第1篇 烟煤安全控制事故处理规程
摘要:高炉喷吹烟煤煤一个重要的限制环节是安全问题,本文系统介绍了喷吹烟煤似的安全控制问题,包括系统参数的控制,事故的预防与处理。
高炉喷吹烟煤是高炉喷煤发展的趋势,也是近年来发展起来的新技术,从高炉冶炼工艺角度看,烟煤更适合喷吹,因为它含挥发物质高,所以燃烧率高,带入高炉的氢气也多。而氢气既有利于高炉的还原过程,又有利于提高煤气热值。实践证明喷烟煤有利于提高置换比和增加喷吹量。此外,烟煤一般比无烟煤质软、好磨,可以降低磨煤电耗。各厂可就近喷吹。但由于防火防爆问题,喷吹烟煤时对系统的安全控制提出了更高的要求,主要包括系统安全控制与事故的处理。
一喷煤系统安全控制
合理控制参数是保证生产安全的关键。只要控制好其中的重要参数,安全生产是完全可以实现的。
1.系统氧含量和温度的控制
根据煤粉爆炸必要条件,煤粉燃烧、爆炸的必要条件包括以下几项
(1) 可燃粉尘浓度处于爆炸下限与上限之间的爆炸区;
(2) 有足够氧化剂支持燃烧;
(3) 有足够能量的点火源点燃粉尘;
(4) 粉尘处于分散悬浮状态,即粉尘云状态。
在制备、输送煤粉的过程中,悬浮浓度很难控制,所以控制系统内部气氛中氧含量和火源是防止煤粉爆炸的关键。根据相关文献记载的实验也表明:在空气中的悬浮煤粉浓度为0.02-2 kg/m3时为煤粉爆炸区间。当气相中氧浓度降至14 % 以下时,煤粉浓度虽在上述范围,即使煤粉达到煤的燃点以上也无爆炸发生。所以在实际生产中,要求制粉系统含氧浓度小于12 %,以保证整个系统氧含量远离煤粉燃烧爆炸的氧浓度的临界值。
喷煤系统控制氧含量的办法是利用高炉热风炉废气,由于热风炉废气氧含量比较低,一般低于4%,同时含有一定热量,可以做为喷煤制粉系统的干燥剂和惰化剂。安钢高炉喷煤系统所用的干燥气为混合干燥气。它由90~95 %的热风炉烟气和5~10 %的燃烧炉烟气组成。经过在磨机入口处实测其氧含量浓度在6 %以下, 收尘器出口氧含量浓度在12 %以下,能够满足制粉系统的安全需要。
系统温度的控制受煤种、生产工艺、生产环境等因素影响。烟煤的着火点在一般在300℃~400℃之间,所以磨机入口温度要低于此值,现在一般最高控制在260℃~290℃。出口温度:夏季控制在90±5℃;冬季由于环境温度低,加之原煤水分含量较高,一般控制在95±5℃。另外,煤粉仓是煤粉停留时间较长的地方。如果储存的煤粉温度较高,煤粉氧化速度较快,易在粉仓中发生煤粉自燃现象。所以粉仓温度应控制在70℃以下。当发现粉仓温度高于70℃并继续上升时,要尽快将仓中煤粉喷出并用氮气进行吹扫。待温度下降到正常范围后,再接受新煤粉。
2.一氧化碳监测系统
根据煤粉自燃时首先释放出co的原理,通过对co浓度监测,可及时发现煤粉的自燃,和温度相比co浓度监测更加灵敏。通过对粉仓、布袋箱co浓度监测,可以及时发现煤粉自燃的现象,生产过程中,当co的浓度增加到一定值时可自动报警并联锁打开粉仓、布袋箱的充氮系统以确保安全。
与防止煤粉自燃
开机时应先降低系统氧含量。具体如下:在磨机开启之前,首先把热风炉废气引过来,降低系统氧含量到12 %以下,然后再开烟气炉升温,当磨机出口到95 ℃左右时再开启球磨机,进入正常生产状态。这样在系统生产之前,驱除了制粉系统内的空气,降低系统氧含量,保证了系统的安全生产。
在喷煤系统中制粉系统生产能力一般均大于喷吹系统能力,以保证稳定喷吹,所以每天制粉系统都有或长或短的停车时间,停车时系统参数和开车时会有较大变化,首先表现在系统氧含量会有所提高。由于停车时,烟气炉一般都要停止烧炉,打开放散进入保温状态,这时,外部冷风会由于其内部热风造成的负压进入系统,造成系统内氧含量升高。根据经验,如果没有特殊措施,半个小时后,系统氧含量可达18 %左右。其次系统内煤粉停止流动,进入静止状态,布带箱、磨机、部分水平管内会残存一些煤粉,同时停车后系统本身还具备一定的温度。如果条件合适,系统内残存煤粉易发生氧化自燃。
煤粉氧化自燃可分为四个阶段
— 缓慢氧化期。在此阶段,其温度不超过100 ℃。在缓慢氧化期,由于温度较低,化学反应速度慢,所以对煤粉喷吹来说是安全期。
— 水分蒸发期。在此阶段,煤粉温度值随含水量不同而不同,但仍是煤粉喷吹的安全期。
— 氧化加速期。在此阶段,煤粉的温度为120~140 ℃。
— 剧烈氧化自燃期。进入此阶段,煤粉温度上升极快,有可能很快发生自燃,乃至爆炸。氧化加速期和剧烈氧化自燃期对煤粉喷吹至为危险,如进入这两个阶段,应马上采取措施。
根据以上情况,这时危险主要是高温环境下存留的煤粉。图1 为某种烟煤在环境温度为50 ℃氧含量为21 %的环境条件下储存时间与表面温度的关系。
影响煤粉氧化自燃的主要因素是煤粉的挥发含量。挥发份含量高,煤粉在升温氧化过程逸出的易燃挥发份越多,而挥发份与煤粉存贮空间空气的化学反应速度与挥发份浓度成正比,因而导致煤粉易于氧化自燃。
煤粉温度是促使其自燃的外在原因。煤粉温度越高,越有利于氧化反应的进行,如果贮煤仓的散热条件不好,并且煤仓内具备一定的氧的条件,就容易发生自燃或爆炸。
煤粉的存贮状态及气氛是决定煤粉是否能自燃的决定因素。相关的实验结果表明,无论是挥发分高的褐煤还是中等挥发分的烟煤,不管煤粉温度是否已达到着火点,如果氧浓度不达到某一值,自燃不会发生。
根据以上性质,为保证安全,如果煤粉挥发份高,存放时间长,这时应尽量利用放散风机引入热风炉废气控制系统氧含量,或降低存煤环境温度与时间,以保证系统安全。
有时由于检修等原因系统需长时间停车或需人员进入系统,这时系统内氧含量将不可避免地达到空气氧含量浓度。这时控制安全的主要措施是利用各种方法清除系统内积粉,消除安全隐患。清除煤粉的办法为停车前使系统空负荷运转一段时间,同时对布袋除尘器加强反吹,必要时人员进入系统内部检查,确保清除积粉。
喷吹系统短时间停车时可用充氮气的方法保证安全。如长时间停车,应把喷吹罐及管道内煤粉喷吹干净。
明火是导致爆炸的一个原因。明火有各种各样的来源:如原煤中的铁器物质进入磨机与衬板相碰撞产生火花;系统中某处积粉因氧化自燃而产生明火;检修后没有及时清除炙热的焊渣等等。针对以上火种来源,采取了以下措施:
(1) 严格监控原煤质量,及时发现和清理原煤中的杂质,并在输送原煤的两条皮带机头上方安装了大功率除铁器,避免或尽量减少原煤中的铁器进入球磨机。并规定每次上煤前必须先清理除铁器上吸附的铁器物件。
(2) 提高操作工操作水平,控制好球磨机的正常生产,摸索出在不同煤况和送温条件下,球磨机下煤量的变化规律,严防球磨机长时间空转。
(3) 检修前后注意清理现场,防止电焊切割时点燃煤粉。
高温煤粉长期存放是煤粉氧化自燃的重要原因。当温度升高到一定程度,氧含量条件又合适,将不可避免发生煤粉自燃事故。虽然在系统设计时已注意到了这点,尽量避免煤粉有积存现象,但由于设备质量、生产节奏或其它一些原因,仍会有积粉氧化自燃的危险。所以在日常生产中要经常性的检查系统各处积粉情况,改造不适合生产实际的机械设备。
从安全方面看,喷煤系统检修,尤其煤粉区域设备检修与其他设备检修要求不同,其主要区别在于检修时要充分考虑煤粉的燃烧性爆炸性,根据煤粉燃烧性质,电焊或切割时产生的焊渣足以引燃堆积的煤粉,如果煤粉浓度与氧含量合适,电焊或切割的火花很可能引起煤粉爆炸。所以检修前对于煤粉区域要清扫干净或利用蒸汽或水把煤粉打湿。例如检修球磨机衬板,在检修前先使其负荷运转一段时间,尽量使其煤粉抽干净,停车后打开入孔,进行通风,保证内部氧含量及温度以利于人员检修,由于这时衬板的间隙内仍然存留很多煤粉,需用水把煤粉打湿,然后可以进行焊接和氧气切割。对于其他部位的抢修也一样,一定要把内部或周围的煤粉清除干净后进行切割、焊接,以确保安全。当然也可以利用其他方式,代替电焊切割,这样更有利于安全。
对于喷煤系统尤其对于烟煤喷吹系统,在煤粉区域,选设备时应要求不产生火花。同时要求运转可靠,对于收尘器还应考滤到系统及设备的防静电措施。与煤粉接触的设备要有防粉尘功能。如布袋与旋风下广泛采用的卸灰装置ycd~16型卸灰阀,这种阀门一般用摆线形减速机,这种减速机结构紧凑,减速比大,但对润滑系统要求特别高,而其工作区域条件又经常造成煤粉进入减速机影响其润滑。这时造成磨损加大,不能适应在煤粉区域长时间开车要求。同时该阀损坏后,如不及时发现容易造成非常严重的后果,好多煤粉着火事故都是由于损坏后没有及时发现,造成煤粉长时间堆积而引起煤粉自燃。由于其可靠性无法满足生产需要,于是把其改成了斜板式锁气器,这种锁气器的结构简单,运行可靠性高,运行过程中不需专门控制装置。其工作原理为当开车时其利用坠秤与系统负压自动关闭,当布袋内煤粉堆积到一定程度后,在煤粉重力作用下自动卸灰,这样不但满作了系统工艺要求。而且保证了系统的安全可靠性。
由于喷煤系统事故处理没有严格的理论,仅以某厂发生的二次事故为例分析一下。1996年7 月白班,发现布袋箱温度升高,局部煤粉已达到200 ℃左右,经检查发现布袋箱下卸灰阀故障,没有及时发现,造成集灰斗内积粉长达20 h以上,为了处理内部煤粉,一方面向布袋箱内充氮,同时打开布袋箱人孔,准备把布袋箱内煤粉倾倒外边处理,打开人孔后,发现煤粉温度特别高,但并没着火,但没过多长时间内部煤粉开始燃烧,同时清到布袋箱外的煤粉也着了起来,造成布袋箱内部分布袋烧毁,当时由于煤粉挥发分不是太高为无烟煤,没有造成更严重的后果。
另一次是1999年8月,当时发生事故的原因及过程基本一致,但根据上次事故处理经验处理方法有所不同,这一次考虑到布袋箱内温度并没有达到煤粉的着火点,煤粉可能仅仅为煤粉在高温环境下发生氧化引起温度升高,并没有着火。如果打开布袋箱人孔,很可能会造成象上次一样,空气进入布袋箱造成内部高温煤粉着火。所以这一次是利用充氮系统向布袋箱、粉仓、喷吹罐内充氮,把系统氧含量控制到最底点,同时用最快的速度把上述积粉通过粉仓、喷吹罐喷吹到高炉内,喷吹完后温度恢复正常。
分析以上两次事故,可以发现,煤粉着火点随环境温度、环境氧含量的变化而变化,根据图1所示,如果布袋箱温度高,氧含量高,即使系统没有达到常温下煤粉着火点。过一段时间后煤粉也会发生自燃。如果发现及时,在煤粉氧化升温阶段采取合理措施,如控制系统氧含量或降低煤粉温度,就可以预防事故的发生。
另外处理事故方法还有以下几种方法
(1)往布袋箱内粉仓内通蒸汽,这样一方面能驱赶系统内空气,另一方面还可以给高温煤粉降温,同时增加煤粉的水分,控制煤粉的燃烧,煤粉中水分与爆炸性质关系如图,但是处理后需重新烘干系统。
(2)利用消防系统,往系统内充水 ,这种方法简单,但应注意由于煤粉一般漂在水面上,所以处理彻底需水量较大。另外需把布袋箱内布袋都打湿,因为布袋上存有煤粉,且着火不易被发现。同时处理后布袋箱需烘干。
总之,煤粉发生氧化自燃后应尽量避免空气进入,以免产生剧烈的燃烧。这时可以控制系统内氧含量,并利用各种措施降温,并把煤粉尽快喷到高炉内,保证系统安全。
9.总结
针对同设备引起的事故,预防措施可采取以下几个方面
关键设备的可靠性要有保障,如布袋箱下卸灰阀。
加强布袋箱积灰设备点检防止因设备故障产生长时间积粉。
集灰斗、粉仓内测温元件应能与煤粉直接接触,这样能灵敏的反应煤粉温度。
系统内应有充氮或充蒸气、充水口,最好与安全监测系统联锁能及时发现处理事故。
加强对维修工作中切割焊接的管理,工作前后应清理现场。
第2篇 烟煤及混合煤喷吹安全规程
1、烟煤与无烟煤应分别卸入规定的原煤槽。车号、煤种、槽号均应对号,并作好记录。大块、杂物不应卸入槽内。烟煤在槽内的时间不应超过2天,无烟煤不应超过4天。
2、制备烟煤时,应采用干燥惰化气体;负压系统末端气体的含氧量不大于12%。
3、磨制烟煤时,磨煤机出口、煤粉仓、布袋除尘器、喷吹灌的温度应严格按设备性能参数控制。
4、烟煤和无烟煤混合喷吹时,配比应保持稳定;配比应每天检测一次,误差不应大于±5%.
5、烟煤和混合煤与喷吹系统的充压、流化、喷吹等供气管道均应设置逆止阀。煤粉输送和喷吹管道应有供应压缩空气的旁通设施;喷吹烟煤或混合煤时,应另设氮气旁通设施。
6、喷吹烟煤或混合煤时,仓式泵、储煤灌、喷吹灌等压力容器的加压、收尘和流化的介质应用氮气或气体惰性气体。
7、烟煤喷吹系统应设置气控装置和非电动顺序控制系统,超温、超压、含氧超标等事故报警装置,还应设置防止和消除事故的装置。
第3篇 高炉喷吹烟煤安全技术规程
1 烟煤是爆炸性煤种,制粉系统要用热风炉废气,煤粉喷吹罐要用氮气充压,岗位人员要特别注意防火、防爆、防窒息中毒。
2 所有受压容器的设计、制造、安装都要符合国家劳动部“压力容器安全监察规程”的规定。
3 煤粉系统一切设施都应按“国家建筑规范”乙类防火、防爆、防毒车间标准建筑和验收。
4 所有管道、阀门都必须经过耐压试验和气密试验合格后准使用。
5 所有受压容器都要定期进行技术检验:每半年一次外部检查、每三年进行一次测厚检查,并根据检查结果决定是否维修和更换。
6 各种压力容器的防爆膜都必须进行定期检查和更换:负压、常压系统每年检查一次,每二年更换一次;受压系统每年检查一次并根据检查结果决定是否更换。
7 煤粉系统的检测仪表必须按照规定期校正:温度表每周校正一次,误差不大于3℃;压力表每月校正二次,误差不大于0.02mpa;氧分析仪每月校正一次,误差不大于0.5%。
8 环境空气中氧气含量小于18%时,人员在其环境中工作不准超过1小时。
9 进入氮气危险区作业,必须二人以上而且要拉开一定距离,需要时间长的作业必须经过氧测定仪测定氧含量是否合格之后方可进行工作。
10 制粉系统使用热风炉废气时,中速磨机入口氧含量必须小于12%;布袋箱入口氧含量必须小于13%;布袋烟囟氧含量必须小于16%。
11 严格控制各系统的温度,不准超过技术规程所规定的范围。
12 烟煤原煤贮存时间:原煤槽不超过四天;原煤仓不超过二天。
13 烟煤煤粉贮存时间:煤粉仓不大于8小时;各煤粉罐不大于2小时。
14 煤粉各系统都要防止积粉,水平管道、布袋箱等积粉点必须定期吹扫。
15 喷吹罐所有漏嘴都要喷吹,如果做不到,可以采用轮换喷吹。
16 需动火时严格执行动火审批制度,动火作业过程必须采取可靠的安全措施。
17 当发生氮气导致人员窒息或者煤气中毒等事故时,应马上把患者转移到空气流通的地方并及时通知卫生所和报告作业区有关部门。
18 烟煤喷吹系统必须强化明火管理,严禁吸烟及其它可能产生明火的行为。
19 岗位交接班时必须认真检查安全装置、防火装置,重点检查氧浓度监控装置、氮气阀站、容器布袋箱、粉仓、快速切断阀和除铁器等。
20 氮气阀门、氮气风包必须加强检查和管理,烟煤系统操作室、废气风机室要保持通 风装置良好,防止窒息。
21 皮带系统严禁上错煤、混煤,系统严禁跑冒煤粉,系统积粉必须及时清理,防止自燃。
22 烟煤系统主要电气设备、仪表、容器和管道法兰的接地装置必须完好,接地电阻不小于3欧姆。
第4篇 烟煤及混合煤喷吹的安全规程
1、烟煤与无烟煤应分别卸入规定的原煤槽。车号、煤种、槽号均应对号，并作好记录。大块、杂物不应卸入槽内。烟煤在槽内的时间不应超过2天，无烟煤不应超过4天。
2、制备烟煤时，应采用干燥惰化气体；负压系统末端气体的含氧量不大于12％。
3、磨制烟煤时，磨煤机出口、煤粉仓、布袋除尘器、喷吹灌的温度应严格按设备性能参数控制。
4、烟煤和无烟煤混合喷吹时，配比应保持稳定;配比应每天检测一次，误差不应大于±5％.
5、烟煤和混合煤与喷吹系统的充压、流化、喷吹等供气管道均应设置逆止阀。煤粉输送和喷吹管道应有供应压缩空气的旁通设施；喷吹烟煤或混合煤时，应另设氮气旁通设施。
6、喷吹烟煤或混合煤时，仓式泵、储煤灌、喷吹灌等压力容器的加压、收尘和流化的介质应用氮气或气体惰性气体。
7、烟煤喷吹系统应设置气控装置和非电动顺序控制系统，超温、超压、含氧超标等事故报警装置，还应设置防止和消除事故的装置。
