生物质电厂燃料自燃原因分析及防范措施

高 友，谢 婷

(1.国能生物发电集团有限公司，北京 100052；2.国网节能服务有限公司，北京 100052)

生物质电厂燃料自燃原因分析及防范措施

高 友1，谢 婷2

(1.国能生物发电集团有限公司，北京 100052；2.国网节能服务有限公司，北京 100052)

生物质电厂燃料因密度小、燃点低，具有较大的火灾风险。结合生物质燃料的特性，指出燃料水分过高、混合堆放及堆垛不合理是造成其自燃的主要原因，并提出了相应的防范措施，以期能够有效控制燃料火灾事故的发生。

生物质电厂；自燃；防范措施

0 引言

目前，国内生物质发电产业发展十分迅速，生物质电厂分布全国各地。然而近年来，生物质电厂燃料火灾事故频繁发生，给企业造成巨大经济损失和不良社会影响，教训十分深刻。其中，因燃料自燃造成的火灾事故占据多数。据不完全统计，因燃料自燃造成的火灾事故约占火灾事故总数的40 %。因此，分析燃料自燃的原因，采取有效防范对策，对生物质电厂防止燃料火灾事故至关重要。

1 燃料自燃的危害

燃料自燃在发生初期较为隐蔽，一般等到发现时已出现明火甚至大面积燃烧。如果没有及时发现并采取有效措施进行扑救，轻则造成局部燃料被烧毁；重则造成火烧连营，殃及整个料场，甚至威胁燃料附近的发电设施和厂房等，造成极大的经济损失。当料场周边存在加油站、高速公路、铁路等公共设施时，还会造成更大范围的危害。

2 燃料自燃的原因分析

目前国内生物质电厂使用燃料品种繁多，以小麦秸秆、玉米秸秆、棉花秸秆以及树皮、木片、枝桠材等为主。如果这些燃料储存时水分较高，内部会因生化反应(如发酵、细菌腐败等)而发热，热量积聚导致升温，当温度达到燃料着火点时，遇空气便发生燃烧，因此，水分高是引发燃料自燃的主

要原因。另外，堆垛方法不正确、不同性质的燃料混合堆放等也会给燃料自燃埋下隐患。

2.1 收购环节水分控制不严

生物质电厂燃料收购过程复杂，燃料从田间地头到电厂，经过收集、粉碎、打包、运输等诸多环节，若收购过程控制不严将造成燃料含水量增加，给燃料自燃埋下隐患。收购环节燃料水分高的原因主要有以下4点：

(1) 新鲜的秸秆、树皮等燃料本身含有的水分较高；

(2) 燃料在收集、粉碎、运输过程中淋雨；

(3) 送料人员人为向燃料中加水；

(4) 燃料质检标准把关不严。

2.2 储存环节防雨措施不到位

燃料在储存过程中，防雨措施不到位，雨水容易渗入燃料内部，导致自燃。雨水渗入情况一般发生在料垛顶部或底部，造成料垛顶部或底部渗水的原因主要有以下4点：

(1) 燃料堆垛垛顶未预留合适的滚水坡度，造成雨水在顶部聚集；

(2) 燃料顶部苫盖措施不完善；

(3) 料场燃料存放区域未设置合理放水坡度或垛基基础偏低，造成雨水倒流至料垛底部；

(4) 料场排水设施不完善，雨水来不及排出，造成燃料浸泡。

2.3 堆垛环节作业方法不正确

(1) 在堆放树皮、棉柴等燃料时，片面追求堆垛速度，利用装载机或大型挖掘机直接行驶至料垛顶部作业，造成燃料被压实，料垛内部通风不畅，加剧内部热量聚集。

(2) 为了增加料场燃料储存数量，在有限空间内增大堆垛体积，直接影响了燃料内部的通风散热。

(3) 在燃料堆垛时缺乏整体规划，料垛与料垛之间安全间距不足，料垛方向未结合当地常年主导风向进行合理布置，影响料垛通风效果。

2.4 不同性质燃料混合堆放

由于生物质电厂燃料品种较多，不同燃料的密度、燃点不同。如树皮、木片等硬质燃料的密度大、燃点相对较高，其燃料堆垛内部发生热量聚集的可能性较大；而小麦秸秆、玉米秸秆、稻草、苇草等黄色软质秸秆类燃料的密度小、燃点较低，如果与密度大、燃点相对较高的硬质燃料堆放在一起，很可能被其产生的高温引燃。另外，2个品种相同或相似的燃料堆放在一起，如果其中水分高的燃料发生自燃，必然会引燃水分低的燃料。如图1所示。

图1 稻草自燃后引燃小麦秸秆

3 防范措施

3.1 控制收购环节燃料水分

严格执行燃料入厂质检标准，拒绝收购水分超标的燃料。同时，做好燃料质量控制关口前移，定期巡查送料人员燃料加工点，督促做好燃料的晾晒、堆垛和苫盖工作。确保水分超标燃料先进行晾晒，待水分降到合格范围后再进行堆垛，树皮、木片等燃料含水量不应超过30 %，稻草、麦秸、芦苇等燃料含水量不应超过20 %，不符合要求的燃料禁止收集、打包、运输等。燃料运输车辆在雨天要做好苫盖措施，防止雨淋导致燃料水分升高。发电厂应建立送料人员资格审查和诚信评价机制，对人为加水等失信行为进行通报批评；对情节严重的，降低其信用等级或取消其送料资格。

3.2 做好储存环节防雨措施

露天料垛顶部应采取有效的苫盖措施，垛顶披檐到结顶应当有一定的滚水坡度，如图2所示，防止雨水从上部渗入。雪后应及时清扫料垛顶部积雪，防止雨雪融化渗入燃料内部。燃料堆放场地应做硬化处理，垛基应高出地面2-3 cm或设置一定放水坡度，如图3所示。料垛周边的排水设施应保持畅通，雨后及时清理料垛底部或周边积水，防止雨水从料垛底部进入。

图2 垛顶苫盖及滚水坡度

图3 垛基高出地面

3.3 规范燃料堆垛作业管理

发电厂在收购燃料前，应事先规范料场燃料堆垛的布局，做到横成排、竖成行，料垛长边应与当地常年主导风向保持平行，便于通风。燃料堆垛的体积不宜过大，露天的燃料堆场单个堆垛不宜超过20 000 t；当超过20 000 t时，应分堆布置。稻草、麦秸、芦苇等易发生自燃的燃料，在堆垛时应事先预留通风口或散热洞、散热沟，并设有防止通风口、散热洞塌陷的措施。为防止燃料被压实，一般应采取人工配合机械的方式堆垛；若采取单独机械作业时，应避免装载机等重型机械登至垛顶作业。

3.4 防止不同性质燃料混堆

性质不同的燃料应分开堆垛，避免小麦秸秆、玉米秸秆、稻草、苇草等燃点较低的燃料与树皮、木片等燃点偏高的燃料混合堆放。另外，水分不同的燃料应避免混合堆放，防止水分高的燃料自燃后引燃其他燃料。颗粒小的燃料容易发生内部板结和热量聚集，也应减少与燃点低的秸秆燃料一起存放。

3.5 加强燃料测温和巡检

定期开展燃料堆垛的测温和巡检工作，在料垛内部预先埋设固定式测温设备或利用手持式移动测温设备，检测料垛内部温度，以便及时发现异常。当检测垛内温度上升到40-50 ℃时，要采取预防措施并做好测温记录；当温度在60-70 ℃时，必须折垛散热并做好灭火准备。在高温季节、大雨过后，要加大测温和巡检的频次，对凹陷变形部位、可能有雨水渗漏部位等应重点测温。在巡检过程中，若发现堆垛出现凹陷变形或有异味时，应当拆垛检查并清除霉烂变质的燃料，消除火灾隐患。

4 结束语

在燃料收集、加工、运输、储存、堆垛等过程中，由于燃料基础管理工作不到位，且燃料品种复杂、多变，导致目前生物质电厂燃料自燃现象较为普遍，防止燃料自燃也成为生物质电厂燃料防火工作的重点和难点。随着我国生物质燃料防火研究工作的不断深入及防火科技化水平的不断提高，在掌握了燃料自燃诱因后，采取切实可行的防范对策并严格执行到位，生物质电厂燃料自燃现象会越来越少甚至能避免，燃料火灾事故也能得到有效控制。

1 中华人民共和国电力工业部．DL 5027—2015电力设备典型消防规程[S]．北京：中国电力出版社，2015.

2 王光辉．构建“01234”消防安全管理模式,打造平安电力企业[J]．电力安全技术，2012，14(3)：23-25.

黑龙江发电公司严抓防寒防冻工作

入冬以来，黑龙江地区严寒天气给当地的安全生产工作带来严峻挑战。大唐黑龙江发电有限公司结合地区气候特点，在系统范围内深入开展防寒防冻工作，确保全年工作圆满完成。

该公司全面部署，广泛动员，落实防寒防冻工作责任。受地理环境影响，黑龙江大部分地区的寒季可达到半年以上，防寒防冻是一项重要的季节性工作。该公司一直高度重视此项工作，按照集团公司总体要求，各企业结合自身情况，制定了详实的工作方案，确保将防寒防冻工作作为一项系统工作抓实、抓细。大唐鸡西第二热电有限公司本着“谁主管、谁负责”的原则，将防寒防冻工作逐级分解到岗位和个人；黑龙江龙唐电力投资有限公司群力供热分公司专门成立了冬季防寒防冻领导小组和抢修小组，明确重点地段的相关责任人，做到检查到位，汇报处理及时。

该公司抓住重点，全面排查，切实做好防寒防冻工作。所属火电企业在对全厂生产系统进行全面检查的基础上，对停备机组、停备系统进行了重点检查；风电企业把检查重点放在机舱加热器工作情况上，包括线路是否老化、接线是否松动等；水电企业安排运行人员对大坝区域进行每天巡检，检查并记录坝前除冰情况及各操作室内的温度；供热企业针对一次管网防寒防冻情况进行了供热管线和井室的检查治理，加强对换热站内设备的巡视检查。

针对发现的问题，该公司积极采取措施，消除现场冻害隐患。该公司在系统内进行全面大检查，并将问题在11月末处理完毕；对近年防寒防冻工作进行了全面梳理，制定了详细的防寒防冻计划，对可能出现的险情进行预测分析。同时，该公司还密切关注天气变化，做好极端天气下突发情况的应急准备工作，早在8月份就采购了必要的抢险备品，为应急管理工作打好基础。

（来源：大唐黑龙江发电有限公司网站 2016-11-30）

2016-07-17。

高 友(1979-)，男，工程师，主要从事电力安全方面的工作，email：419453398@qq.com。

谢 婷(1990-)，女，硕士，主要从事风电等可再生能源技术工作。