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煤粉制备系统防火防爆浅析张浩发布时间：2021-08-22T08:50:37.717Z 来源：《中国科技人才》2021年第15期作者：张浩[导读] 新型干法水泥生产煤粉制备是重点环节，因煤粉的易燃易爆性，在磨制、存储、输送等环节中，极易发生自燃或燃爆。
新疆圣雄水泥有限公司安全环保处摘要：新型干法水泥生产煤粉制备是重点环节，因煤粉的易燃易爆性，在磨制、存储、输送等环节中，极易发生自燃或燃爆。
本文探讨了在煤粉制备系统各个环节的防火防爆措施。
关键词：煤粉制备系统；防火防爆在新型干法水泥生产中，煤粉制备系统尽管采取了防燃、防爆、泄爆、抑爆、防静电等措施，设置了先进的压力、温度、CO浓度检测和报警装置，对煤粉制备系统各重点环节进行监测预警，还设置了CO2或N2自动灭火系统，但由于煤粉易燃易爆的特性，在煤粉制备生产、储存、输送过程中可能产生火灾、燃爆、中毒等事故。
密闭生产设备中发生的煤粉燃爆事故可能发展成为系统爆炸，抛射到密闭生产设备以外的煤粉可能导致二次粉尘爆炸和次生火灾，扩大事故危害。
煤粉制备系统成为水泥企业发生安全生产事故频率较高的环节。
一．易产生煤粉自燃的部位1.煤堆场（棚）及皮带输送区域原煤存放时间长，与空气接触氧化易发生自燃。
原煤在堆、取料及皮带输送过程中易产生扬尘，煤尘积聚未及时清扫，易发生自燃。
2.原煤仓、球磨机及选粉机系统原煤仓内原煤未排空，因停机检修等长时间未使用，易氧化自燃；输煤皮带除铁器未安装或未投用，铁质物或卵石进入磨机内运行撞击产生火花引发燃爆；选粉机、输送管道内部坑洞长期堆积煤粉氧化自燃。
3.煤粉收尘器及灰斗、螺旋输送铰刀、煤粉仓收尘器内部及灰斗、螺旋输送铰刀、煤粉仓内煤粉未排空或在低洼处堆积，因检修（紧急停机）等原因长时间未使用，煤粉易氧化自燃。
二．事故案例2014年12月，某水泥厂5000t/d熟料生产线，由于操作失误，球磨机内发生燃爆事故，导致磨头、磨尾管道变形移位；选粉机壳体严重变形移位；收尘器除尘袋全部烧毁。
编订：__________________单位：__________________时间：__________________煤粉制备系统的防火防爆安全措施(正式) Deploy The Objectives, Requirements And Methods To Make The Personnel In The Organization Operate According To The Established Standards And Reach The Expected Level.Word格式 / 完整 / 可编辑文件编号：KG-AO-9075-18 煤粉制备系统的防火防爆安全措施(正式)使用备注：本文档可用在日常工作场景，通过对目的、要求、方式、方法、进度等进行具体、周密的部署，从而使得组织内人员按照既定标准、规范的要求进行操作，使日常工作或活动达到预期的水平。
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一、煤粉的燃烧特性1．煤粉比煤块更容易燃烧。
煤粉是煤的微小颗粒，它的表面积与同量的煤块比较要大得多，与空气接触后比煤块更易氧化，也容易自燃。
2．煤粉悬浮在空气中，达到一定的爆炸极限，就形成爆炸性混合物。
各种煤粉尘的爆炸极限，据煤炭部门测定，下限最低的为45g／m³，上限最高的可达2000g／m³，这个幅度相当大，爆炸的强度在300—400s／m³时为最高。
达到爆炸极限的煤粉，无论在封闭的空间如煤粉制备系统内，或在敞开的空间如锅炉房内，遇到明火，都会引起爆炸燃烧。
3．在封闭的煤粉制备系统内，当煤粉燃烧时，压力迅速提高，将造成整个系统的破坏，并使火焰外喷，烧伤人员，烧坏其他设备。
二、煤粉制备的防火要求1．设置防爆阀和防爆门1)在煤粉系统的管道上应设防爆阀，以便在发生爆炸时；管道内的气体压力通过防爆阀排人大气中，不致于形成更严重的爆炸事故。
2)在煤粉制备的煤粉仓、分离器、旋风器等设备上，应分别设置防爆门。
制粉系统防爆对策1. 引言随着制粉行业的不断发展，制粉系统的安全问题也日益受到关注。
制粉过程中，由于粉尘的积聚和空气中的氧气成为主要易燃物，系统发生爆炸的风险也相应增加。
为了保障制粉系统的安全运行，采取一系列的防爆对策是至关重要的。
本文将从以下方面介绍制粉系统的防爆对策：粉尘控制、静电防护、火源控制、消防系统等。
2. 粉尘控制粉尘是引发制粉系统爆炸的主要因素之一，因此粉尘控制是防爆对策中的重要环节。
•使用防尘滤袋：在制粉系统的粉尘产生点和排风口设置防尘滤袋，有效减少粉尘的扩散。
•定期清理粉尘：定期对制粉系统及周边区域进行清理，防止粉尘的积聚。
安装粉尘抽风设备，当粉尘达到一定浓度时及时清除粉尘。
•增加湿度：通过增加湿度控制粉尘的扩散，降低粉尘爆炸的风险。
3. 静电防护静电是制粉系统产生火花的常见原因，因此静电防护措施是防爆对策中不可或缺的一环。
•接地系统：对制粉设备进行接地处理，使静电能够通过接地系统释放，防止静电积聚和火花的产生。
•防静电涂料：在制粉设备的内外表面涂覆防静电涂料，有效减少静电产生的可能性。
•防静电设备：使用防静电设备对制粉设备进行保护，例如防静电手套、防静电地板等。
4. 火源控制火源也是制粉系统发生爆炸的重要原因之一，因此火源控制是制粉系统防爆对策的关键措施。
•火花防护：对制粉设备中容易产生火花的部位进行防护，如使用防爆型灯具、避免金属摩擦等。
•火焰检测器：安装火焰检测器监测制粉过程中是否有火焰产生，及时报警并采取相应措施。
•避免明火：禁止在制粉系统周边进行明火作业，保证系统运行环境的安全。
5. 消防系统消防系统是防止制粉系统发生爆炸事故的最后防线，必不可少。
•安装消防设备：在制粉系统周边建立完善的消防设备，如灭火器、消火栓等。
•定期检查和维护消防设备：定期对消防设备进行检查和维护，确保其正常运行。
•培训员工：定期组织员工参加消防知识培训，提高员工的火灾应急处理能力。
6. 结论制粉系统的防爆对策是确保系统安全运行的重要措施。
水泥工厂煤粉制备车间防爆要求辨析省内部分工贸行业的双重预防体系建设诊断评估工作，在检查水泥企业过程中，对于煤粉制备车间的防爆要求，各家企业的现实情况差异较大，可以分为以下几种情况：1、全面按照防爆要求设计。
2、车间内一部分区域防爆设计，另外一部分非防爆设计03、煤粉立磨机四周均按防爆设计。
4、煤粉立磨机四周有些电气设备为防爆设计，煤磨主电机不是防爆电机。
5、对于非防爆设计的部分，有些企业表示已经正在按照防爆要求进行技术改造，有些企业表示不需要防爆°对于出现此种情况，可以说也不奇怪，有些企业建厂较早，有些则是近几年建设的。
我们先来看看《水泥工厂设计规范》(GB50295)是怎么要求的。
《水泥工厂设计规范》(GB50295-1999)8.6.10条，爆炸及火灾危险场所电气设计应符合下列规定：1、爆破材料库、雷管库、爆破材料加工室等属于爆炸危险场所。
危险场所等级的划分和电气设计，应符合现行的国家标准《民用爆破器材工厂设计安全规范》的规定。
2、氧气、乙块气瓶库、燃油泵房、原油库、汽车加油站、铅酸蓄电池充电室等属爆炸危险区域，宜划分为2区。
3、煤粉制备车间、煤均化库等属于火灾危险区域，煤粉制备车间宜划为22区，煤均化库宜划分为23区。
4、爆炸性危险区域划分，应根据通风条件进行调整。
当通风良好时，应降低爆炸危险区域等级；当通风不良时，应提高爆炸区域等级。
5、爆炸、火灾危险场所的电气设计，应满足现行的国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》的规定。
《水泥工厂设计规范》(GB50295-2008)7.6.9条，爆炸及火灾危险场所分区与电力装置设计，应执行现行国家标准《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》(GB50058)并应符合下列规定：1、氧气瓶库、乙焕气瓶库、燃油泵房等爆炸危险区域，应划分为2区。
2、煤粉制备车间应划分为22区，煤均化库应划分为23区。
3、通风良好时，应降低爆炸危险区域等级；通风不良时，应提高爆炸危险区域等级。
输煤系统粉尘防爆的探讨摘要粉尘的爆炸剧烈，后果严重，煤粉更甚，如何在避免输煤粉尘爆炸的问题上，找到安全性和经济性的平衡点，具有指导现场工作的实际意义。
输煤系统是否需要使用防爆电气设备，或者说在什么情况下需要使用防爆的电气设备，一直以来都没有统一的说法，化工设计院大多将输煤界区按防爆区域设计，或设计文件未按防爆区域设计，但在电气设备选型上，要求为防爆型式的电气设备，而电力设计院所设计的输煤系统中，大多将输煤区域设定为非防爆区，电气设备都按非防爆要求进行选型。
本报告中解释说明了粉尘爆炸原理，收集工业生产中粉尘爆炸，特别是由电气原因引起的煤粉爆炸事故案例,同时对电力企业和化工企业输煤系统电气设备选型情况进行收集，分析和整理不同设计院对输煤系统电气设备的选型原则，阐述不同设计院的设计理念和依据。
通过对上述资料的收集和整理，可以继续研究不同煤种、不同除尘设备的工厂中，煤粉浓度的限值，对煤粉环境下电气设备的选型提供参考条件，在安全性和经济性上给予平衡。
关键词输煤；电气设备；防爆电气；粉尘爆炸；煤粉0 引言提起爆炸，可能人们会首先想到危化品爆炸，或是武器带来的杀伤力，但其实，悬浮在空气中的粉尘颗粒，同样也会引起巨大的爆炸。
近年来，中国粉尘爆炸事故随着工业的发展越来越频繁。
2002年11月，广州禺桃山食品公司发生原料粉爆炸事故，造成6人死亡；2005年，黑龙江“七台河”煤粉爆炸，造成171人死亡；2011年5月，成都富士康产业基地粉尘爆炸，导致3人死亡；2012年8月，温州郭溪曾发生一起铝粉粉尘爆炸事故，造成13人死亡；2016年6月，位于阜康市的新疆五鑫铜业有限公司的一冶炼厂发生煤粉自燃导致的爆炸，事故造成14人受伤，7人为一氧化碳中毒，7人为不同程度的烧伤。
粉尘爆炸的危害如此之大，为了保证企业的生产稳定和员工人身安全，我们有必要对火电系统必须接触的煤粉粉尘进行讨论和分析，结合火电厂输煤系统的实际情况，制定相应的防范措施。
煤粉厂制粉系统防爆设计探讨
摘要:煤粉厂制粉系统的防爆是安全生产过程中的重要环节。
本文分析探讨了制粉系统爆炸的主要因素,并提出了多种防爆方法和多项防爆设计,在工程设计的应用中取得了良好的效果。
关键词:制粉系统爆炸防爆措施防爆设计
1 制粉系统的爆炸
1.1 制粉系统的爆炸
制粉系统爆炸就是煤粉的爆炸,是一种压力急剧上升的燃烧过程。
煤粉以一定的浓度分散在空气中,一旦遇到适当的点燃能,就会发生燃烧并迅速传播,导致连续不可控制的燃烧,这就是煤粉的爆炸。
1.2 制粉系统爆炸的主要因素
煤粉燃烧和爆炸通常要具备3个条件,即可燃物浓度、氧气浓度及引燃(爆)能量,只有当这三个主要因素同时存在的情况下,才有发生爆炸的可能性。
1.2.1 可燃物浓度
煤粉产生爆炸,主要和煤粉的浓度、细度、挥发分含量有关。
气体中的煤粉浓度:一般说来,煤尘爆炸的下限浓度为30～50g/m3,上限浓度为1000～2000g/m3。
其中爆炸力最强的浓度范围为300～
500g/m3。
在这一浓度范围内,当遇到火花或明火条件时,煤粉会产生着火,就可能产生爆炸。
煤粉细度:煤粉越细,爆炸危险性越大。
对于烟煤,当煤粉粒径大于100μm时,几乎不会发生爆炸。
挥发分含量:当挥发分>25％时,爆炸危险性增大;挥发分愈高,爆炸危险性越大。
1.2.2 氧气浓度
氧气浓度大于16％,易引起燃爆,须采取相应的防燃爆措施。
表1为不同煤种发生爆炸时的氧气浓度极限值,当氧气含量小于极限值时,肯定不会发生爆炸。
1.2.3 引燃(爆)能量
煤粉制备中,引燃(爆)能量就是火花或明火。
当达到煤粉着火温度时,会急剧燃烧产生爆炸。
因此要严格控制有关部位的温度指标。
气粉混合物流速过低,会沉积而引起自燃;流速过高,会引起静电火花导致爆炸。
一般流速控制在16～30m/s范围较适宜。
2 制粉系统的防爆措施与设计
2.1 制粉系统的防爆措施
根据引发煤粉爆炸事故基本事件的结构重要度,制定下列预防措施。
防止粉尘积聚到爆炸极限;增强通风,防止煤堆自燃;防止运作设备
发生静电放电;电器设备应采用防爆型;防雷设施要完好;严禁带明火进入工作区;电气线路布置应规范。
2.2 制粉系统的防爆设计
制粉系统的防爆设计包括燃料检验、管道设计、惰化系统、灭火装置和控制联锁系统5个基本环节。
2.2.1 燃料检验
煤质检验,可以充分了解燃料的特性,制定系统布置方案,合理地选择设备,并能控制煤粉的细度,满足生产要求。
还可以排查燃料中混杂其他可燃物,以免其进入系统引起爆炸。
2.2.2 管道设计
煤粉系统管道设计要符合《火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术规程》(DL/T5203-2005)。
煤粉管道全密闭,不能有停滞区及死角。
煤粉管道设计角度要求不小于45°。
所有管道内的流速等于或高于输送煤粉所要求的最低流速,避免煤粉沉积。
管道要有防静电接地措施。
管道应设吹扫装置。
2.2.3 惰化系统
制粉系统磨煤机和中储式制粉系统须设惰化装置。
惰化气体可从氮气、二氧化碳等介质选择。
2.2.4 灭火装置
制粉系统应设置灭火装置,在系统着火时立即启动。
在磨煤机、煤粉仓、煤粉收尘器等处均应设置CO2灭火装置接口。
2.2.5 控制联锁系统
制粉系统须设置控制联锁系统,当系统发生异常或故障时,通过保护、联锁和人工操作,能够进行紧急事故处理。
3 工程设计实例
陕煤集团张家峁水煤浆厂总建设规模 2.0Mt/a,分二期建设,产品有水煤浆和煤粉两种。
其中,一期工程建设规模为0.5Mt/a,设1条制粉生产线,制粉能力为62.5t/h;二期工程建设规模为1.5Mt/a,设3条制粉生产线,每条生产线制粉能力为62.5t/h。
一期工程于2010年9月开始施工,2012年1月建成投产。
生产的煤粉含水分≤1%,细度为200目,筛余15%;300目,筛余20%;400目,筛余25%。
制粉系统的主要设备有磨煤机、袋式收尘器、煤粉通风机、螺旋输送机及斗式提升机。
制粉系统严格控制煤磨进气温度并控制入磨热风量,煤粉制备的袋式收尘器、煤粉仓等均设有泄压阀。
煤磨废气收尘设计时采用了防爆型收尘器。
收尘器、煤粉仓内均设有CO自动分析及温度测量装置,当CO量及气体温度超过一定值时
会自动报警,超过警界值时能在中控室遥控打开CO2灭火装置阀门,对有关部位喷射CO2气体,并切断一切可以提供CO气体的通道。
制粉系统各设备之间通过煤粉烟风管道连接。
管道连接处、管道与设备接口均采用密封接口,避免出现漏风而导致氧气含量的增加,确保整个制粉系统的密闭性。
管道设计中,按照《火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》(DL/T5145-2005)、《火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术规程》(DL/T5203-2005),根据系统出力计算出管道直径。
为避免煤粉的积聚和自燃,管道多数采取大于45°布置。
在磨煤机至收尘器入口管道和收尘器出口至煤粉通风机管道上,各设置了一个管道防爆门,避免管道内压力过大产生爆炸。
制粉系统多处设有压力、温度监测仪表,如磨煤机进出口管道、收尘器进出口管道、收尘器料斗、斗式提升机、煤粉仓等,实时对整个系统进行监测,一旦出现异常,通过控制联锁系统进行调整。
对制粉工艺的控制系统采用独立的DCS控制系统作为主要的监控手段,可以实现现场设备就地控制箱手动操作(即手动)、计算机控制系统全自动控制(即自动)两种控制方式。
就地手动控制仅在设备调试、设备维护阶段以及出现重大故障时使用。
4 结语
(1)防爆设计在制粉系统中至关重要,关系到煤粉厂的安全生产。
(2)引起制粉系统爆炸的主要因素是可燃物浓度、氧气浓度和引
燃(爆)能量,只要保证不同时具备这些因素,就能有效防止制粉系统的爆炸。
(3)制粉系统的防爆措施包括防止粉尘积聚到爆炸极限、增强通风,防止煤堆自燃、电气线路应设有良好的保护装置、防止运作设备发生静电放电、电器设备应采用防爆型、防雷设施要完好、严禁带明火进入工作区、防止人体产生静电火花、电气线路布置应规范。
防爆设计包括燃料检验、管道设计、惰化系统、灭火装置和控制联锁系统等5个基本环节。
参考文献
[1]杨国旗,焦沛.制粉系统爆炸及预防措施[J].西北电力技术,2000,6:18～21.
[2]罗少春.锅炉制粉系统爆炸原因分析及预防措施[J].安徽电力,2006,23(3):34～35.。
