浅谈防止褐煤自燃的措施

赵国政

摘 要：白城发电公司一期工程为2台660MW超临界燃煤空冷发电机组，锅炉设计煤种和校核煤质均为内蒙古霍林河露天矿业股份有限公司供应的褐煤，自投产后我们通过生产实践总结发现褐煤存于煤场及制粉系统原煤仓中控制不当极易引起自燃，导致热值损失，而且十分严重， 发现问题后厂领导带领全厂职工不断地分析总结，我们掌握了褐煤产生自燃的原因，进而对褐煤的存放在生产管理和技术上采取了相应措施，收到了较好的效果，目前基本上消除了褐煤在煤场及制粉系统原煤仓中自燃现象。现将我们的做法介绍如下，供参考。

关键词：褐煤；自燃；影响因素；预防

中图分类号：TD752.2 文献标识码：A 文章编号：1671-2064（2018）01-0141-02

1 引言

白城发电公司一期工程为2台660MW超临界燃煤空冷发电机组。锅炉是三井巴布科克公司的标准化典型设计锅炉。锅炉型号HG-2070/25.4-HM9，型式是一次中间再热、超临界变压运行带内置式炉水循环泵启动系统的直流锅炉，单炉膛、平衡通风、固态排渣、全钢架、全悬吊结构、π型紧身布置。设计煤质和校核煤质均是内蒙古霍林河露天矿业股份有限公司生产的褐煤。35只低NOX轴向旋流燃烧器采用前后墙布置、对冲燃烧，7台MPS225HP-II中速磨煤机配正压直吹制粉系统。

2 褐煤的特點

褐煤的形成年限较短，外观呈棕褐色，无光泽，质软易碎。其碳化程度低，挥发物可达40%或更高。褐煤的挥发物开始析出温度低，容易着火。但它的吸水能力强，含水分高，多数情况下其总水分均大于20%。褐煤的含碳量低，杂质多，故通常发热量低；褐煤的机械强度很差，易破碎；在空气中易风化，且易自燃，故不宜远距离运输和长时间贮存。褐煤主要分布于我国东北、西南等地。

3 引起煤自燃的机理

煤与空气接触，会发生氧化反应，并放出热量。煤发生氧化反应后，使煤堆的温度升高。煤的温度升高后，又加速了煤的氧化反应速度。这样，就使煤堆的温度越来越高。当温度超过煤的自燃点时，就会自燃。另外，当煤和水蒸汽接触时由于煤具有吸附能力，水蒸汽在它的表面上凝结成水，并放出大量的热量，使煤堆的温度升高。当煤堆达到一定温度后，再因氧化作用，温度也可能达到煤的自燃点。

4 引起煤自燃的因素

（1）煤的水分含量。煤中水分的含量对煤的自燃性有很大影响。水分含量达到饱和的煤，特别是在水分含量高的褐煤（白城发电公司所用霍煤属于褐煤）和次烟煤，煤不再吸附水分，因而不能放出润湿热。煤氧化放出的热量通常使内在水分温度升高。另一方面，自热时的化学反应需要有少量的水分参加。通常低品级煤水分含量远远大于化学反应的需要量。因而，对低品级煤来说，水分实际上是煤自热的阻化剂。资料表明煤的低含水量段与含水量较高段各有一个总吸氧量与放热量较大的峰值点，且两峰值基本一致。（2）矿物质。煤中矿物质主要是粘土类、碳酸盐类、氧化物类、硫化物类和硫酸盐类。其中对煤自燃影响较大的是硫化物类中的黄铁矿，由于黄铁矿与煤吸附相同的氧气量时，其温度的增值比煤大三倍，黄铁矿的存在将会对煤的自热、自燃起加速作用，从而成为影响煤自热、自燃的因素之一。硫的含量越高，煤的自燃危险性越大。（3）煤中含有的硫份。硫在一定温度下化学性质发生变化，生成三氧化硫，三氧化硫吸收水分生成稀硫酸，其反应过程为放热过程，也提高了煤堆中的温度，会加速煤的自燃。（4）存放环境的影响。经验表明，夏季环境温度高提高了煤表面的温度容易自燃，还有雨季导致煤水分增大为煤自燃创造了条件。（5）粒度。煤的粒度是影响煤自热自燃的一个重要因素。随着粒度减小，煤的比表面积增加，与氧的接触面积和耗氧速率增大，氧化放热性增强。对于较小颗粒的煤来说，粒度在氧化过程中起到了关键作用。通常粒度分布范围宽的煤样耗氧速度大，氧化自燃性强。

5 白城发电公司对煤自燃的综合预防措施

5.1 原煤仓积煤自燃的预防措施

（1）磨煤机定检或大修前必须将对应原煤仓拉空，机组停运前必须将本台机组所有原煤仓拉空，防止煤粉长时间积存氧化自燃。（2）每台炉C原煤仓当其余制粉系统均处于备用状态时，保持C原煤仓空仓备用。并定期联系燃料核实1、2号炉原煤仓仓位，确保空仓。当由于生产需要需启动C磨煤机运行时，C原煤仓上煤尽量保持低料位，且备用时保持C原煤仓2米作为紧急备用，同时做好记录，当不需要C磨煤机运行或备用时及时将C原煤仓拉空。（3）由于白城发电公司负荷率偏低，基本四台磨煤机就能维持基本负荷，导致上层磨煤机A、D长时间处于备用，特规定维持A、D原煤仓料位备用时仓位不超过7米，且原煤在原煤仓存放时间不超过5天，值长定期统计并安排磨煤机运行方式。（4）机组负荷较高，需要运行第5套制粉系统时，应在第一天加负荷时启动A（D）制粉系统，减负荷时将其停止；第二天加负荷时启动D（A）制粉系统，减负荷时将其停止，依次轮换。（5）当磨煤机有消缺工作时，机组长自行安排运行方式，切换制粉系统时尽量优先启动原煤仓内积煤存放时间长的制粉系统。（6）值长与燃料部共同控制原煤在煤场存放的时间，以免发生原煤自燃。（7）当有自燃的过火煤准备上仓时，必须经过碾压处理，并加至连续运行的制粉系统煤仓当中。（8）要求每班对停运制粉系统对应原煤仓底部测温一次。

5.2 防止制粉系统着火预防措施

（1）运行人员应严格按照《集控运行规程》精心操作，确保磨煤机通风量、出口温度、磨煤机油系统等参数符合条件。（2）制粉系统正常停运时，应首先关闭给煤机上闸板，待给煤机内积煤拉空后停给煤机，并检查给煤机下闸板门联锁关闭，视磨煤机振动情况将磨辊抬起，关闭热一次风调节挡板及关断挡板，保留冷一次风挡板开启，并开大冷一次风调节挡板对磨煤机内积存煤粉吹扫，磨煤机空转2-5分钟，直至各磨出口煤火检显示为零，确保磨内煤粉吹空后停止磨煤机。（3）制粉系统和原煤仓应保持其严密性，出现漏粉、漏风现象时应及时消除。对设备漏点要求及时填写缺陷通知单，确保设备上及其周围无积粉。（4）磨煤机消防蒸汽系统要随时备用，保证消防蒸汽可随时投入。（5）磨煤机急停后，磨煤机出口煤粉挡板、磨煤机冷热风关断门、磨煤机热风调节门应自动关闭，否则手动关闭。不要打开给煤机的观察孔和检修门，防止空气进入磨煤机筒体引起煤粉自燃。（6）运行中的制粉系统严禁动火工作。（7）停磨期间监视磨煤机各部分测点的温度变化情况，发现异常和火险，及时处理。（8）在制粉设备上动火工作时，必须办理动火工作票，防火措施及安全措施做完后方可工作endprint

5.3 防止褐煤在煤场自燃的预防措施

（1）煤场堆取煤由值长统一指挥，确保煤场存煤方式合理，及时烧旧存新，严格控制煤场存煤时间最长不超过10天。（2）燃管部加强加强消防器材的日常管理工作，消防栓、灭火器应保证完整好用；消防水系统全天侯有水，保证压力正常。（3）对重点的防火部位要在巡检中作过细的检查，如导料槽、落煤管，易撒煤和漏煤等部位。（4）备用的皮带机，其落煤管、导煤槽以及皮带上下均应无积煤、积粉。输煤皮带停止上煤期间，也应坚持巡回检查，发现积煤、积粉应及时处理。（5）严格执行设备定期试验及轮换制度，按规定的时间内作好定期试验并认真作好记录。（6）及时用水冲洗清除段内地面、皮带架上、电缆架上、降煤筒、输煤槽、除尘器内等部位的积煤积粉（特别是上着火煤），输煤除尘系统应纳入运行设备管理，保证有效运行。（7）经常清扫输煤系统、辅助设备、各处的积粉，保证输煤系统无积煤、积粉。（8）发现运行的皮带机上或落煤管中有煤炭自燃，应将皮带机停止运行，将明火浇灭后，才能将皮带机重新投入运行。（9）在段内焊接、切割有油、有煤尘的部位工作结束后，应检查检修工作人员是否将焊渣等火种彻底清除、消灭，然后方可离开工作现场。（10）在有上下层连接的设备上进行检修作业，动用电、火焊时，应在下层设备设监护人，并采取防止焊渣、切割料头掉入下层设备的措施。输煤段内不准堆放木块等杂物，除了正常检修工作外，禁止明火（如吸烟等）。（11）清洗或保养段内设备时，对撒落在设备上、地面上的油渍要随时进行清理，并禁止动用任何明火。（12）设备检修前，要对设备上的积煤、积粉进行一次彻底清理（冲扫），确认设备上无积煤、积粉方可进行工作。（13）輸煤段内发现烟尘（降落煤尘）异常情况时，值班员必须到现场确认。（14）皮带机因故障停机而当班无法走空时，必须将皮带上的余煤（褐煤）用水浇湿，同时对应的落煤管中也须用水浇湿，做好监护直至把煤拉空。（15）斗轮机值班员是煤场的监护人，负责对煤场的监护，发现有冒烟、着火的煤，立即汇报班长或程控值班员。（16）各班长对煤场按照专业的布置，定期的进行翻烧，对有冒烟、着火的自燃煤，立即通知推土机司机进行处理，将煤场自燃降到最低限度。（17）堆煤按照要求分层堆煤，并及时整型压实，以防煤场自燃。煤场翻烧前，各岗位人员要对消防设备进行检查，确保其好用。（18）火车来煤（褐煤）如发生过热或自燃现象，汇报有关领导，同意后应立即将自燃煤种浇灭后才能翻卸。煤场发生自燃应及时扑灭，不得把带有火种的煤送入输煤皮带。（19）斗轮机值班员发现取煤断面上有着火煤或有冒煤现象时，立即通知程控值班员，并向班长汇报，此时皮带在运行中严禁拉动拉线开关停机。（20）在取自燃煤期间，推土机必须有人值班，做到随时处理煤堆，将自燃煤层翻开散热、碾压，待明火熄灭后方可取煤，防止明火上皮带。当有火种的面积较大时，推土机或装载机必须在取煤作业现场配合取煤作业，并与斗轮机保持5米以上安全距离。（21）输送自燃煤时班长要做好事故预想，做好危险点分析和控制，并向燃料专业领导和值长汇报，以便采取更加有效的安全措施，取煤作业时，班长指定的负责人必须在斗轮机做第二监护，发现有明火时，及时联系推土机进行碾压处理。（22）输送自燃煤之前必须用推土机、装载机翻开散热或用水浇灭明火后方可输送，严禁明火运上皮带。运行班长要做好安全防护措施和事故预想，输送自然煤时必须控制输煤量，防止煤量过大发生皮带打滑压住现象。（23）斗轮机取自燃煤时，配料皮带机每隔十分钟启动一次，以防落下的自燃煤烧坏皮带。堆取料机停止运行后，应详细检查活动梁、斗轮小车、皮带架子等有无自燃煤留存。（24）翻烧自燃煤、各段烟气，粉尘较大时，各段值班员应选择地形较为重要的地点（如皮带的头部、尾部）以便及时的发现故障。（25）地面监视人员应指挥斗轮机操作人员避开明火取煤，煤堆火情较重，不能扑灭的地方不准直取，皮带禁止上带明火的自燃煤。（26）上自燃煤遇有设备突然停机，设备不能马上恢复运行应立即向皮带和带有明火的设备上浇水，扑灭火险。（27）煤斗内存煤自燃，在不威胁安全生产的情况下，不得向煤斗浇水，在明火危及皮带或设备时，应向值长汇报再浇水扑灭明火。（28）翻烧自燃煤时各段值班员加强监视，应有运行班长在煤场指挥灭火和检查上自燃煤的情况。（29）系统统设备不正常的情况下，禁止上着火煤。（30）严肃值班纪律，加强对运行设备的巡视，检查及监护，发现异常及时采取有效的安全措施。

6 结语

白城电厂自投产至今，在生产过程中我们不断认识、摸索，总结了一些适合于我厂褐煤自燃的防治措施，但是我们知道这仅仅是开始，我们将会更加努力，在困难中摸索、在学习中进步，通过科学的预测预报技术来预防煤自燃。严格执行规章制度以及精细管理是关键，我相信我们会取得更佳防治褐煤自燃的有效措施。endprint