封闭式圆形煤场防止自燃的实践与探索

陈伟

(华电莱州发电有限公司，山东 莱州 261441)

封闭式圆形煤场防止自燃的实践与探索

陈伟

(华电莱州发电有限公司，山东 莱州 261441)

圆形煤场运行实践管理中，对存煤自燃现象进行了汇总、分析和总结，介绍了圆形煤场自燃的特性，初步掌握了自燃的规律性，提出了防止自燃的措施，为进一步使用管理圆形煤场积累了一些经验。

圆形煤场；危害；自燃

0 引言

圆形煤场具有环保、节能、干燥储存等特点，符合国家产业政策和大政方针，在火力发电厂中应用越来越广泛。但圆形煤场易自燃及自燃后的处理有相当难度，因此在推广使用上有一定困难。本文在煤场管理实践的基础上，针对圆形煤场防自燃的问题进行了深入的思考和研究，提出了煤场管理的规律性认识，并提出防自燃的部分解决办法，以供读者参考和借鉴。

1 简介

某火力发电厂位于渤海湾畔，一期工程建设2×1 000 MW机组，同期建设2×3.5万t泊位和2×16万t的圆形煤场。来船通过码头接卸，再经输煤系统进入圆形煤场内储存。圆形煤场直径120 m，底部挡煤墙高17 m，挡墙上部为封闭式钢架顶棚，中心离地面高50 m；可同时完成堆料和取料作业；在挡墙内侧壁上安装了271根自动测温传感器，可实时测温，并可远程观察温度变化情况；电厂安装有喷淋系统和消防水炮，粉尘污染和消防安全得以保障；同时电厂配备有装载机、推煤机等机械设备。

2 煤场自燃的危害

煤场自燃主要有以下危害。

(1)热值损失。煤的自燃大大降低了煤炭热值，灰分增加，煤的应用价值未得到有效利用。

(2)对煤场设施具有破坏作用。大面积的自燃导致挡煤墙壁毁损，严重时影响整个煤场设施的安全。

(3)自燃的烟气对人体有害。自燃煤产生硫和一氧化碳等气体对在场内工作人员的人体危害较大。

(4)对钢结构有腐蚀作用。自燃煤产生的二氧化硫对煤场上部的钢架结构具有较大的腐蚀性，会影响钢架结构的使用寿命。

3 圆形煤场的优缺点

同室外条形煤场相比，圆形煤场[1]具有以下优点。

(1)建设投资额度大。每座圆形煤场的建设费用需要近亿的资金。

(2)环保性能优越。煤场上部为相对封闭式设计，煤粉尘被抑制在煤场内部，煤场外部比较干净，对周边的环境基本无污染。

(3)节能效果明显。圆形煤场的封闭式设计，减少了风损、雨损，储存的煤炭为干煤状态，降低了煤中水分对锅炉燃烧的影响。

(4)堆料、取料的自动化程度高。

相对其优点，圆形煤场还有以下不足。

(1)由于高空自然堆积密度相对较小，导致大块煤向挡墙堆积易发生自燃现象。

(2)自燃后的挡煤墙易被烧坏，影响圆形煤场的安全运行。

(3)自燃发生后，机械设备不易对墙角等事故区域进行处理。

4 自燃的倾向性因素分析

某电厂2012年6月—2014年6月圆形煤场共出现15次自燃现象，自燃情况见表1。

煤表面与空气充分接触，水分损失到一定程度后，氧化的煤达到自燃点而发生自燃。自燃的原因是多方面的，实践中煤炭自燃倾向性因素主要包括储存时间、空气流通、不同品种煤叠加等。

4.1 大块煤的自燃倾向

某电厂在堆煤时用堆料臂从31 m高空堆煤，由于煤的离析作用，大块煤滚落到边角处，挡煤墙边角处因此累积大量的大块煤，由于空气在大块煤中流通，大块煤氧化加快，导致在较短的时间内出现自燃现象。

表1 圆形煤场自燃情况统计

4.2 空气流通强时的自燃倾向

把已冒气的煤放置在室外(有3～4级风)堆成堆做试验，在风力的作用下，经过5 h，原本冒气的煤变成明火，并越烧越旺。再观察事故煤斗边上已自燃煤，因为大门口及室内空气对流，明火更旺，直至煤燃尽变成灰分。在取料机取煤过程中，经常出现冒气或出现明火现象，原因是煤堆内部积聚大量热量，在取料后煤炭迅速氧化导致自燃发生。基于此理，管理人员将煤场大门保持关闭或打开状态分别进行观察60 d，发现打开大门导致门口边墙角处大块煤自燃2次，关闭时未发生自燃现象，再联系以前投产前长时间储煤时，多发生在大门边角处的自燃情况，分析认为空气流通是导致自燃的原因之一。

4.3 市场混煤的自燃倾向

某电厂曾经出现过将来煤分别存放在两个圆形煤场中，只经过20 d先后发生自燃现象。经查此船煤系市场混煤，是煤炭供应商通过不同品种煤掺配成约定的热值的煤。表1中市场混煤自燃曾经出现过5次。对品种较单一的煤(如神混煤)长时间观察，出现自燃现象明显减少。

4.4 冒气煤的自燃倾向

实践中，煤场经常会产生冒气现象(冬季更甚些)。有时气流较快且夹杂着刺鼻的硫味，可以判断其内部已出现自燃倾向。若出现此现象，应当及时采取倒堆等办法，或者优选将冒气的存煤取用，并注意不能把明火放入输煤系统。

4.5 存储时间长的自燃倾向

某电厂在机组试运阶段，曾经在2个圆形煤场满负荷储存共28余万t，用汽车运输入场(可以认为煤堆是压实的)，最长放置8个月时间，因未能实现煤堆周转[2]，在此期间曾经在2个圆形煤场的大门口两侧边角处出现过7次小面积(有明火苗头即被处理)自燃现象。随着机组相继投运，煤场内周转正常(摸索出规律：一般情况下2个月为一个周期)，未出现自燃现象；但在冬季储煤和迎峰度夏煤场满负荷运行状态下，有的煤超过60 d，自燃现象就有增加的趋势。分析认为，圆形煤场满负荷存储而周转不畅，导致存储时间较长(超过60 d)，也是产生自燃现象的原因之一。

4.6 未彻底清底的自燃倾向

因圆形煤场满负荷运行，或因新旧煤叠加，未能及时安排清理煤场底部未取尽的煤(主要是机组试运储煤、过冬储煤、迎峰度夏储煤的压力大，来不及清底)，在新旧煤交接处，特别是不同品种煤叠加在一起易出现冒气、冒烟，直至明火现象。某电厂曾经把已放置室外平均近3个月时间的3种煤放置在圆形煤场底部(实际上是混煤，汽车运输后算是倒堆)，不到10 d即出现自燃现象。建议加快圆形煤场周转频率，并对煤场彻底清底[3]。堆存时尽可能将煤单独存放，减少新旧煤、不同品种煤叠加存放。

综上所述，圆形煤场自燃有如下规律：圆形煤场墙角处大块煤易自燃；空气流通过强易自燃；存储时间超过60 d易自燃；煤场未彻底清底易自燃；取料机取煤过程中易自燃；市场混煤易自燃；冒气的煤易自燃；不同品种煤叠压在一起易自燃。

5 防范措施

经过原因分析和上述规律的总结，可以采取以下措施，避免或减少圆形煤场自燃。

(1)对挡墙边的大块煤，可以采取上部覆盖鲜细煤堵缝压实的方法。

(2)煤场储存时间不宜超过60 d，按烧旧存新、先进先出原则，定期合理安排取用，加快存煤周转频率。

(3)刚性执行煤场清底制度，特别是把挡墙角处的大块煤彻底清理干净。

(4)建设备用煤场，减小圆形煤场存储压力。

(5)合理存储，存储量以满负荷存储量的80%～90%为宜，留出圆形煤场内机动清底的空间和时间。

(6)分堆、分类、分品种存放，尽可能把不同品种的煤分别存放。

(7)日常管理中，采取措施减少煤场内通风对煤氧化的影响程度，如把煤场大门关闭，定期检查并维修挡墙毁损情况。

(8)尽可能从源头上摸清煤炭出井后的存储时间，掌控煤炭的自燃倾向性特点。

(9)减少市场混煤的采购量。

(10)对冒气的煤及时安排取用。

6 结束语

随着圆形煤场的广泛使用，防自燃成了火力发电企业必须面对的课题。为管好煤场，从机组试运储煤到正式运营，经历了了解自燃、处理自燃、不断整改、防止自燃、摸索规律的探索过程，记录自燃现象并认真分析总结，从不断地探索和总结中积累了丰富管理经验。经过整改，该电厂的煤场自燃现象大大减少，在保障电厂安全运行的同时，电厂的经济效益不断提高，为类似煤场的建设和运营提供了宝贵借鉴。

[1]符永正.圆形煤场的特点及自燃防止措施[J].内江科技,2008,123(7):123.

[2]常瑞丽,郑祖东,谢忠泉.火电厂封闭式圆形贮煤场及其防自燃安全措施研究[J].工业安全与环保,2012,38(11):63-65.

[3]黄国斌.封闭式圆形煤场贮煤防自燃探讨[J].中国高新技术企业,2010,154(19):185-186.

(本文责编：刘炳锋)

2017-02-13；

2017-02-23

TK 01+8

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1674-1951(2017)05-0030-02

陈伟(1969—)，男，山东枣庄人，从事入厂煤验收管理和法律顾问方面的工作(E-mail:623271978@qq.com)。