[原創(chuàng)]水泥工廠如何預(yù)防煤炭粉塵爆炸

  截至8月4日，備受關(guān)注的“8·2”昆山市中榮金屬制品廠特別重大粉塵爆炸事故遇難人數(shù)上升至75人，185名傷者正在接受救治。在惋惜的同時，一場嚴(yán)重的安全責(zé)任事故，也將粉塵爆炸這種相對陌生的概念引入公眾視線。

  據(jù)有關(guān)專家表示，目前已知具備爆炸性的粉塵主要包括五大類，金屬（如鋁粉、鎂粉）、煤炭、糧食（如淀粉）、農(nóng)副產(chǎn)品（如棉花、煙草）、合成材料（如塑料、染料）等。其中，煤炭是我國水泥工業(yè)生產(chǎn)主要能源，因此在水泥生產(chǎn)過程中如何預(yù)防煤塵爆炸必須引起水泥企業(yè)的足夠重視。

  事實上，很長一段時間以來，在煤粉制備、使用和儲存過程中，如何避免燃燒和爆炸一直是企業(yè)普遍感到棘手的問題。

  據(jù)了解，煤粉爆炸是在高溫或明火熱源作用下，空氣中氧氣與煤粉急劇氧氣的反應(yīng)過程，是一種非常復(fù)雜的鏈?zhǔn)椒磻?yīng)。由于煤本身是可燃物質(zhì)，當(dāng)它以粉末狀態(tài)存在時，總表面積顯著增加，吸氧和被氧化的能力大增，達(dá)到爆炸極限密度，在高溫作用下發(fā)生燃燒爆炸，一般而言煤塵粒度越小，所需引燃溫度越低，且火焰?zhèn)鞑ニ俣纫苍娇臁?

  同時需要注意的是，由于煤粉含有并可以釋放出的可燃性揮發(fā)份聚集于塵粒的周圍，在一定溫度下形成大量的可燃性氣體，在高溫作用下也會發(fā)生爆炸。一般說來，煤粉的可燃揮發(fā)分含量越高，爆炸性越強，即煤化作用程度低的煤，其煤塵爆炸性強，隨煤化作用程度的增高而爆炸性減弱。

  通過實驗可以得知，煤塵中主要可燃?xì)怏w甲烷、乙烷、乙烯、一氧化碳爆炸極限分別為5.00-16%、3.22-12.45%、2.75-28.26%、12.50-75.00%，其他可燃?xì)怏w爆炸極限見下表。而一般說來，煤塵爆炸的下限濃度為30~50g/m³，上限濃度為1000~2000g/m³。其中爆炸力最強的濃度范圍為300~500g/m³。

  因此，水泥企業(yè)煤磨爆炸預(yù)防需要從煤粉爆炸和揮發(fā)分爆炸兩方面入手。而在實際生產(chǎn)過程中，由于不同煤炭品種和不同工況中各種揮發(fā)分含量不盡相同，煤塵易燃性也不同，因此需要根據(jù)實際作出權(quán)衡。

  從實驗數(shù)據(jù)可以得知，煤塵爆炸必須具備以下幾個條件：一是煤塵本身具有爆炸性（水泥廠煤磨煤粉粒度在80μm以下的占85-90%，在易燃爆范圍內(nèi)）； 二是煤塵在空氣屮呈懸浮狀態(tài)，并達(dá)到一定的濃度(爆炸上下極限范圍內(nèi)）；三是氧氣的濃度，煤粉混合氣體中氧氣的濃度越高就越容易引發(fā)爆照；四是具有引燃能量，煤粉燃燒需要的引燃能量可以是系統(tǒng)的高溫?zé)崮芑蛘咧苯踊鹪?，一般認(rèn)為溫度700-800℃可以引發(fā)燃爆。

  因此在預(yù)防過程中主要可以從5個方面著手：

  1、做好密封，減少系統(tǒng)漏風(fēng)。磨頭、磨尾以及選粉機(jī)、收塵器、煤粉倉的卸料口均應(yīng)設(shè)置鎖封裝置，系統(tǒng)所有設(shè)備、管道及煤粉倉應(yīng)密封可靠，防止新鮮空氣漏入系統(tǒng)內(nèi)部，增加氧氣含量造成煤粉爆炸。

  2、減少煤粉堆積。煤粉堆積容易自燃或被高溫?zé)釟庖?，因此?yīng)避免煤粉在高溫設(shè)備表面和管道內(nèi)堆積。所有風(fēng)管和溜子應(yīng)盡量減少拐彎，輸送煤粉的風(fēng)管應(yīng)盡量減少水平布置，風(fēng)速應(yīng)控制在18-25m/s，選粉機(jī)、除塵器及所有非標(biāo)風(fēng)管應(yīng)保溫，防止結(jié)露和煤粉堆積。

  3、控制可燃?xì)怏w濃度。煤粉倉屮的瓦斯等烷烴氣休是煤粉在升溫過 積屮解析、氧化分解而來，而CO的來源有兩處。一是煤粉在倉內(nèi)低溫氧化產(chǎn)生，二是熟料煅燒過程屮，由輸送給煤磨的熱源帶入。預(yù)防需注意兩點，其一完善抽風(fēng)條件，及時排除高溫混合可燃?xì)怏w，將濃度控制在報警設(shè)定指標(biāo)以內(nèi)；其次保證攪拌設(shè)備正常運轉(zhuǎn)，煤粉在倉內(nèi)不留死角，不為煤粉提供足夠長的氧化時間。

  4、降低溫度，避免可燃?xì)怏w或煤粉自燃。煤磨供熱應(yīng)控制在一定的變化范圍之內(nèi)，一般情況下，粉磨煙煤時，入磨氣體溫度不宜超過230℃，出磨氣體、煤粉倉、除塵器入口氣體溫度不應(yīng)超過70℃，粉磨無煙煤時，入磨氣體溫度不宜超過300℃，出磨氣體、煤粉倉、除塵器入口氣體和灰斗溫度不應(yīng)超過75℃，除塵器和煤粉倉內(nèi)的一氧化碳濃度不應(yīng)超過800ppm。

  5、提升安全意識，避免操作失誤造成爆炸。水泥工業(yè)經(jīng)過這么多年的發(fā)展，煤粉應(yīng)用方面控制技術(shù)和相關(guān)指標(biāo)已經(jīng)非常成熟，但是出現(xiàn)安全事故的風(fēng)險依然存在，其中人為因素是關(guān)鍵，無論企業(yè)領(lǐng)導(dǎo)層還是普通員工都必須將安全生產(chǎn)放在第一位，制定并遵從安全生產(chǎn)操作規(guī)程，防止安全事故發(fā)生。

  6、完善在線監(jiān)控，做到防范于未然。目前在線溫度、壓力、一氧化碳、氧氣等數(shù)據(jù)的監(jiān)控技術(shù)已經(jīng)成熟，相比以前更加健全。企業(yè)有必要購置相關(guān)設(shè)備，完善在線監(jiān)控體系，及時發(fā)現(xiàn)潛在事故危險。

  另外，需要引起重視的是，磨煤機(jī)啟?；蛉泵簳r磨煤機(jī)內(nèi)的煤粉細(xì)度、氣粉混合物濃度都變小，最容易達(dá)到煤粉爆炸極限濃度。而且此時磨煤機(jī)出口氣粉混合物的溫度會較高，煤粉易自燃產(chǎn)生爆炸；且磨煤機(jī)內(nèi)少煤，鋼球與金屬瓦撞擊加劇，也易產(chǎn)生火星點燃煤粉產(chǎn)生爆炸，因此需要引起特別注意。