煤粉制備系統是水泥廠事故的多發點, 也是各水泥廠安全防范措施要求**的車間。降低、預防煤粉壓球機制備上產線事故的發生, 首先必須在設計上給予充分的考慮。從煤粉制備車間設計方面的安全防護出發。
一、事故發生的原因：
1、煤粉；
1 ) 混合氣體中煤粉的爆炸極限濃度: 煙煤的下限為20g/ m3, 上限為150g/ m3; 無煙煤的下限為45g/ m3, 上限為2 000g/ m3。煤粉制備系統中氣體含塵濃度為500 ～1 000g/ m3, 在易燃易爆范圍內。
2 )可燃爆煤粉的平均粒徑: 煙煤為8μm, 褐煤為3μm, 貧煤為6μm。煤粉越細, 越容易自燃和爆炸。在煤粉壓球機生產過程中, 除塵器及除塵器以前管道內積聚的煤粉粒徑在10μm 以下的達到80 % 以上, 正處于燃爆范圍。
3 ) 煤的揮發分< 10 % , 爆炸危險性小; 揮發分> 20 % , 爆炸危險性大。揮發分愈高, 爆炸危險性越大。
2、 氧含量；
氧的濃度在16 % 以上易引起爆炸, < 14 % 則視為惰性氣體。
3、溫度；
煤粉的著火溫度為500 ～530 ℃, 自燃溫度為140 ～350 ℃。煙煤高溫表面堆積粉塵( 厚5 ㎜) 的自燃溫度為160 ～260 ℃, 如果在較厚的煤粉料層中, 較低的溫度下就可以發生燃燒。一般要求煤磨入口熱風溫度≤300 ℃。為避免結露, 出口氣體溫度高于露點30 ～50 ℃。
二、防范措施：
1、避免事故發生的措施；
�。�1）合理的工藝布置；
系統中氣體的含塵濃度即煤粉的濃度是工藝條件所要求的, 是不可避免的。但是減少煤粉在系統中的積聚, 減少自燃的發生是完全可以做到的。因此,在系統的設計過程中管道的布置以及料倉的角度都必須達到一定的要求。一般情況下, 系統風管與水平的夾角應在55 °以上, 料倉錐角及下料管的水平夾角應在50 °以上。此要求在新建水泥廠的設計中是完全可以達到的, 但是在水泥廠的改造項目中, 由于受原有設備、廠房的限制, 系統風管的角度達不到以上要求時, 應考慮增加管道風速的方法, 避免煤粉在管道中的積聚。如果是水平管道, 風速**在17 ～18m/ s 。
�。�2）烘干熱風的選擇；
當利用窯尾廢氣作烘干介質時, 氣體中的氧含量較低, 有抑制燃燒的作用, 對系統的防燃防爆要求低, 是設計中應優先采用的方案。但是熱風取風點的位置對煤粉的質量有一定的影響。如果煤磨為管磨,需要的熱風量較少, 入磨熱風溫度相對要高一些( ≤300 ℃) , 這時熱風宜在C1 出口管道上抽取。由于這時氣體含塵濃度較高, 如果熱風不經收塵直接作為煤磨的烘干熱源, 煤粉中會含有3 % 左右的生料粉,對煤粉的燃燒不利。如果用此時的煤粉來計算燒成系統的熱耗, 則會比實際的熱耗要高。因此, 應在至煤磨的熱風管道上加一旋風除塵器, 使用凈化后的熱風作為烘干熱源就不會對煤粉質量產生較大影響。如果煤磨為立磨, 需要的熱風量較大, 入磨熱風溫度相對要低一些( ≤220 ℃) , 這時熱風宜在增濕塔( 冷卻器) 出口管道上抽取, 此時氣體含塵濃度較低,再用旋風除塵器凈化含塵濃度會更低, 對煤粉質量的影響更小。
當利用窯頭冷卻機或熱風爐的熱風作為烘干介質時, 雖然含塵濃度不高, 但氣體中的氧含量高達21 % , 對系統的防燃防爆要求高。在這種情況下, 熱風取風點距煤磨較近, 直接用風, 會有明火顆粒被帶入磨內, 造成事故。此時在進煤磨的管道上應加一個收塵效率要求不高但阻力較小的旋風除塵器, 其作用主要是為了降低明火顆粒被帶入磨機的可能性。
控制入磨熱風的溫度, 是煤磨車間安全操作的重要措施。該溫度的確定也不是固定不變的, 它會因系統、燃料水分和燃料品種的不同而變化。設計者應根據具體工藝系統及燃料情況給水泥廠提供參考數據, 便于水泥廠制定安全操作規程。
�。�3）冷風閥門的控制；
不管采用何處的熱風, 都應在磨機入口前加一冷風閥, 以便在供風熱源溫度超過入磨熱風溫度要求時及時調節, 避免事故的發生。冷風閥應盡量靠近磨機入口, 應安裝在熱風調節閥之后, 這樣可以及時**地調節磨機入口溫度。對于冷風閥門的控制, 僅僅能在中控操作是不夠的, 應該加一閉環控制回路,在系統溫度達到煤粉燃燒溫度時, 自動關閉冷風閥,這樣就不會產生誤操作。
三、事故發生時減少人身損傷和設備損壞的措施：
1）防爆閥的布置；
一般煤粉壓球機生產線設備本身都設有防爆閥,在設計上應重點考慮無防爆裝置的設備及系統管道。一般情況下, 按系統的體積來決定防爆閥的面積, 通常以0 . 1m2/ m3來考慮。另外, 防爆閥的泄壓口盡量對著比較空曠的空間, 不要對著設備和可能有人活動的場所。
2）滅火設備的設置；
除了在煤磨車間控制室內要求有常規滅火裝置外, 還應在煤粉倉、原煤倉頂所在的平面配備一定量的氮氣罐, 防止煤粉倉內煤粉的自燃, 倉內煤粉長時間不用時, 建議放空。
3）容易被忽略的其他方面；
隨著新技術新裝備的應用, 煤粉制備系統流程越來越簡單, 廠房面積也越來越小, 作為安全通道的樓梯設計往往不被重視。另外, 煤磨車間控制室的門一定要向內開, 以避免人在慌張時進不了門的情況發生。
四、以上所述做出相應總結：
由于該車間的特殊性, 所以在工藝和設備設計上始終要貫穿安全**的指導思想, 在保證技術指標先進的同時, 也要求做到安全措施的可靠。這樣才能做到穩中求發展，避免了不少的產量成本損失。
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