煤粉係統自燃爆炸原因及改進措施

　某廠自1994年底投產以來，煤磨係統分別於1995、1997、1998三年發生了4次爆炸 02manbetx.com ，造成了煤磨係統的設備損壞，嚴重影響了生產，並造成重大的經濟損失。本文就爆炸原因進行 03manbetx 、並提出防範 措施。
　　1煤磨係統工藝流程及設備概況

　　煤磨係統工藝流程見圖1。



　　圖1煤磨係統工藝流程

　　該係統采用Φ2.8m×5m+3m的風掃磨， 設計能力16～17t/h，使用PPDC96-6(M)袋式除塵器，Φ2500粗粉分離器。設有2台CO氣體 03manbetx 儀，分別監測袋除塵器進、出口以及窯頭、窯尾煤粉倉的CO濃度。袋除塵器及2煤粉倉各配有1套CO2自動滅火裝置。在粗粉分離器、袋除塵器入口管道、袋除塵器上 設計安裝了防爆閥。煤磨烘幹使用窯尾預熱器廢氣，正常運行時，係統在氧含量較低(6%～10%)的惰性氣氛下運行，而且流程簡捷。從 設計總體上來說，應該是非常 安全的。

　　2第一次爆炸現象及原因的初步 03manbetx

　　1995年初，正處在生產調試時期，發生了第一次爆炸 02manbetx.com ，使係統所有的防爆閥被炸開，袋除塵器箱體變形，袋籠也嚴重變形而全部報廢，布袋全部被燒，現場大火經努力撲救才熄滅。當時認為主要原因是運行操作時煤磨的出口氣體溫度過高所致。由於煤磨的烘幹能力差，烘幹後煤粉水分高達3%～4%，嚴重影響窯的煆燒，甚至使窯頭、窯尾的喂煤秤無法正常使用。為了提高烘幹能力，降低煤粉水分，將煤磨出口氣體溫度由一般水泥廠控製的70℃左右，提高到80～85℃。
　　這次爆炸同時暴露了我廠煤磨係統的一些嚴重問題:
　　1)袋除塵器安裝3個防爆閥，防爆閥的閥蓋在爆炸的衝擊下打開並衝過了檢修平台欄杆，由於袋除塵器的檢修平台欄杆的 設計不合理，爆炸後，閥蓋在重力的作用下回扣時，卻被檢修平台欄杆所阻擋。防爆閥不能重新閉合，使爆炸發生後，不能及時、有效地為袋除塵器隔絕空氣，從而加劇了袋除塵器內煤粉及布袋的燃燒。見圖2。


　　圖2爆炸前後檢修平台設計示意

　　2)袋除塵器的CO2滅火裝置沒能及時、自動啟動，延誤了滅火時機。當現場手動開啟時，又由於防爆閥沒有能及時重新閉合，滅火效果差。
　　3)防爆閥數量少，使爆炸的能量不能得到有效的釋放，袋除塵器設備受爆炸衝擊力較大而受損嚴重。
　　針對以上情況，作了相應的改進，加寬了檢修平台，調試好了袋除塵器CO2滅火裝置的自控係統，在磨頭、磨尾的風管上增加了2個防爆閥，並降低運行時煤磨出口氣體溫度至70～75℃。

　　3對4次爆炸 02manbetx.com 的進一步 03manbetx

　　1997、1998年接連發生了3次爆炸，由於采取上述 措施，設備沒有大的破壞，隻是袋除塵器的布袋被燒，更換布袋後煤磨就又能運行了。
　　通過對這4次係統爆炸情況的對比分析發現:
　　1)自控係統不能預防和阻止爆炸的發生
　　某廠煤磨的自控係統使用的是ABB公司的集散型自動控製係統。就煤磨係統來說，其檢測點多，反應迅速，自動化程度高。但煤磨爆炸非常突然，爆炸之前，中控室自控係統所監測到的係統參數沒有一點異常，爆炸的瞬間，係統所有的參數都是無征兆地突變，爆炸的整個過程又非常短促，自控係統根本就來不及作出及時的反應。所以我廠煤磨的自控係統不能夠預防和阻止爆炸的發生。事實上，我廠的自控係統的掃描周期將近1s，參數的趨勢曲線的數據為15s一個平均值，而爆炸的發生為毫秒級。因此中控室顯示和記錄的係統參數的變化及報警清單中參數的報警先後順序，無法準確地反映爆炸時係統的真實情況，不可能從中分析出爆炸發生的詳細過程。
　　2)爆炸均發生在停磨的瞬間
　　實際上，在煤磨的運轉過程中從未發生爆炸。4次爆炸都發生在正常停磨操作過程中，而且都發生在煤磨電動機停的一瞬間。
　　某廠煤磨停磨操作如下:關閉熱風閥，停小高溫風機，同時打開冷風閥，用冷風掃磨，使出磨氣體溫度由正常運行時的70℃慢慢降到55℃以下，最後停煤磨主電動機組。從止熱風、開冷風到停磨這個過程有5～10min。
　　煤粉發生爆炸要滿足以下兩個條件:①煤粉與空氣混合，其濃度要在45～2000g/m3之間，才能形成爆炸性混合物，否則，隻能發生燃燒而不能發生爆炸；②一旦溫度過高或有火花才會引爆。
　　在停煤磨時，為了降低係統溫度，加入新鮮的冷空氣，不可避免形成爆炸性混合物。停磨的一瞬間，由於某種原因偶爾產生火花(由於機械摩擦、電氣、靜電等)或自燃引爆了混合物，從而發生爆炸。
　　某廠煤磨係統每次爆炸前，CO濃度都正常，而且較低，基本上可以排除是因煤粉自燃而發生爆炸的可能。而且煤磨係統做了很好的接地處理，使用防爆電動機，除塵器使用的是防靜電布袋。因此，在防止靜電、電氣火花的產生方麵沒有什麼更好、更進一步的 措施。

　　4改造 措施及效果

　　某廠煤磨冷風閥原設計為Φ400mm，而熱風管道為Φ800mm，當止熱風、開冷風的停磨操作時，磨尾負壓會增大許多，此時磨內的通風很小，這樣勢必增加停磨時煤磨係統內的煤粉濃度，並使停磨後較長時間處在危險的爆炸濃度中。從這一點出發，我廠在1998年煤磨大修時，在磨頭增加1個Φ600mm的大冷風閥，修改煤磨作業指導書，停磨時，2冷風閥都完全打開，從而保證在停磨操作時，磨內有較大的通風量，大大降低了磨停時的煤粉濃度，減少了處在危險的爆炸濃度中的時間，減少了發生爆炸的概率。自從加了大冷風閥以後，煤磨再也沒有發生爆炸 02manbetx.com 。