淺談防止褐煤自燃的措施

趙國政

摘 要：白城發電公司一期工程為2臺660MW超臨界燃煤空冷發電機組，鍋爐設計煤種和校核煤質均為內蒙古霍林河露天礦業股份有限公司供應的褐煤，自投產后我們通過生產實踐總結發現褐煤存于煤場及制粉系統原煤倉中控制不當極易引起自燃，導致熱值損失，而且十分嚴重， 發現問題后廠領導帶領全廠職工不斷地分析總結，我們掌握了褐煤產生自燃的原因，進而對褐煤的存放在生產管理和技術上采取了相應措施，收到了較好的效果，目前基本上消除了褐煤在煤場及制粉系統原煤倉中自燃現象。現將我們的做法介紹如下，供參考。

關鍵詞：褐煤；自燃；影響因素；預防

中圖分類號：TD752.2 文獻標識碼：A 文章編號：1671-2064（2018）01-0141-02

1 引言

白城發電公司一期工程為2臺660MW超臨界燃煤空冷發電機組。鍋爐是三井巴布科克公司的標準化典型設計鍋爐。鍋爐型號HG-2070/25.4-HM9，型式是一次中間再熱、超臨界變壓運行帶內置式爐水循環泵啟動系統的直流鍋爐，單爐膛、平衡通風、固態排渣、全鋼架、全懸吊結構、π型緊身布置。設計煤質和校核煤質均是內蒙古霍林河露天礦業股份有限公司生產的褐煤。35只低NOX軸向旋流燃燒器采用前后墻布置、對沖燃燒，7臺MPS225HP-II中速磨煤機配正壓直吹制粉系統。

2 褐煤的特點

褐煤的形成年限較短，外觀呈棕褐色，無光澤，質軟易碎。其碳化程度低，揮發物可達40%或更高。褐煤的揮發物開始析出溫度低，容易著火。但它的吸水能力強，含水分高，多數情況下其總水分均大于20%。褐煤的含碳量低，雜質多，故通常發熱量低；褐煤的機械強度很差，易破碎；在空氣中易風化，且易自燃，故不宜遠距離運輸和長時間貯存。褐煤主要分布于我國東北、西南等地。

3 引起煤自燃的機理

煤與空氣接觸，會發生氧化反應，并放出熱量。煤發生氧化反應后，使煤堆的溫度升高。煤的溫度升高后，又加速了煤的氧化反應速度。這樣，就使煤堆的溫度越來越高。當溫度超過煤的自燃點時，就會自燃。另外，當煤和水蒸汽接觸時由于煤具有吸附能力，水蒸汽在它的表面上凝結成水，并放出大量的熱量，使煤堆的溫度升高。當煤堆達到一定溫度后，再因氧化作用，溫度也可能達到煤的自燃點。

4 引起煤自燃的因素

（1）煤的水分含量。煤中水分的含量對煤的自燃性有很大影響。水分含量達到飽和的煤，特別是在水分含量高的褐煤（白城發電公司所用霍煤屬于褐煤）和次煙煤，煤不再吸附水分，因而不能放出潤濕熱。煤氧化放出的熱量通常使內在水分溫度升高。另一方面，自熱時的化學反應需要有少量的水分參加。通常低品級煤水分含量遠遠大于化學反應的需要量。因而，對低品級煤來說，水分實際上是煤自熱的阻化劑。資料表明煤的低含水量段與含水量較高段各有一個總吸氧量與放熱量較大的峰值點，且兩峰值基本一致。（2）礦物質。煤中礦物質主要是粘土類、碳酸鹽類、氧化物類、硫化物類和硫酸鹽類。其中對煤自燃影響較大的是硫化物類中的黃鐵礦，由于黃鐵礦與煤吸附相同的氧氣量時，其溫度的增值比煤大三倍，黃鐵礦的存在將會對煤的自熱、自燃起加速作用，從而成為影響煤自熱、自燃的因素之一。硫的含量越高，煤的自燃危險性越大。（3）煤中含有的硫份。硫在一定溫度下化學性質發生變化，生成三氧化硫，三氧化硫吸收水分生成稀硫酸，其反應過程為放熱過程，也提高了煤堆中的溫度，會加速煤的自燃。（4）存放環境的影響。經驗表明，夏季環境溫度高提高了煤表面的溫度容易自燃，還有雨季導致煤水分增大為煤自燃創造了條件。（5）粒度。煤的粒度是影響煤自熱自燃的一個重要因素。隨著粒度減小，煤的比表面積增加，與氧的接觸面積和耗氧速率增大，氧化放熱性增強。對于較小顆粒的煤來說，粒度在氧化過程中起到了關鍵作用。通常粒度分布范圍寬的煤樣耗氧速度大，氧化自燃性強。

5 白城發電公司對煤自燃的綜合預防措施

5.1 原煤倉積煤自燃的預防措施

（1）磨煤機定檢或大修前必須將對應原煤倉拉空，機組停運前必須將本臺機組所有原煤倉拉空，防止煤粉長時間積存氧化自燃。（2）每臺爐C原煤倉當其余制粉系統均處于備用狀態時，保持C原煤倉空倉備用。并定期聯系燃料核實1、2號爐原煤倉倉位，確保空倉。當由于生產需要需啟動C磨煤機運行時，C原煤倉上煤盡量保持低料位，且備用時保持C原煤倉2米作為緊急備用，同時做好記錄，當不需要C磨煤機運行或備用時及時將C原煤倉拉空。（3）由于白城發電公司負荷率偏低，基本四臺磨煤機就能維持基本負荷，導致上層磨煤機A、D長時間處于備用，特規定維持A、D原煤倉料位備用時倉位不超過7米，且原煤在原煤倉存放時間不超過5天，值長定期統計并安排磨煤機運行方式。（4）機組負荷較高，需要運行第5套制粉系統時，應在第一天加負荷時啟動A（D）制粉系統，減負荷時將其停止；第二天加負荷時啟動D（A）制粉系統，減負荷時將其停止，依次輪換。（5）當磨煤機有消缺工作時，機組長自行安排運行方式，切換制粉系統時盡量優先啟動原煤倉內積煤存放時間長的制粉系統。（6）值長與燃料部共同控制原煤在煤場存放的時間，以免發生原煤自燃。（7）當有自燃的過火煤準備上倉時，必須經過碾壓處理，并加至連續運行的制粉系統煤倉當中。（8）要求每班對停運制粉系統對應原煤倉底部測溫一次。

5.2 防止制粉系統著火預防措施

（1）運行人員應嚴格按照《集控運行規程》精心操作，確保磨煤機通風量、出口溫度、磨煤機油系統等參數符合條件。（2）制粉系統正常停運時，應首先關閉給煤機上閘板，待給煤機內積煤拉空后停給煤機，并檢查給煤機下閘板門聯鎖關閉，視磨煤機振動情況將磨輥抬起，關閉熱一次風調節擋板及關斷擋板，保留冷一次風擋板開啟，并開大冷一次風調節擋板對磨煤機內積存煤粉吹掃，磨煤機空轉2-5分鐘，直至各磨出口煤火檢顯示為零，確保磨內煤粉吹空后停止磨煤機。（3）制粉系統和原煤倉應保持其嚴密性，出現漏粉、漏風現象時應及時消除。對設備漏點要求及時填寫缺陷通知單，確保設備上及其周圍無積粉。（4）磨煤機消防蒸汽系統要隨時備用，保證消防蒸汽可隨時投入。（5）磨煤機急停后，磨煤機出口煤粉擋板、磨煤機冷熱風關斷門、磨煤機熱風調節門應自動關閉，否則手動關閉。不要打開給煤機的觀察孔和檢修門，防止空氣進入磨煤機筒體引起煤粉自燃。（6）運行中的制粉系統嚴禁動火工作。（7）停磨期間監視磨煤機各部分測點的溫度變化情況，發現異常和火險，及時處理。（8）在制粉設備上動火工作時，必須辦理動火工作票，防火措施及安全措施做完后方可工作endprint

5.3 防止褐煤在煤場自燃的預防措施

（1）煤場堆取煤由值長統一指揮，確保煤場存煤方式合理，及時燒舊存新，嚴格控制煤場存煤時間最長不超過10天。（2）燃管部加強加強消防器材的日常管理工作，消防栓、滅火器應保證完整好用；消防水系統全天侯有水，保證壓力正常。（3）對重點的防火部位要在巡檢中作過細的檢查，如導料槽、落煤管，易撒煤和漏煤等部位。（4）備用的皮帶機，其落煤管、導煤槽以及皮帶上下均應無積煤、積粉。輸煤皮帶停止上煤期間，也應堅持巡回檢查，發現積煤、積粉應及時處理。（5）嚴格執行設備定期試驗及輪換制度，按規定的時間內作好定期試驗并認真作好記錄。（6）及時用水沖洗清除段內地面、皮帶架上、電纜架上、降煤筒、輸煤槽、除塵器內等部位的積煤積粉（特別是上著火煤），輸煤除塵系統應納入運行設備管理，保證有效運行。（7）經常清掃輸煤系統、輔助設備、各處的積粉，保證輸煤系統無積煤、積粉。（8）發現運行的皮帶機上或落煤管中有煤炭自燃，應將皮帶機停止運行，將明火澆滅后，才能將皮帶機重新投入運行。（9）在段內焊接、切割有油、有煤塵的部位工作結束后，應檢查檢修工作人員是否將焊渣等火種徹底清除、消滅，然后方可離開工作現場。（10）在有上下層連接的設備上進行檢修作業，動用電、火焊時，應在下層設備設監護人，并采取防止焊渣、切割料頭掉入下層設備的措施。輸煤段內不準堆放木塊等雜物，除了正常檢修工作外，禁止明火（如吸煙等）。（11）清洗或保養段內設備時，對撒落在設備上、地面上的油漬要隨時進行清理，并禁止動用任何明火。（12）設備檢修前，要對設備上的積煤、積粉進行一次徹底清理（沖掃），確認設備上無積煤、積粉方可進行工作。（13）輸煤段內發現煙塵（降落煤塵）異常情況時，值班員必須到現場確認。（14）皮帶機因故障停機而當班無法走空時，必須將皮帶上的余煤（褐煤）用水澆濕，同時對應的落煤管中也須用水澆濕，做好監護直至把煤拉空。（15）斗輪機值班員是煤場的監護人，負責對煤場的監護，發現有冒煙、著火的煤，立即匯報班長或程控值班員。（16）各班長對煤場按照專業的布置，定期的進行翻燒，對有冒煙、著火的自燃煤，立即通知推土機司機進行處理，將煤場自燃降到最低限度。（17）堆煤按照要求分層堆煤，并及時整型壓實，以防煤場自燃。煤場翻燒前，各崗位人員要對消防設備進行檢查，確保其好用。（18）火車來煤（褐煤）如發生過熱或自燃現象，匯報有關領導，同意后應立即將自燃煤種澆滅后才能翻卸。煤場發生自燃應及時撲滅，不得把帶有火種的煤送入輸煤皮帶。（19）斗輪機值班員發現取煤斷面上有著火煤或有冒煤現象時，立即通知程控值班員，并向班長匯報，此時皮帶在運行中嚴禁拉動拉線開關停機。（20）在取自燃煤期間，推土機必須有人值班，做到隨時處理煤堆，將自燃煤層翻開散熱、碾壓，待明火熄滅后方可取煤，防止明火上皮帶。當有火種的面積較大時，推土機或裝載機必須在取煤作業現場配合取煤作業，并與斗輪機保持5米以上安全距離。（21）輸送自燃煤時班長要做好事故預想，做好危險點分析和控制，并向燃料專業領導和值長匯報，以便采取更加有效的安全措施，取煤作業時，班長指定的負責人必須在斗輪機做第二監護，發現有明火時，及時聯系推土機進行碾壓處理。（22）輸送自燃煤之前必須用推土機、裝載機翻開散熱或用水澆滅明火后方可輸送，嚴禁明火運上皮帶。運行班長要做好安全防護措施和事故預想，輸送自然煤時必須控制輸煤量，防止煤量過大發生皮帶打滑壓住現象。（23）斗輪機取自燃煤時，配料皮帶機每隔十分鐘啟動一次，以防落下的自燃煤燒壞皮帶。堆取料機停止運行后，應詳細檢查活動梁、斗輪小車、皮帶架子等有無自燃煤留存。（24）翻燒自燃煤、各段煙氣，粉塵較大時，各段值班員應選擇地形較為重要的地點（如皮帶的頭部、尾部）以便及時的發現故障。（25）地面監視人員應指揮斗輪機操作人員避開明火取煤，煤堆火情較重，不能撲滅的地方不準直取，皮帶禁止上帶明火的自燃煤。（26）上自燃煤遇有設備突然停機，設備不能馬上恢復運行應立即向皮帶和帶有明火的設備上澆水，撲滅火險。（27）煤斗內存煤自燃，在不威脅安全生產的情況下，不得向煤斗澆水，在明火危及皮帶或設備時，應向值長匯報再澆水撲滅明火。（28）翻燒自燃煤時各段值班員加強監視，應有運行班長在煤場指揮滅火和檢查上自燃煤的情況。（29）系統統設備不正常的情況下，禁止上著火煤。（30）嚴肅值班紀律，加強對運行設備的巡視，檢查及監護，發現異常及時采取有效的安全措施。

6 結語

白城電廠自投產至今，在生產過程中我們不斷認識、摸索，總結了一些適合于我廠褐煤自燃的防治措施，但是我們知道這僅僅是開始，我們將會更加努力，在困難中摸索、在學習中進步，通過科學的預測預報技術來預防煤自燃。嚴格執行規章制度以及精細管理是關鍵，我相信我們會取得更佳防治褐煤自燃的有效措施。endprint