煤粉自燃、爆炸知识与预防

一、煤的自燃煤的化学组成煤的化学组成很复杂，但归纳起来可分为有机质和无机质两大类，以有机质为主体。煤中的有机质主要由碳、氢、氧、氮和有机硫等五种元素组成。其中，碳、氢、氧占有机质的95%以上。此外，还有极少量的磷和其他元素。煤中的无机质主要是水分和矿物质，它们的存在降低了煤的质量和利用价值，其中绝大多数是煤中的有害成分。另外，还有一些稀有、分散和放射性元素，例如，锗、镓、钒、钛、铀……煤的工业分析煤的工业分析包括对水分、灰分、挥发分的测定和固定碳的计算四项内容。1.水分指单位重量的煤中水的含量。煤中的水分有外在水分、内在水分和结晶水三种存在状态。一般以煤的内在水分作为评定煤质的指标。水分对煤的加工利用是有害物质。在煤的贮存过程中，它能加速风化、破裂，甚至自燃。2.灰分是指煤在规定条件下完全燃烧后剩下的固体残渣。它是煤中的矿物质经过氧化、分解而来。3.挥发分指煤中的有机物质受热分解产生的可燃性气体。它是对煤进行分类的主要指标。4.固定碳测定煤的挥发分时，剩下的不挥发物称为焦渣。焦渣减去灰分称为固定碳。它是煤中不挥发的固体可燃物原煤自燃的影响因素。1、化学成份的影响。①煤中含有硫份，硫在一定温度下化学性质发生变化，生成氧化硫，氧化硫遇水生成稀硫酸，其反应过程为放热过程，提高了煤堆中的温度。②煤中挥发份的主要成分是低分子烃类，如甲烷、乙烯、丙烯、—氧化碳、二氧化碳、硫化氢等。煤的挥发份大大地降低了煤体自燃的火源温度。根据观察和统计表明，挥发分较高的煤，即使是同样条件下的露天存贮，发生自燃的机率也要比挥发分较低的煤大一倍。挥发分含量越高,自燃倾向性越强,而且自燃时间也会相应缩短。原煤自燃的影响因素。3、水份影响煤堆中一定量的水份促使煤中的各种反应的进行，如硫份的酸化，产生的热量又加快了氧化反应过程，加剧了煤的自燃。4、气温气压的影响煤堆的自燃经常发生在秋后大气温度下降时，此季节大气密度比煤堆的空气密度大，因此，渗入煤堆的空气量增大，导致自燃加剧。一般来说，大气温度降低，密度变大，渗入煤堆内的新鲜空气量增加，煤堆的自燃加快，反之亦然。原煤自燃的影响因素。4、氧气的影响◆煤堆暴露于空气中，在各种光、热、雨水等自然力的作用下，煤炭表面与大气中的氧气接触后发生氧化分解与碎裂，并放出热量，同时形成新的表面，新表面又再次氧化，如此反复循环，导致煤堆温度不断上升，逐渐达到自燃的温度。◆煤的块度越大,煤块之间的间隙越大,其供氧条件越好。◆煤从氧化发展到自燃有一个过程,氧化时间达到自燃发火期才能自燃。煤堆自燃分布规律冷却层:煤堆的表层,约0.5～1.5m厚,该层煤较松散,与空气接触充分,虽发生氧化反应,但散热条件好,所以不会发生自燃。氧化层:该层位于冷却层以下,厚度在1～4m左右,具备煤自燃的所有条件,达到自燃发火期即会自燃。窒息层:该层位于氧化层以下,煤层相对压实,供氧不充分,且含水率较高,氧化程度较低,不易发生自燃。防止煤堆自燃的措施防止煤堆自燃现象的主要途径是隔绝空气、水份与煤碳的接触，防止温度或水份过度积聚，并采取测温、喷水降温等预防措施。★堆煤方位应尽量避开阳光的直接照射。★煤堆的场地以水泥地面最为理想，地面不宜铺垫空隙度较大的炉渣等物，以防空气由此进入煤堆而增加自燃的危险。★尽量在较低的温度下贮存煤炭，避开中午烈日下进行堆煤，以减少热量的携带。★煤堆形状以屋脊式为佳，以减少阳光照射及雨水渗入。堆煤角度控制在40～45°，顶部平齐。★煤堆的存放时间不宜过长，尽量不要超过煤的自燃发火期一般为二至三个月。★煤堆旁应布置足够的水喷淋装置，以便煤堆自燃或表面温度异常上升时降温。应该强调，采用水喷淋降温是防止煤堆自燃的下策，如果喷水量不足，可能起到适得其反的作用。堆煤自燃应急处置措施。1）当局部或表层(深度不超过1m)煤层发生自燃时，用水喷淋降温扑灭。2）煤堆较深部位的煤层自燃，用淋水处理后又死灰复燃时，可用镀锌管直接插入煤层深部，连接水源灌注，以达到降温抑制煤氧化自燃目的，同时把发生自燃部位的外表层扒掉,露出氧化自燃层来散热冷却，或经常倒堆破坏氧化层以延缓或阻止自燃。3）自燃隐患区域较大，用淋、注无法消患时，要用输煤机械进行翻堆处理，并配合喷淋降温。4）尽快组织安排将发生过自燃隐患并确认已被扑灭的煤上仓。5）若煤堆由于贮存时间太长，而产生更大面积的自燃时，要果断采用隔离处理措施，即用装载机把“患区”断开一道4~5m宽的“壕沟”，防止自燃的蔓延，并采取前述方法进行扑灭，然后安排“患区”的煤优先取用上仓，同时做好翻堆处理。二、煤粉爆炸爆炸定义爆炸定义煤粉的爆炸极限煤粉的爆炸极限烟煤：爆炸下限浓度：110~335g/m3，爆炸上限浓度：1500g/m3。（我厂使用）无烟煤：爆炸下限浓度：45~55g/m3，爆炸上限浓度：1500~2000g/m3。煤粉爆炸的条件煤粉为可燃粉尘，乙类火灾危险品，具燃爆性，着火点在300℃～500℃之间，高温表面堆积粉尘（5mm厚）的引燃温度：225℃～285℃，云状粉尘的引燃温度580℃～610℃。发生煤粉爆炸的条件有以下几点：1、有一定的粉尘浓度。2、要有一定的氧含量。3、要有足够的点火源。4、粉尘必须处于悬浮状态，即粉尘云状态。这样可以增加气固接触面积，加快反应速度。煤粉特性影响煤粉爆炸的因素车间内煤尘爆炸的重点区域煤粉爆炸的后果煤粉爆炸的后果人员伤亡设备损坏引发大面积火灾建筑物倒塌降低现场煤粉浓度的有效防范措施：在生产过程中必须打开除尘设备，并定期进行维护保养。除尘设备在降低空气中煤尘浓度的同时也保证了岗位人员的身体健康！！！输煤系统常见的爆炸部位煤场，是主要的原煤堆积区域，同时也是煤粉聚集的位置，煤场处于封闭状态，在氧气合适情况下，引爆的火源主要是配电箱电气打火、动火作业、转动机械高温以及煤堆自燃。输煤系统常见的爆炸部位电振给料机，煤有此处落入到皮带中，同时也是粉尘产生的重点部位。随着煤的下落，煤粉逐渐聚集。并且，皮带底部是较为密闭的空间，空气得不到很好的流通，造成煤粉无法扩散。周围的配电柜打火、振打电机高温或检修动火作业、吸烟等明火产生极易引发爆炸。输煤系统常见的爆炸部位破碎机，是大颗粒煤的细分设备。在破碎机锤头高速冲撞下，将大煤块进行细化，达到入炉燃烧的要求，提高燃煤经济性，但，同时也是煤尘产生的最重要的部位。大量煤尘产生在破碎间内，造成了可燃可爆煤粉浓度的迅速升高，当遇到明火时极易发生爆炸。输煤系统常见的爆炸部位皮带通廊厂房内各系统常见的爆炸部位锅炉厂房内厂房内的明火（高温管道或设备）为爆炸提供了火源，空气中含有充裕的氧气，最后在设备、栏杆甚至地面墙角等细微之处的煤尘堆积都将是致命的隐患燃烧三要素：燃烧和爆炸本质都是可燃物质在空气中的氧化反应。区别在于氧化速度不同。可燃物、助燃物（氧化剂）和点火源是燃烧和爆炸的三个基本条件。禁止因素可控因素必要因素