煤粉自然發(fā)火臨界參數(shù)的影響因素與預(yù)測(cè)

馬 礪，魏 澤，鄒 立，易 欣，何鋮茂

(1.西安科技大學(xué) 安全科學(xué)與工程學(xué)院，陜西 西安 710054；2.西安科技大學(xué) 煤火災(zāi)害防治重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，陜西 西安 710054；3.西安交通大學(xué) 能源與動(dòng)力工程學(xué)院，陜西 西安 710049)

0 引 言

近年來(lái)，我國(guó)發(fā)生了多起煤粉自然發(fā)火引起煤粉燃爆事故[1]，國(guó)內(nèi)外學(xué)者的研究主要集中在常溫條件下?lián)]發(fā)分、粒度、水分、灰分等對(duì)煤粉燃爆性的影響[2-3]。MANJU[4]利用20 L球形爆炸系統(tǒng)研究了氧濃度對(duì)煤粉爆炸性能的影響，得到了2種煤粉爆炸極限氧濃度。YUAN等[5]研究了水分在煤粉爆炸中的作用，得到了水分對(duì)煤粉爆炸的抑制機(jī)理。火電廠及煤制活性炭、石墨等化工行業(yè)中需將原煤加工成煤粉后進(jìn)行燃燒發(fā)電或改性。煤粉在制備和輸運(yùn)過(guò)程中通常采用高溫風(fēng)流進(jìn)行干燥，干燥風(fēng)流溫度高達(dá)200 ℃，出口處成品煤粉溫度可超90 ℃，由于環(huán)境溫度較高，煤粉氧化性顯著增強(qiáng)，易發(fā)生自然發(fā)火和爆炸事故[6]。因此有必要研究煤粉在高溫環(huán)境中的燃爆基礎(chǔ)理論，煤粉在高溫環(huán)境中的自然發(fā)火演化過(guò)程。WU等[7]測(cè)試了煤粉在富氧條件下的自然發(fā)火行為，研究了不同氧氣濃度下煤粉自然發(fā)火特性和動(dòng)力學(xué)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)煤粉自然發(fā)火風(fēng)險(xiǎn)性隨O2濃度增加而增加。文獻(xiàn)[8-9]對(duì)煤粉在O2/N2和O2/CO2氣氛下燃燒過(guò)程進(jìn)行研究，發(fā)現(xiàn)煤粉在O2/N2氛圍下的轉(zhuǎn)換率大于O2/CO2氛圍。GLUSHKOV等[10]研究了3種不同形狀點(diǎn)火顆粒引燃煤粉層的最低著火溫度(tM)和著火延遲時(shí)間(ti)。YING等[11]研究了煤粉在高壓情況下的燃燒特性，發(fā)現(xiàn)煤粉燃點(diǎn)溫度隨壓力的升高顯著下降。……