火電廠輸煤系統煤場自燃防止措施初探

侯家泉

摘 要：火力發電廠需要大量貯煤，以確保正常生產的需要。但煤在火電廠經過長時間的堆積和磨合，在條件適可情況下會產生緩慢的氧化反應從而發熱，這將導致煤的溫度逐漸升高，進而發展成為煤自燃起火。這將給發電企業造成相應的經濟損失，同時也容易引起電廠火災。如何有效地防止火電廠煤場的自燃，對電力企業安全生產和經濟運營至關重要。

關鍵詞：火力發電廠；貯煤場；氧化；自燃；監測制度

中圖分類號：X773 文獻標識碼：A

平海電廠1期工程裝機容量為2× 1000MW。煤場現建成A、B、C、D四個煤場和1個干煤棚。煤場（含干煤棚）共貯煤379819t，能滿足2臺機組燃用約23.1d（設計煤種）。平海電廠煤場作業機械有二臺懸臂式斗輪堆取料機，分別設有旋轉噴淋裝置和水沖洗裝置，并配備四臺推煤機和二臺裝載機進行輔助作業。火力發電廠依靠燃燒煤來發電，按通用的原則，發電企業煤炭經常儲備量應在6～12天的鍋爐正常燃燒發電耗用量，保險儲備煤量不能低于6天正常的發電耗用量。

由于平海電廠受船只、船期、臺風等自然因素的影響，沿海發電量較多導致不能滿負荷發電，電廠煤場的儲煤量經常處于飽和狀態。當煤場長期處于飽和狀態時，將對煤場的正常翻場等等工作帶來極為不利的影響，而且當煤經過長期的儲存，極易進一步因為氧化過程而引起自燃，不僅會給電廠造成一定經濟損失，且容易引發火災。因此，如何防止電力生產企業貯存煤的自燃，保證貯煤安全是火力發電企業一項重要的工作。

1 煤自燃原因分析

煤自燃的因素與煤的物理性質、化學性質、堆積狀態、環境因素等幾個主要方面有關。煤通過長期的堆積和時間磨合等作用，會慢慢的產生氧化反應而發熱，這樣就會導致煤的整體溫度逐漸升高，最終煤就會自燃現象而起火。另外煤的自燃起火與其它燃燒過程不同，因為煤自燃時的溫度是緩慢上升的狀態，將會按照“煤堆積——低溫氧化發熱——放熱——內部干燥——溫度急劇上升——自燃起火”這些步驟過程發生。

從化學過程來分析，煤炭自燃過程是煤炭在空氣中劇烈氧化而發光發熱的一種化學現象。在不斷連續供氧條件下，隨時間推移其中熱量的積累與氧化程度又將加劇循環漸進，因而煤炭從氧化自熱到急劇氧化是一個十分緩慢的過程。可是在煤炭氧化反應的不同階段，對電力生產所造成的影響是不同的。這就要求我們在供氧條件不改變的情況下，怎么樣快速有效地判斷出煤炭的氧化程度，并實施相應的對策來阻止氧化反應。根據相關實驗研究以及眾多的現場測試表明，煤自燃大體上可分為四個階段：緩慢氧化階段、快速氧化階段、強烈氧化階段、劇烈氧化階段。

煤自燃會受到煤中的水份影響、煤中揮發份影響、煤中的硫份影響、氣候條件影響、空氣中氧氣等影響。了解引起煤自燃的主要因素可為我們制定和實施控制措施提供參考。如何控制煤中的水份含量，做好通風散熱的措施，減少空氣與煤的接觸層面是防止煤堆自燃現象發生的關鍵因素。

2 煤堆發生高溫或自燃情況處理的措施

煤的自燃幾乎都是從距表層1m～1.5m煤的內部發生，一旦發生自燃現象很難簡單地滅火，所以加強預防很重要。平海電廠地處廣東沿海，夏季多雨，且高溫天氣持續比較長，年平均降水量超過1700mm，空氣、水和高溫氣候等是引起貯煤場氧化和自燃的主要原因。因則防止煤堆自燃的主要途徑是隔絕空氣、水分與煤炭的接觸，防止溫度或水份過度積聚，并采取測溫、噴水等預防措施。

（1）煤堆測溫的工作應該采取定期測溫和定點測溫相結合。定期測溫：每月第二周、第四周第一個工作日白班進行煤場所有煤堆測溫工作。定點測溫：來煤存放時間超過40天或煤堆溫度高于40℃時，每2天對高溫煤堆進行定點測溫1次。測溫點選擇沿煤堆梯形斜面2m高度，每50m設一個測溫點，即：（0，2）、（50，2）、（100，2）、（150，2）、（200，2）（250，2），實測時根據煤堆長度適當調整測溫點位置和測溫點數量。測溫時根據煤堆長度選定測溫點，將測溫槍插入煤堆深度不少于1.5m。

（2）遵循“分堆存放、分層壓實、取舊存新、定期置換”的管理原則，同時建立各煤種與存放時間的原始臺帳，分析總結煤種與存放（自燃）時間之間的對應關系。原則上煤場煙煤堆放周期不大于40天。

（3）根據煤堆定期、定點測溫結果，當煤堆溫度超過60℃時，必須及時取用或采取如挖出、倒堆、壓實等降溫措施進行處理。

（4）當出現煤堆有冒煙或著火自燃現象時，及時安排推煤機司機對自燃點采用“淋、注、翻、斷”方法處理。自燃面積較大時，推煤機司機、消防人員等配合消除，采用挖出、倒堆、灌水的辦法進行滅火。

（5）夜晚煤堆發生自燃且面積較小應采用臨時降溫措施控制，待白天再對自燃的部位采用挖出降溫、倒堆壓實等措施進行徹底處理。

（6）取用高溫煤堆過程中，使用測溫儀進行測溫，隨時檢測工作面的溫度，如發現溫度有升高趨勢甚至出現自燃現象時，嚴禁繼續取煤，須使用工程車輛將該煤堆挖開進行澆水散熱降溫處理，待檢測該處煤堆溫度低于60℃后方可取用。

（7）煤場設備在進行動火作業時，必須執行動火工作票，如存在火種殘留物及發生火災事故的隱患，必須立即匯報處理。

據此電廠燃煤管理的基本原則為：

（1）煤場的儲存量應能滿足機組最大負荷的安全儲煤量，正常儲煤量應能保證兩臺機組15～20d的耗用量。雨季（4月～9月）按20萬t控制，旱季（10月～次年3月）按25萬t控制。

（2）確保煤堆安全，減少熱值損失。以1號斗輪機（對應A、B煤場存煤）和2號斗輪機（對應C、D煤場存煤）作為日常互為備用的設備（煤場），按照“存量均衡、煤質均衡”的原則分段堆取煤，確保部分設備故障時能安全供煤。

（3）盡量保證干煤棚內有存煤且熱值大于5200kcal/kg，硫份低于0.59%，灰分低于10%的燃煤，確保特殊天氣下能安全供煤。

（4）若無特殊情況，煤堆存放時間達40天或煤堆溫度達60℃的燃煤，無論是否有煤船靠泊都優先取用此煤進行配燒。煤堆出現明火時要及時撲滅，不得將帶有火種的煤送入輸煤皮帶。

（5）煤存放中，秋冬季節或煤堆干燥時必須定期噴淋，減少環境污染和存煤損失。

3 建立防止煤自燃的安全監視系統

為了防止煤場的自燃，火電生產企業應建立煤場相關安全制度，對貯煤場進行監視和測定。在自燃起火的初期，對于由于低溫氧化而產生的變化，可以設置一氧化碳（CO）和氧氣（O2）等狀態量的檢測裝置，連續地進行監視。另外可采用熱圖像技術，可比較容易探測到熱點，報警迅速，及時啟動預防措施、防止火災發生。利用自動搖擺和傾斜掃描機固定在煤堆上方，可以監測整個儲煤場。通過微機可以對熱成像系統進行遠程設定和控制。圖像分析軟件使用戶可以按照實際需要設定溫度范圍，以期達到最好的熱點指示效果；還可以針對儲煤場內的特定區域（如高危區域）或特定報警觸發門限進行報警設置。

結論

火力發電廠貯煤場的安全管理應該主要是以預防為主，滅火為輔的原則。另外，制定健全的管理應急制度，采取得力的措施，就能有效的抑止火力發電廠煤自燃現象的發生，保護火電廠相關設備并提高火力發電廠的經濟效益。

參考文獻

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