塵爆炸性強，隨煤化作用程度的增高而爆炸性減弱,。
通過實驗可以得知,，煤塵中主要可燃氣體甲烷、乙烷,、乙烯,、一氧化碳爆炸極限分別為5.00-16%、3.22-12.45%,、2.75-28.26%,、12.50-75.00%，其他可燃氣體爆炸極限見下表,。而一般說來,，煤塵爆炸的下限濃度為30~50g/m3，上限濃度為1000~2000g/m3,。其中爆炸力zui強的濃度范圍為300~500g/m3,。
因此，水泥企業(yè)煤磨爆炸預防需要從煤粉爆炸和揮發(fā)分爆炸兩方面入手,。而在實際生產(chǎn)過程中,，由于不同煤炭品種和不同工況中各種揮發(fā)分含量不盡相同，煤塵易燃性也不同,，因此需要根據(jù)實際作出權衡,。
從實驗數(shù)據(jù)可以得知，煤塵爆炸必須具備以下幾個條件：一是煤塵本身具有爆炸性（水泥廠煤磨煤粉粒度在80μm以下的占85-90%,，在易燃爆范圍內(nèi)）,； 二是煤塵在空氣屮呈懸浮狀態(tài)，并達到一定的濃度(爆炸上下極限范圍內(nèi)）,；三是氧氣的濃度,，煤粉混合氣體中氧氣的濃度越高就越容易引發(fā)爆照；四是具有引燃能量,，煤粉燃燒需要的引燃能量可以是系統(tǒng)的高溫熱能或者直接火源,，一般認為溫度700-800℃可以引發(fā)燃爆,。
因此在預防過程中主要可以從5個方面著手：
1、做好密封,，減少系統(tǒng)漏風,。磨頭、磨尾以及選粉機,、收塵器,、煤粉倉的卸料口均應設置鎖封裝置，系統(tǒng)所有設備,、管道及煤粉倉應密封可靠,，防止新鮮空氣漏入系統(tǒng)內(nèi)部，增加氧氣含量造成煤粉爆炸,。
2,、減少煤粉堆積。煤粉堆積容易自燃或被高溫熱氣引燃,，因此應避免煤粉在高溫設備表面和管道內(nèi)堆積,。所有風管和溜子應盡量減少拐彎，輸送煤粉的風管應盡量減少水平布置,，風速應控制在18-25m/s,，選粉機、除塵器及所有非標風管應保溫,，防止結(jié)露和煤粉堆積,。
3、控制可燃氣體濃度,。煤粉倉屮的瓦斯等烷烴氣休是煤粉在升溫過 積屮解析,、氧化分解而來,，而CO的來源有兩處,。一是煤粉在倉內(nèi)低溫氧化產(chǎn)生，二是熟料煅燒過程屮,，由輸送給煤磨的熱源帶入,。預防需注意兩點，其一完善抽風條件,，及時排除高溫混合可燃氣體,，將濃度控制在報警設定指標以內(nèi)；其次保證攪拌設備正常運轉(zhuǎn),，煤粉在倉內(nèi)不留死角,，不為煤粉提供足夠長的氧化時間。
4,、降低溫度,，避免可燃氣體或煤粉自燃,。煤磨供熱應控制在一定的變化范圍之內(nèi)，一般情況下,，粉磨煙煤時,，入磨氣體溫度不宜超過230℃，出磨氣體,、煤粉倉,、除塵器入口氣體溫度不應超過70℃，粉磨無煙煤時,，入磨氣體溫度不宜超過300℃,，出磨氣體、煤粉倉,、除塵器入口氣體和灰斗溫度不應超過75℃,，除塵器和煤粉倉內(nèi)的一氧化碳濃度不應超過800ppm。
5,、提升安全意識,，避免操作失誤造成爆炸。水泥工業(yè)經(jīng)過這么多年的發(fā)展,，煤粉應用方面控制技術和相關指標已經(jīng)非常成熟,，但是出現(xiàn)安全事故的風險依然存在，其中人為因素是關鍵,，無論企業(yè)領導層還是普通員工都必須將安全生產(chǎn)放在*位,，制定并遵從安全生產(chǎn)操作規(guī)程，防止安全事故發(fā)生,。
6,、完善在線監(jiān)控，做到防范于未然,。目前在線溫度,、壓力、一氧化碳,、氧氣等數(shù)據(jù)的監(jiān)控技術已經(jīng)成熟,，相比以前更加健全。企業(yè)有必要購置相關設備,，完善在線監(jiān)控體系,，及時發(fā)現(xiàn)潛在事故危險。
另外,，需要引起重視的是,，磨煤機啟停或缺煤時磨煤機內(nèi)的煤粉細度、氣粉混合物濃度都變小,，zui容易達到煤粉爆炸極限濃度,。而且此時磨煤機出口氣粉混合物的溫度會較高，煤粉易自燃產(chǎn)生爆炸,；且磨煤機內(nèi)少煤,，鋼球與金屬瓦撞擊加劇，也易產(chǎn)生火星點燃煤粉產(chǎn)生爆炸,，因此需要引起特別注意,。