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煤粉很細,相對表面積很大,能吸附大量空氣,隨時都在進行著氧化。氧化放熱使煤粉溫度升高,氧化加強。如果散熱條件不良,煤粉溫度升高一定程度后,即可能自燃爆炸。
煤粉的爆炸性與許多因素有關,主要的有:
1、揮發(fā)分含量揮發(fā)分高,產(chǎn)生爆炸的可能性大,而對于Vdar<10%的無煙煤,一般可不考慮其爆炸性。
2、煤粉細度煤粉越細,爆炸危險性越大。對于煙煤,當煤粉粒徑大于100um時,幾乎不會發(fā)生爆炸。
3、氣粉混合物濃度危險濃度在(1.2—2.0)之間。在運行中,從便于煤粉輸送及點燃考慮,一般還較難避開引起爆炸的濃度范圍。
4、煤粉沉積制粉系統(tǒng)中的煤粉沉積,往往會因逐漸自燃而成為引爆的火源。
5、氣粉混合物中的氧氣濃度濃度高,爆炸危險性大。在燃用高的褐煤時,往往引入一部分爐煙作干燥劑,也是防止爆炸的措施之一。
6、氣粉混合物流速流速低,煤粉有可能沉積;流速過高可能引起靜電火花。所以氣粉混合物流速過高、過低對防爆都不利。一般氣粉混合物流速控制在16——30m/s之間。
7、氣粉混合物溫度溫度高,爆炸危險性就大。因此,運行中應根據(jù)Vdaf高低,嚴格控制磨煤機出口溫度。
8、煤粉水分過于干燥的煤粉爆炸危險性大。煤粉水分要根據(jù)揮發(fā)分Vdaf、煤粉貯存與輸送的可靠性以及燃燒的經(jīng)濟性綜合考慮確定。
煤粉著火原因分析?
煤粉燃燒是一個發(fā)光、發(fā)熱的氧化反應,它是以碳為主的單質(zhì)和化合物與氧氣發(fā)生氧化反應的結(jié)果。通常情況下,根據(jù)引起燃燒原因的不同可分為自燃和火源引燃兩種形式,后者又包括了前者的延續(xù)和發(fā)展。我們從燃燒必須的兩個條件,即氧氣和煤粉燃燒所需要達到的著火點,
制粉系統(tǒng)爆炸機理
燃燒是發(fā)熱與發(fā)光的高速化學反應,是可燃元素與氧的化合過程。爆炸是一種特殊的燃燒過程,由于這一更急劇的化學反應所放出的熱量加熱生成的產(chǎn)物,而使壓力上升比正常燃燒要快得多,所以爆炸是一種壓力急劇上升的燃燒過程,它與正常燃燒的區(qū)別就是伴隨著壓力的上升。
1.1爆炸條件
對于可燃性粉塵,在空氣中的濃度很低或很高時,一般是不會發(fā)生爆炸的。既然爆炸是一種特殊燃燒,那么爆炸過程中氧是的,因為只有充足的氧才有可能發(fā)生連續(xù)的燃燒。但是可燃粉塵要發(fā)生爆炸只有粉塵濃度和氧是不夠的,還需要有足夠的點燃能,只有這三個條件同時具備才有可能發(fā)生爆炸。這三個條件并不是孤立的,它們是互相聯(lián)系的。
1.1.1可燃物濃度
對可燃性粉塵而言,它們的爆炸濃度都有一個上限濃度和下限濃度,即爆炸濃度范圍。可燃物爆炸的濃度范圍與很多因素有關,它一般不是定值,即與煤質(zhì)、初溫、初壓等因素有關。這里可以把煤粉的爆炸當成可燃性粉塵的爆炸來進行研究,嚴格說來,它不僅只是粉塵的爆炸,確切地說是 可燃性混合物的爆炸。在煤的磨制過程中,煤中的高揮發(fā)性混合物(CH4、H2等)的析出(析出的多少,因煤質(zhì)而異,Vdaf愈高,析出的就愈高),同時制粉過程中有一定的溫度,煤中的水分、碳和氧會發(fā)生一系列化學反應。
C+H2O=CO↑+H2↑+熱量
2C+O2=CO↑+熱量
煤粉中可燃性氣體含量的多少,對煤粉的爆炸濃度影響很大。
溫度越高,煤粉進行放熱反應速度越快。由于煤具有一定的隔熱性,熱量的散發(fā)可能小于放熱,這樣溫度升高,又進一步促進反應,有可能達到自燃的溫度。
制粉系統(tǒng)中的氧來源于多方面,如干燥劑、還有系統(tǒng)的漏風,輸送煤粉的一次或三次風均會有一定量的氧氣。如果煤粉混合物中氧的含量不足,即使有很強的點燃能,且可燃質(zhì)的濃度處于最加爆炸點,也不可能發(fā)生爆炸。
煤質(zhì)對爆炸的影響
制粉系統(tǒng)的爆炸與煤質(zhì)的關系很大,特別是煤的揮發(fā)分的高低對制粉系統(tǒng)的爆炸起著決定性的作用。煤的揮發(fā)分越高,制粉過程中可燃性氣體析出的越多。煤質(zhì)中Vdaf含量不僅能改變煤粉的爆炸特性(改變爆炸壓力和爆炸強度),而且能使煤粉粉塵的爆炸下限明顯下降,爆炸的范圍加寬,即越容易爆,同時它所需要的最地、最小點燃能下降。這些充分說明了煙煤、褐煤比貧煤、無煙煤易爆的原因。
煤中碳元素的著火點很高,而揮發(fā)分氣體的著火點很低,即煤中的揮發(fā)分越高,著火也就越容 易,由于高揮發(fā)分的煤具有易燃的特性,所以它往往是引起爆炸的點火源。
煤中的水分與外界因素關系很大,所以一般不能準確地說多大的水分就易廠來看,對易爆煤,煤的水分大,流動的粘度就大,這就容易積煤或積粉。當然,積粉現(xiàn)象對于高揮發(fā)煤是產(chǎn)生爆炸的危險信號。
煤本身為多孔物質(zhì),不僅有隔熱性,且分子內(nèi)有不飽和鍵,這樣釋放熱量不易排出,熱量積聚
必然提高煤粉溫度,正是由于溫度的上升又加快了放熱反應的進行,同時也加快了可燃性氣體的析出,當溫度達到足以點燃可燃揮發(fā)時,這樣就形成了爆炸的點燃源。
我們知道對一于揮發(fā)分Vdaf>19%的煤質(zhì),煤粉可形成易爆的氣粉混合物,即制粉系統(tǒng)中有潛在的爆炸隱患,這就要求我們根據(jù)煤質(zhì)特性,結(jié)合鍋爐爐膛結(jié)構及電廠檢修運行等因素,確定出科學的制粉系統(tǒng),以達到磨煤機制粉系統(tǒng)與鍋爐設計的匹配,保證機組的安全、經(jīng)濟運行。
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