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氣體濃度監(jiān)測(cè)在煤粉制備系統(tǒng)火災(zāi)預(yù)警中的應(yīng)用

2021.02.02

煤粉制備在工業(yè)生產(chǎn)中有重要作用,被廣泛應(yīng)用于冶金、化工、電力、水泥等行業(yè)。就煤粉制備工藝而言,煤粉制備系統(tǒng)是工藝控制的核心。此系統(tǒng)的作用在于生產(chǎn)和噴吹回轉(zhuǎn)窯燃燒的原料煤粉;其生產(chǎn)過程是將原煤安全加工成符合要求的煤粉,主要是煤粉細(xì)度和水分要達(dá)到要求,并將制備好的煤粉輸送到煤粉倉儲(chǔ)存,為回轉(zhuǎn)窯的生產(chǎn)過程提供燃料。在系統(tǒng)運(yùn)行的過程中,氣體濃度的檢測(cè),對(duì)于火災(zāi)的預(yù)警有著重要的提示作用。一旦煤粉濃度達(dá)到臨界值,其潛在的設(shè)備和人身安全隱患不言而喻。

1煤粉制備系統(tǒng)
1.1煤粉的火災(zāi)危險(xiǎn)性
煤粉和空氣混合物,當(dāng)燃料干燥無灰基揮發(fā)分<10%時(shí),一般沒有自燃和爆炸的危險(xiǎn);當(dāng)燃料揮發(fā)份>20%時(shí),由于屬于反應(yīng)能力強(qiáng)的煤,此時(shí)燃料揮發(fā)份析出和著火溫度均較低,容易發(fā)生自燃和爆炸事故。煙煤氣粉混合物濃度只有在0.324.0kg/m3范圍內(nèi)才會(huì)發(fā)生爆炸,而濃度在1.22.0kg/m3范圍時(shí)爆炸危險(xiǎn)性最大。當(dāng)氣粉混合物中氧含量<15%時(shí),一般沒有爆炸危險(xiǎn)。若采用具有自燃爆炸特性的煤種,則在爆炸范圍內(nèi)的氣粉混合物,如遇足夠的點(diǎn)火能源就能引起爆炸事故。在制粉系統(tǒng)中,凡是發(fā)生煤粉沉積的地方,就能成為氣粉混合物自燃和爆炸的發(fā)源地。在制粉系統(tǒng)中容易產(chǎn)生積粉處,包括系統(tǒng)管道、制粉設(shè)備及煤粉倉。一旦發(fā)生煤粉沉積,煤粉就開始氧化,放出熱量促使溫度升高,又加快氧化、放熱、升溫。經(jīng)一定時(shí)間后溫度就能達(dá)到自燃溫度并發(fā)生自燃,就有可能出現(xiàn)爆炸事故。因此,積粉、自燃是制粉系統(tǒng)爆炸的主要原因。
1.2煤粉制備系統(tǒng)的流程
目前,在煤粉制備的過程中,煤經(jīng)過篩選,輸送至球磨機(jī)研磨成煤粉,在研磨過程中,粗粉將分離,難以研磨的雜質(zhì)進(jìn)入排渣箱內(nèi),而細(xì)煤粉則經(jīng)過螺旋輸送機(jī)運(yùn)送至煤粉倉儲(chǔ)存。
2氣體濃度監(jiān)測(cè)在煤粉制備系統(tǒng)的應(yīng)用
2.1氣體濃度監(jiān)測(cè)的簡介

在煤粉制備的過程中,檢測(cè)管道內(nèi)可燃?xì)怏w和粉塵的濃度是至關(guān)重要的,可以起到有效的預(yù)警作用。天禹智控的煤粉制備濃度監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，它的結(jié)構(gòu)主要包括儀表柜,反吹箱和取樣探頭。在儀表柜內(nèi)隔膜抽氣泵的工作下,工藝管道中的煙氣被分離,一部分樣氣進(jìn)入取樣探頭,經(jīng)由取樣管道進(jìn)入儀表柜內(nèi)。在氣水過濾裝置中除去樣氣中的水份和微小塵粒子。在抽氣泵的帶動(dòng)下,樣氣進(jìn)入氣體干燥器中進(jìn)行冷凝脫水,進(jìn)一步除去樣氣中的水份。冷凝水經(jīng)由蠕動(dòng)泵排出,樣氣由抽氣泵出口再經(jīng)過三通手動(dòng)閥、轉(zhuǎn)子流量計(jì)進(jìn)入分析儀表中進(jìn)行分析。
2.2天禹智控氣體濃度監(jiān)測(cè)在煤粉制備系統(tǒng)的效用
通過檢測(cè)氣體粉塵的濃度,使得煤粉制備系統(tǒng)的工藝流程更加完善,可減輕事故的嚴(yán)重性與經(jīng)濟(jì)損失。煤粉是可燃物之一,化學(xué)活性高,且燃燒性強(qiáng)。在接觸水分、光照等情況,它將有所變化,或團(tuán)聚,或分解。為實(shí)時(shí)監(jiān)控氣體粉塵濃度的大小,我們磨機(jī)出口和煤粉倉處,對(duì)氣體粉塵濃度加以監(jiān)控。

在工業(yè)生產(chǎn)中,我們必須重視煤粉與粉塵之間的爆炸濃度,它的爆炸下限質(zhì)量濃度為30mg/ml。煤粉粒度越小,比表能越大,其在空氣中的分散度將越高。不僅如此,原煤與高溫氣體一并進(jìn)入球磨機(jī),經(jīng)研磨的煤粉因粒度較小,最低的著火點(diǎn)偏低于煤塊。煤粉在單位體積中懸浮的時(shí)間較長,吸附高溫氣體中的氧可能性就越高,粉塵爆炸的可能性就越大。通過氣體檢測(cè),我們可實(shí)時(shí)檢測(cè)系統(tǒng)內(nèi)部的煤塵的濃度大小。除此之外,在系統(tǒng)停止運(yùn)行的狀態(tài)下,系統(tǒng)積粉自燃的情況時(shí)有發(fā)生。系統(tǒng)停運(yùn),熱風(fēng)門的熱風(fēng)仍將部分轉(zhuǎn)移至研磨機(jī)內(nèi)部，入口的溫度高達(dá)100℃，此時(shí)入口干燥管處將積塵，煤粉進(jìn)入球磨機(jī)內(nèi)部，可能引致嚴(yán)重的爆炸事故。為此，在系統(tǒng)停運(yùn)后，我們?nèi)孕铚y(cè)量研磨機(jī)內(nèi)部粉塵的濃度，可在干燥管處設(shè)置檢測(cè)口，監(jiān)控粉塵濃度的變化。
在煤粉制備過程中，煤粉氣化主要通過系統(tǒng)高壓壓縮氣，在升溫的過程中，與煤粉一并進(jìn)入球磨機(jī)內(nèi)部。造成流動(dòng)煤粉爆炸的主要原因是風(fēng)粉氣流中的含氧量、煤粉細(xì)度、風(fēng)粉混合物的濃度和溫度等。粉塵著火點(diǎn)在300℃~500℃之間，爆炸下限濃度34g/m3~47g/m3，（粉塵平均粒徑：5μm~10μm），高溫表面堆積粉塵（5mm厚）的引燃溫度；225℃~285℃，實(shí)踐證實(shí)，最危險(xiǎn)的粉塵濃度在1.2~2.0kg/m3，可燃?xì)怏w濃度與空氣混合的爆炸極限為12.5%~74.2%，煤粉堆積的自燃特性往往是引爆的火源。
在氣體監(jiān)測(cè)結(jié)果的基礎(chǔ)上，我們可適當(dāng)的控制高溫氣體的流入量，不僅如此，通過充氮的方式，稀釋氣體中氧的濃度，并對(duì)氧含量加以監(jiān)測(cè)。因煤粉粒度較小，流動(dòng)性較大，與空氣中的水分結(jié)團(tuán)可能性較高，可通過控制粉塵的濃度、空氣中的水分，適當(dāng)降低其濕度，使其反應(yīng)性降低，從而減少爆炸可能性。
3 結(jié)論
以氣體監(jiān)測(cè)在煤粉系統(tǒng)火災(zāi)預(yù)警中的應(yīng)用為研究對(duì)象，分析現(xiàn)階段的煤粉制備工藝流程，在增加氣體監(jiān)測(cè)儀的基礎(chǔ)上，優(yōu)化現(xiàn)有的工藝流程，制出相應(yīng)的火災(zāi)預(yù)防措施。因煤粉粒度小、水分含量低、流動(dòng)性高、比表能大，一旦爆炸，氣破壞力將難以想象。經(jīng)過天禹智控氣體濃度的監(jiān)測(cè)，我們可加以預(yù)防，最大限度的降低煤粉自燃或爆炸的可能性。在火災(zāi)預(yù)警中，盡管氣體監(jiān)測(cè)只是第一步，但可確定火災(zāi)爆炸的系數(shù)，有效地評(píng)價(jià)系統(tǒng)內(nèi)部的火災(zāi)爆炸的潛在危險(xiǎn)。以可燃?xì)怏w濃度作為測(cè)量指標(biāo)，我們可以增加安全管理的對(duì)策，進(jìn)一步的預(yù)防煤粉爆炸事故。

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