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水泥廠在水泥熟料生產(chǎn)過程中的煤粉制備系統(tǒng)屬于工廠的高度危險源——容易產(chǎn)生火災和爆炸。即煤粉倉、袋收塵、煤磨、輸送管道等煤粉制備系統(tǒng)的各個部位，當煤粉濃度在45～2000g/m3之間，磨內(nèi)溫度過高或停磨瞬間因摩擦、靜電等偶爾產(chǎn)生火花時，各種“偶然條件” 具備的時候，就會在煤粉制備系統(tǒng)某一處發(fā)生火災和爆炸等事故。

煤粉制備系統(tǒng)：煤磨防爆袋收塵，原煤倉煤粉倉，煤磨機，煤粉稱，水平的煤粉輸送管道。

一、煤粉的燃燒特性

1、煤粉容易燃燒，煤粉的表面積與同量的煤塊比較要大得多，與空氣接觸后比煤塊更易氧化，也容易自燃。

2、煤粉懸浮在空氣中，達到一定的爆炸極限，就形成爆炸性混合物。各種煤粉塵的爆炸極限，據(jù)煤炭部門測定，下限最低為45g／m3，上限最高達2000g／m3，爆炸的強度在300—400s／m3 時為最高。達到爆炸極限的煤粉，無論在封閉的空間如煤粉制備系統(tǒng)內(nèi)，或在敞開的空間如鍋爐房內(nèi)，遇到明火，都會引起爆炸燃燒。

3、在封閉的煤粉制備系統(tǒng)內(nèi)，當煤粉燃燒時，壓力迅速提高，將造成整個系統(tǒng)的破壞，并使火焰外噴，燒傷人員，燒壞其他設備。

嚴格控制煤粉倉內(nèi)的存量，嚴禁過量儲存煤粉。同時煤粉在倉內(nèi)貯存時間不宜過長。

二、煤粉制備系統(tǒng)的防火要求

1、設置防爆閥和防爆門

1) 在煤粉系統(tǒng)管道上設置防爆閥，在發(fā)生爆炸時，管道內(nèi)氣體通過防爆閥排氣瀉壓，防止形成嚴重的爆炸事故。

2) 煤粉倉、分離器、旋風器等設備上，應分別設置防爆門。防爆門面積按設備容積比值計算，一般取 0.04m2／m3，但不得小于90cm2。防爆片上應采用薄鐵皮，厚度不得大于0.5mm。防爆片上應劃有十字形刻痕，有刻痕的一面應朝外安裝。防爆門的框架應有一定的強度，并牢固、密封，性能須達到設計要求。

3) 防爆閥、防爆門爆破后，應立即停車，并清除火源，查明原因。待防爆閥(門)修復后，方能重新起動設備。

4) 在煤粉制備系統(tǒng)的煤粉倉、分離器、旋風器等重點部位加裝溫度監(jiān)控器，隨時監(jiān)測各部位的溫度有無異常，防止煤粉因高溫引起自燃爆炸。

2、管道和設備

1) 為了防止和減少煤粉在管道內(nèi)積聚，煤粉系統(tǒng)管道不得有水平區(qū)段。

2) 煤粉制備系統(tǒng)的機械設備應有連鎖裝置，并應保持良好，當設備發(fā)生事故時，能及時自動停車。

3) 煤粉制備系統(tǒng)的場所，電氣設備應符合防爆要求。

三、煤粉系統(tǒng)發(fā)生燃燒爆炸時的撲救

1、迅速通知主控人員，關閉磨煤機入口熱風門，必要時停止磨煤機的運行。

2、向發(fā)生故障處通入氮氣或二氧化碳滅火劑滅火。

3、如煤磨出口處有火星，可采取加大給煤的辦法，關閉熱風門，熄滅后，再停止煤磨，并小心把堆煤清除干凈。

4、如煤倉著火，應迅速停止向倉內(nèi)進粉。同時用氮氣或二氧化碳滅火劑進行滅火，同時用水對起火設備外殼進行冷卻降溫。

四、煤粉制備系統(tǒng)防爆操作規(guī)程

1、出磨煤粉的水分和細度：水份控制指標≤2.0%。根據(jù)煤粉水份的變化，可對磨出口溫度做小幅度調(diào)整，如出口溫度達80°C左右，煤粉水份仍不合格，就要考慮可能是原煤中結合水含量過多造成的，結合水干燥時是很難除去的。細度控制指標 0.08mm方孔篩≤12.0%。為保證煤粉細度，可通過調(diào)整選粉機轉速、喂料量、系統(tǒng)通風量來加以控制。如煤粉過粗，可增大選粉機轉速、減小喂料量、降低系統(tǒng)通風量來調(diào)節(jié)；如煤粉過細，用相反方法進行調(diào)節(jié)。

袋收塵進口溫度：袋收塵進口溫度太高時，要適當降低磨出口溫度；袋收塵進口溫度太低時，有結露和糊袋的危險，要適當提高磨出口溫度。

袋收塵出口溫度：正常情況下，出口溫度略低于進口溫度，但出口溫度太低時，有結露和糊袋的危險；粉倉錐部溫度：正常在50°C左右。如異常持續(xù)升溫，則通知現(xiàn)場檢查。

2、常見故障

2.1 排風機跳停

磨機、喂料聯(lián)鎖跳停，立即關閉熱風擋板，打開冷風擋板，降低磨進出口溫度，關閉袋收塵及排風機入口擋板，通知相關人員處理；

2.2 煤粉輸送設備跳停

磨機、喂料、袋收塵排風機聯(lián)鎖跳停，立即關閉熱風擋板，打開冷風擋板，降低磨進出口溫度，關閉袋收塵及排風機入口擋板，通知相關人員處理；

2.3 原煤斷料或堵料

逐漸關閉熱風擋板，打開冷風擋板，加大選粉機轉速，必要時停磨，通知相關人員處理；

2.4 磨內(nèi)著火

如磨出口溫度持續(xù)上升，判斷為磨內(nèi)著火時，立即停磨和排風機，關閉磨機出入口擋板，關閉袋收塵進出口及風機擋板，采取滅火措施；

2.5 袋收塵著火

如出口溫度高于進口溫度且持續(xù)上升，判斷為袋收塵著火時，立即緊停煤磨系統(tǒng)，關閉袋收塵進出口擋板，采取滅火措施；

2.6 煤粉倉著火

如異常持續(xù)升溫，則通知現(xiàn)場檢查。如倉內(nèi)著火，則煤磨系統(tǒng)緊停，關閉倉底壓縮空氣，采取滅火措施。但嚴禁打開倉頂人孔門、觀察孔進行滅火及在沒采取任何措施的情況下將燃燒的煤粉排出倉外。

3、停機時停止原煤倉進煤：

3.1 如果長時間停機需將倉放空；

3.2 通知窯操作員， 做好停機準備；

3.3 關小熱風擋板開度，開大冷風擋板開度，將給料機調(diào)到最小給煤量，同時降低磨出口溫度，當磨出口溫度下降到50°C左右時，且物料盡量排空后，停止喂料組及磨主電機組設備；

A. 短時間停機應保證磨盤料層，袋收塵及煤粉輸送組不用停；

B. 長時間停機，應排空煤粉倉，如因故不能排空，應加輔生料粉來隔絕空氣；

C. 停磨20分鐘后，通知現(xiàn)場檢查袋收塵灰斗及煤粉輸送設備內(nèi)有無煤粉，拉空后方可停袋收塵、排風機和煤粉輸送設備；

D. 停機后，中控仍要密切關注系統(tǒng)溫度，防止系統(tǒng)著火；

E. 進行停機后的檢查，現(xiàn)場按操作規(guī)程檢查中。

4、緊急停機：當系統(tǒng)發(fā)生如下情況時，采取緊急停機措施：

A. 發(fā)生重大人身、設備事故時；

B. 磨機吐渣口發(fā)生嚴重堵料時；

C. 當袋收塵灰斗發(fā)生嚴重堵料時；

D. 當煤磨、袋收塵及煤粉倉著火時。

5、運行中的安全注意事項

5.1 控制喂料量與系統(tǒng)用風量的平衡；

5.2 操作過程中，密切關注袋收塵灰斗錐部溫度的變化，溫度大于65°C或過低時，通知現(xiàn)場檢查灰斗下料情況，并采取必要處理措施；

5.3 當系統(tǒng)出現(xiàn)燃爆、急冷或其他緊急事故時，進行系統(tǒng)緊停機之前關閉入磨熱風擋板入全開冷風擋板；

5.4 煤粉倉錐部溫度超過85°C且有上升趨勢時，表示煤粉已經(jīng)自燃，要采取緊急措施處理；

5.5 主排風機停1小時后方可停密封風機；

5.6 一次風機關閉一個小時后方可停密封風機；

5.7 如停機時間超過1小時，則要清除磨機內(nèi)的物料；

5.8 磨機出口溫度低于40°C才可打開磨門。

5.9 為防止煤粉外溢，所有設備都設計成在零壓或負壓下運轉，如果煤粉由于偶然原因外溢，要立即清掃；

5.10 系統(tǒng)煤粉基本上是在富氧氣氛，故現(xiàn)場要加強巡檢；

5.11 為防止袋收塵、煤粉倉著火、爆炸，設有二氧化碳滅火裝置；

5.12 在任何情況下，都要嚴格控制入磨、出磨熱風溫度，不得太高。若袋收塵著火，應立即關閉進出口閥門及灰斗上部手動閘閥，并噴入二氧化碳滅火；

5.13 煤粉倉也設有二氧化碳滅火裝臵及錐部溫度檢測裝置，倉內(nèi)著火時應立即采取滅火措施。

6、巡檢中注意事項

A. 每班按時巡檢，當磨機出現(xiàn)異常振動時，應及時停磨檢查，在設備停機時，也必須堅持巡檢，以防止意外事故的發(fā)生；

B. 煤及煤粉如果外溢，及時處理；

C. 車間內(nèi)有無明火；

D. 車間內(nèi)整潔情況，有無煤粉堆積現(xiàn)象 ；

E. 設備是否有因為磨擦等原因引起的設備發(fā)熱情況；

F. 潤滑部位潤滑油量是否適宜；

G. 各防爆閥、防爆門是否正常；

H. 現(xiàn)場各溫度儀表顯示是否正常；

I. 各溜子是否堵塞；

J. 煤粉倉錐部是否助流空氣；

K. 使用熱風爐開磨時，要嚴格遵守熱風爐安全操作規(guī)程。

L．加強對密封風機維護控制，防止煤粉進入選粉裝臵

五、袋收塵燃燒的原因分析與對策

1、收塵燃燒的基本條件：

A. 煤(粉)與空(氧)氣充分混合。

B. 存在火源，如達到著火溫度的高溫氣流、火星等。

一般認為煤粉濃度的燃爆極限為150～1500g/Nm3，此極限范圍的波動范圍比較大，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，我國煤粉的爆炸下限濃度范圍一般為：褐煤45～55g/Nm3，煙煤110～335g/Nm3，上限濃度范圍均在1500～2000g/Nm3。煤粉越細，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75um以下時就更危險了，粒徑大于1mm的煤粉爆炸可能性很小。其爆炸下限隨粒徑的減小而降低。而在實際生產(chǎn)中煤粉的粒徑比1mm要小得多，大部分都在75um以下。

煤粉的揮發(fā)分含量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)分小于10%沒有爆炸的危險，揮發(fā)分大于20%時爆炸的可能性大大增加。實際生產(chǎn)中煤粉的揮發(fā)分都大于20%。

另外，氣體中的CO含量、氧含量、溫度等因素也都對煤粉的燃爆有一定的影響。

實際生產(chǎn)中，煤粉和氧氣已充分混合(尤其是窯頭取風) ，所以避免煤粉燃爆只能是消除火源。

火源作為煤粉燃爆的必備條件產(chǎn)生的方式有兩種:

a. 有燃料及空氣混合物的整個容器同時達到某一溫度，超過該溫度(即著火溫度) ，混合物便自動地不需外界作用而著火。

揮發(fā)份含量越高的燃料著火溫度越低，煙煤的著火溫度是350～500℃。實際生產(chǎn)中，如果磨入口溫度超過300℃時，在刮板腔內(nèi)就可能看到有火星出現(xiàn)，就是部分煤粒在高溫廢氣的作用下著火造成的，這些火星如被帶入袋收塵或磨腔內(nèi)就可能引起煤粉燃爆。只是落入刮板腔內(nèi)的煤粒一般不易再被帶入磨內(nèi)。

b. 在冷的燃料及空氣混合物中，用一個小熱源在某一局部地方點火引起燃燒，然后燃燒便向其他地方傳播，使整個混合物自動著火。

這個小熱源主要來源于以下幾個方面 ：

● 磨內(nèi)金屬結構的硬性磨擦產(chǎn)生火花；

● 用金屬物敲擊煤粉倉等部位產(chǎn)生火花；

● 焊接時產(chǎn)生的明火；

● 煤粉的自燃。

在實際生產(chǎn)中，被粉磨的煤粉經(jīng)袋收塵收集后儲存于煤粉倉內(nèi)，一般隨即被輸送到窯或分解爐內(nèi)燃燒，氧化生熱的時間很短，此部分煤粉不會造成危害。關鍵是那些逐漸堆積以致靜止不動的煤粉，如袋收塵灰斗死角或防爆閥破損后內(nèi)部積聚的煤粉，再加上此處通風效果很差，氧化產(chǎn)生的熱量不能及時排出，煤粉逐漸自燃。被帶入袋收塵內(nèi)很容易引起燃爆。

致使煤粉堆積的幾種情況：

● 在試生產(chǎn)時，系統(tǒng)各死角沒被不可燃物(如石灰石) 填充完而堆積煤粉；

● 風管角度設計過于平緩；

● 煤粉水分大，容易粘結；水氣的冷凝放熱，使堆積的煤粉溫度升高更快；

在實際生產(chǎn)中袋收塵的燃爆大多是這個原因造成的。煤粉的比表面積較大，具有較強的氧化生熱能力。氧化生熱速度隨廢氣中的煤粉含量及其可燃物(尤其是揮發(fā)份)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。當氧化熱速度超過排熱速度時，煤粉的溫度逐漸升高，又加速了氧化生熱速度，當達到煤粉的自燃溫度時，則產(chǎn)生自燃。根據(jù)實驗室檢定，80℃以下時煤的溫升隨其反應速率反而下降，高于80℃其活性隨溫度上升而上升。

且煤磨袋收塵允許工作溫度：一般低于90℃。另外，煤中水份的含量及變化是影響煤自發(fā)熱一個主要因素，當水蒸發(fā)時從外界吸收大量的熱，冷凝時就將這些熱傳給煤粉，理論上講，含水量增加1%將使煤溫上升17℃。同時，高速流通的廢氣在提供煤以氧氣的同時也會帶走大量的熱，而低速則恰好相反，盡管也提供相當數(shù)量的氧氣，但卻不能帶走其自發(fā)產(chǎn)生的熱量。

磨出口溫度低，低于露點時引起結露、糊袋：

●系統(tǒng)保溫效果差，造成結露；

● 系統(tǒng)漏風嚴重，造成結露；

● 袋收塵內(nèi)漏進雨水，造成煤粉粘結；

● 防爆閥破損， 造成其內(nèi)部積灰；

● 回轉閥或煤粉輸送設備跳停，沒及時發(fā)現(xiàn)或處理。

2、煤磨袋收塵著火的預防對策

2.1 系統(tǒng)設計方面

A. 管道避免水平鋪設。管道傾角一般：上升管道至少大于 70° ，下降管道至少大于 45o (煤粉靜止堆積角25o ～30o) ，管內(nèi)應光滑；

B. 選用防靜電袋收塵，且袋收塵需接地，以消除靜電火花；

C. 選取管內(nèi)風速要適當，即要考慮避免管內(nèi)積煤粉，又要考慮節(jié)省能源，減少磨內(nèi)磨損及對袋收塵的損壞；

D. 管道和除塵器殼體敷設保溫層；

E. 加強系統(tǒng)密封；

F. 袋收塵灰斗安裝振動器；

G. 為防止系統(tǒng)著火爆炸，設二氧化碳滅火裝置。

3. 中控操作方面

A. 盡量控制磨入口溫度小于300℃，最高不超過 350℃；

B. 磨出口溫度控制在70°C～75°C，水分合格的條件下偏低控制，達85°C時磨機及排風機跳停，減少過烘干及過粉磨現(xiàn)象。當喂料過高或過低時，更要嚴格系統(tǒng)各參數(shù)；

C. 烘磨磨時，磨出口溫度不可升得太高；袋收塵出口溫度盡量高于露點15℃再開磨(露點溫度42℃～46℃) ，但袋收塵很難烘干，只有開磨后用高溫煤粉來烘干袋收塵；

D. 停磨時可先把磨出口溫度降到50°C左右時，再斷料停磨，并控制好磨出口溫度；

E. 停機前必須清灰，將濾袋上附灰清除干凈，并放空灰斗中的積塵，以免粘結成塊或煤粉自燃，確保設備安全；

F. 停機時間較長時，原煤倉煤粉要排空，如果因故不能排空，要采取輔加生料粉等防護措施；

G. 嚴格按操作規(guī)程操作，出現(xiàn)故障及時處理。

4. 現(xiàn)場巡檢與維護

A. 第一次開磨時，要磨足夠多的石灰石以填充系統(tǒng)各死角 ；

B. 煤及煤粉如果外溢，及時處理；

C. 車間內(nèi)整潔情況，有無煤粉堆積現(xiàn)象；

D. 設備是否有因為磨擦等原因引起的設備發(fā)熱情況；

E. 各防爆閥、防爆門是否正常；

F. 車間內(nèi)有無明火，不準在車間內(nèi)吸煙，不準在沒采取防范措施的情況下在車間內(nèi)進行氣割、氣焊、電焊等；

G. 如果窯停止喂煤，則及時停止煤粉倉錐部的助流是否充氧，如果充氧則關閉手動閥；

H. 清掃

a. 不論在停機或設備運轉時，都應注意隨時清掃，保持本系統(tǒng)內(nèi)的清潔；

b. 清掃時的注意事項：

●清掃前應灑水、然后再掃，避免煤粉飛揚；

●設備內(nèi)部清掃時應先停機，內(nèi)部煤粉要全部清掃干凈；

5、收塵系統(tǒng)運行前的安全檢查：

a. 長時間停機后開機前的安全檢查：檢查煤粉倉、袋收塵易堵塞部位及輸送設備內(nèi)部有無煤粉或雜物，車間內(nèi)是否有煤或煤粉堆積；

b. 短時間停機后開機前的安全檢查：檢查輸送設備內(nèi)部有無煤粉或雜物；

c. 排氣：開機前，應先啟動排風機，將袋收塵及各管道中可能產(chǎn)生的易燃易爆氣體全部排出；

J. 定期檢查壓縮空氣系統(tǒng)，分水濾氣器要經(jīng)常放水，油霧要定期加油，壓強超范圍時調(diào)整壓閥，電磁滑閥故障及時排除或更換，氣缸漏氣應及時更換修理，管路漏氣應立即堵漏或更換零件；

K. 做好常規(guī)維護保養(yǎng)。電磁閥、氣缸每年清洗加油保養(yǎng)一次，并及時更換；

L. 收塵器運行中發(fā)現(xiàn)煙囪冒灰應首先檢查濾袋有否破損，并及時更換；

M. 做好消防設施的準備及維護；

N. 回轉窯或煤粉輸送設備跳停要及時處理。

6、安全注意事項和安全措施

a.除無煙煤制粉系統(tǒng)外，磨煤機和煤粉倉建議都應設置氮氣或二氧化碳滅火設備。

b.檢查、清掃和禁火：

1) 煤粉制備系統(tǒng)的設備和管道應每班進行檢查，以便及時發(fā)現(xiàn)和消除漏風、漏煤的隱患。

2) 煤粉制備系統(tǒng)的設備和管道的外表，應定期進行清掃，防止粉塵聚集。

3) 煤粉制備系統(tǒng)的滅火裝置，應經(jīng)常進行檢查，防止使用時不能投入。

4) 在煤粉制備系統(tǒng)和場所內(nèi)嚴禁動火。由于工作需要必須動火的，應嚴格執(zhí)行《動火審批制度》，動火作業(yè)前必須辦理《動火許可證》，采取切實有效的防范措施后方可作業(yè)，并且在作業(yè)現(xiàn)場設置專人監(jiān)護。