煤粉布袋收塵器燃爆的預防

□□

(太原獅頭中聯水泥有限公司，山西 太原 030053)

引言

在水泥制造過程中，熟料煅燒用的煤粉是通過煤粉制備系統加工出來的。由于煤粉自身的特性，煤粉制備系統存在著易燃易爆的危險，尤其是其中的收塵系統。一旦收塵器發生燃爆，輕則造成設備損壞和停產，重則造成崗位人員CO中毒，甚至人身傷亡事故。目前，水泥制造企業在煤粉制備過程中大多選用布袋收塵器收集煤粉，為確保安全生產，做好煤粉布袋收塵器的防燃爆處理是非常必要的。本文結合筆者多年來的生產經驗及我公司數臺煤粉布袋收塵器在運行過程中發生多次燃爆事故的教訓，總結出預防煤粉布袋收塵器燃爆的措施，供參考。

1 煤粉的特性及燃爆形成條件

煤粉燃爆在水泥制造業是易發、高發的生產安全事故之一，危害性大。煤粉的爆炸性主要是由煤的揮發分、水分含量及煤粉的粒徑決定的，同時，煤粉在空氣中的懸浮狀態和爆炸發生處的幾何形狀對爆炸也有一定的影響。

當煤粉的揮發分<10%時，沒有爆炸的危險；揮發分>20%時，發生爆炸的可能性將大大增加。煤粉的粒徑越小，越容易發生自燃或爆炸，當煤粉粒徑>0.1 mm時，幾乎不會爆炸。煤粉空氣混合物爆炸的極限濃度為：煙煤的下限20～30 g/m3，上限為1 500 g/m3；無煙煤的下限45～55 g/m3，上限1 500～2 000 g/m3[1]。煤粉濃度超出上下限規定值時，混合物沒有爆炸的危險，可通過實時監測煤粉布袋收塵器入口的粉塵濃度來確保設備中的煤粉濃度處于安全范圍內。

煤粉發生爆炸必須同時具備3個條件：一是煤粉以一定的濃度懸浮在含O2的氣體中，且濃度值在易爆性范圍內；二是有足夠的O2；三是有有效的燃燒源。

在含O2的氣體環境中，煤粉與O2接觸發生放熱反應，產生的熱量有一部分在煤塵床中積蓄。5 mm厚的煤塵床，不完全燃燒溫度是180～260 ℃；而較厚的床層，在較低的環境溫度下煤粉就可以自燃，從而在煤粉收塵系統內形成有效的燃燒源。此外，來自熱氣流中的火星、其他場所飛進來的著火物質，或收塵器內由于撞擊產生的火花等，均有可能成為有效的燃燒源。

2 煤粉布袋收塵器燃爆的預防

為了避免煤粉布袋收塵器燃爆事故的發生，需在布袋收塵器的選型、安裝及生產使用和巡檢維護等環節做好預防工作。

2.1 收塵器的選型

煤粉收塵存在著燃爆與結露兩大問題，因此，用于收集煤粉的布袋收塵器應具備以下特點：

(1)收塵器內設有防止靜電火花形成的裝置。收塵器內粉塵與器壁碰撞易產生靜電火花，這種火花作為燃燒源會引爆煤塵-空氣混合物，導致發生燃爆事故。采用含有導電纖維的針刺氈濾布做濾袋，濾袋通過骨架與收塵器殼體相連，將產生的靜電通過收塵器殼體接地，從而可避免靜電火花的產生。

(2)收塵器具有防止積灰形成的結構，要求灰斗的傾斜角≤20°，灰斗外設振打清灰裝置。

(3)收塵器應設爆炸泄壓裝置。一旦發生爆炸，泄壓裝置首先被迅速擊開，釋放收塵器內壓力，將爆炸產生的危害降到最低。若泄壓裝置無薄鋼板制作的門式結構，須用鐵鏈將收塵器殼體與鋼板門連接，以防止爆炸導致鋼板門飛離傷人或擊壞其他設備。

(4)收塵器的卸灰裝置應具有鎖風性能好、排灰順暢、排灰能力大、與器壁摩擦小、不積灰的特點。

(5)收塵器應具備自動、手動雙重控制系統。自動控制由微機來完成，實現清灰、卸灰、排灰的連鎖自動化。

(6)收塵器應具有良好的溫度監測、CO監測和聲光報警系統。

(7)收塵器應具有良好的外保溫層，以防止煤粉在收塵器內產生結露，導致煤粉積聚。

精神文明建設為經濟建設、政治建設、社會建設提供精神動力、文化環境和智力支撐。它是構建社會主義和諧社會的重要任務，是改革開放和現代化建設的重要目標，也是改革開放和現代化建設的重要保證。醫院科室精神文明建設能為科室的健康發展提供正確的政治方向、有力的思想保證和強勁的智力支持。社會主義核心價值觀是當代中國精神的集中體現，凝結著全體人民共同的價值追求，培育和踐行社會主義核心價值觀能夠促進醫院科室的精神文明建設。

2.2 煤粉布袋收塵器的安裝要求

安裝煤粉布袋收塵器時，應嚴格按照安裝規范的要求進行。投入使用前，要特別注意檢查收塵器所有焊縫必須滿焊，且焊縫平滑，不能有花焊，焊縫不得有尖端、毛刺和焊渣，內部所有構件不能有平面積灰處。若收塵器殼體內需要臨時安裝起吊所用的焊接吊鉤或吊環，在安裝結束后應將其全部去除并將焊接處用砂輪打平。收塵器入口管道延伸至灰斗內的部分稱作散風板，呈弧面在上的半柱狀，易積灰，為防止其上部煤塵聚集，應在其上部外表面焊接一塊倒V型的鋼板，鋼板與水平面夾角應>70°，并將鋼板與散風板圍成的空間用水泥砂漿填滿。安裝布袋時，要嚴防布袋的折傷和劃傷。煤粉布袋收塵器外保溫層應敷設良好。

2.3 煤粉布袋收塵器使用和維護過程中應注意的事項

(1)對于新建的煤粉制備系統，應預先投入石灰石粉磨4 h左右，停磨后檢查全系統尤其是布袋收塵系統積聚的石灰石粉是否將易積灰的位置填滿，對于沒有填滿的易積灰點，采取人工填滿。

(2)煤粉制備系統正常投入使用后，每次停車重新啟動前，應先啟動收塵系統的風機，使熱風經煤磨進入收塵器，預熱收塵系統，以防止含濕含塵氣體進入收塵器產生結露而造成煤塵的積聚，預熱時間控制在10 min左右，袋收塵器入口溫度控制在70～80 ℃，嚴禁超過100 ℃，此后執行全系統正常啟動程序。

(3)煤磨停機后，收塵系統風機應繼續運行10 min左右，將系統內的含濕含塵氣體排空，清灰裝置和排灰裝置應在風機停止后繼續運行10 min，將灰斗內的余灰完全排除干凈。

(4)收塵器運行期間，每班必須認真檢查排灰裝置及輸送裝置是否正常運行，煤粉是否正常輸送。我公司發生的煤粉燃爆事故中，一次是3號窯煤磨系統布袋收塵器輸送煤粉的螺旋輸送機螺旋軸斷裂而電機正常運行引起燃爆，另一次是4號窯煤粉倉上的布袋收塵器灰斗的葉輪給料機軸斷而電機正常運行引起燃爆，同時也引燃了收塵器下方煤粉倉內的大量煤粉。這兩次燃爆事故都是由于煤粉大量聚集、蓄熱，產生不完全燃燒，產生大量的CO引起二次燃爆，雖然沒有造成人員傷亡，但造成了設備損壞和回轉窯長時間停產。

(5)定期檢查防爆泄壓閥和外保溫層，確保它們處于正常工作狀態。

(7)收塵器運行中，要注意進口、出口氣體濃度及灰斗溫度。當進口氣體溫度較低且接近露點時，應少投料以提高風溫。當進口溫度達到100 ℃，超過了安全極限時，應緊急開大冷風閥門或多投料以降低風溫。如果收塵器進口溫度低于出口溫度，可能是收塵器內煤粉燃燒不完全，應立即停機檢查并處理。目前，很多新型干法水泥生產企業在煤粉制備系統的布袋收塵器出口設有CO氣體濃度監測裝置，一旦CO氣體濃度超過800 ppm，系統將發出聲光報警，與之配套的CO2滅火系統自動啟動。

(8)加強巡檢。每班的巡檢工要認真檢查布袋收塵器的壓縮空氣或反吹風系統、清灰系統及排灰系統兩次。同時要注意觀察系統風機排風管，如果有黑煙冒出應立即停機，打開收塵器檢查布袋是否安裝到位或破損，并采取相應的措施進行處理。

3 結語

煤粉收塵器存在燃爆的危險，它直接關系到人身安全和生產的正常運行。在收塵器的選型、安裝和正常運行中做好各項預防工作，就可以防患于未然，把可能發生的燃爆事故消滅在萌芽狀態。

參考文獻：

[1] 孫偉卿.我廠煤粉制備系統防燃防爆的技術措施[J].新世紀水泥導報，2005(4)：47-48.