煤磨收尘器着火爆炸原因和预防改造措施探析

煤磨收尘器着火爆炸原因和预防改造措施探析

柏哲

陕西富平生态水泥有限公司陕西711709

摘要：水泥厂煤粉制备所用的煤磨机和收尘系统，因为含有大量细度高、挥发分高的高浓度煤粉，具有一定的燃烧和爆炸危险，如若管理不当或者系统存在缺陷，极易发生燃烧甚至爆炸事故。本文从我公司两次煤磨收尘着火爆燃事故的发生，分析了煤磨收尘着火爆燃的原因，并提出了改进措施。改造后三年的运行证明了改进的效果，对其他煤粉制备收尘器管控具有一定的借鉴价值。

关键字：煤磨收尘、自燃、爆炸、改进、管理

我公司2×5000吨熟料生产线，配置两台北京电力的ZGM113G型中速辊式磨煤机，分别给两条窑生产煤粉，煤磨收尘使用合肥丰德科技有限公司的脉冲布袋收尘器，型号为FDPM128-2×10。烘干热源来自窑尾废气，取风点在高温风机之后，煤磨设计粉磨能力为40t/h，出磨煤粉水分≤1.0%。出磨废气通过脉冲袋式收尘器处理后排入大气，煤粉由正反转螺旋输送机分别送入窑头煤粉仓和窑尾煤粉仓（如下图）。该收尘器在2014年投产使用的前两年里先后发生了两次着火燃爆事故。

一、事故经过

1、2015年5月11日2#煤磨收尘在停机检修的第四天发生燃爆，造成收尘袋大部分烧毁，部分滤袋龙骨变形，防爆阀冲开，所幸现场没人未造成人身伤害。但导致回转窑晚开三天。

2、2016年3月2日，2#煤磨在运行中，现场突然发现煤磨尾排风机出口冒煤粉，紧急通知中控停机后检查发现3室着火，立即喷入CO2气体。随后在确认安全后打开收尘器上部盖板灭火并处置积料，导致断煤停窑一天。

二、原来的防爆防燃措施

1.收尘器本体结构的特殊设计

为防止内部构件煤粉的积灰，所有粱、分离板等均设置了防尘板，而防尘板的角度均为70°以上，灰斗的溜角大于70°，同时为防止两斗壁间夹角（谷角）太小而积灰，两相邻侧板焊上溜料板，加大谷角,消除煤粉的沉积，另外考虑到由于操作不正常和煤粉湿度大时出现灰斗结露堵塞，在对收尘器壳体进行保温的同时也要对收尘器灰斗进行保温。

2.收尘器滤袋采用防静电滤料

在袋收尘器内部，由于约650g/Nm3以上的高浓度煤粉随空气流动，粉尘与滤布的冲击摩擦等都能产生静电。静电的积累会产生火花从而引起燃烧。对于高煤粉浓度的空气清灰，滤袋更需要防静电，同时收尘器壳体要接地，接地电阻小于4Ω。

3.采用防爆安全门

在爆前安全门可自动打开并进行压力释放，释放压力的大小可以调节，压力释放后可以自动恢复原状，保持原来密封效果。

4.加强设备的密封,减少漏风

由于收尘系统是负压操作，设备的密封性能直接影响系统内部的含氧量，含氧量过高对爆炸粉尘来说是事故的隐患，安装制作过程中要求设备漏风率控制在<5％以内。

5、装有管网式CO2灭火系统

该灭火系统分四路管道分别通往煤磨机、煤磨收尘器、窑头煤粉仓、窑尾煤粉仓。煤磨收尘器上有四处温度检测点接入火灾控制器。当采用自动控制方式时，相应的温度检测达到设定值可以自动触发信号打开对应CO2钢瓶和管路电磁阀，使CO2气体喷入对应区域灭火。

三、事故原因分析

第一次事故：煤磨在停机前未将收尘器内煤粉完全排空，有部分煤粉附着在收尘器内，长时间停机煤粉发生了自燃引起燃爆。而且因为当时检修电路停电导致CO气体分析仪等监控停运，未能检测到收尘内的煤粉变化情况。CO2自动灭火系统停电又未能及时灭火致使损失扩大。

第二次事故：收尘器3仓密封不严，在负压的作用下雨水进入收尘内部导致煤粉沾结在料斗中上部直至将料斗中上部完全堵死。而分格轮下料器一直运行正常，收尘下料斗温度一直很低未引起操作员注意。CO2自动灭火系统被人打到了手打状态使其不能自动工作。

两次事故都是由于煤粉堆积自燃引起。自燃是指可燃物由于缓慢氧化而引起的自发燃烧。煤在氧化过程中不仅产生热量，还会产生更易燃烧的CO，煤在缓慢氧化过程中产生的热量如果不能散去，将会导致温度逐渐升高而加速氧化，当达到煤粉或CO的着火点就会发生着火或爆炸事故。

四、采取措施

（一）进行相关改造

1、增加袋收尘进出口阀门，在煤磨和收尘器停机后关闭阀门，阻止新鲜空气进入。

2、在收尘器各灰斗处增加温度检测点，并将其接入中控方便监控，设置报警值，当达到报警值后报警提示操作员发现异常。

3、在各灰斗处安装振打电机，定期循环振打，防止灰斗长期积料引起自燃。

4、DCS做程序对比各灰斗温度，当温度差超过一定值时，报警提醒人员关注处理，解决蓬料而引起自燃的情况。

（二）加强管理

1、任何情况下，入磨风温均控制在240℃以下，一般控制在200℃左右操作。

2、通过改变风量、冷风阀门、热风阀门开度、喂料量等，调节磨机出口气体温度，通常使磨机出口气体温度保持在50～60℃。

3、袋收尘器灰斗温度超过65℃报警，超过70℃停车。因灰斗温度超限系统停车后，立即关闭收尘器进出口阀门，向灰斗喷入CO2气体。

4、当煤粉仓内温度超高时，立即关仓闸阀，尽可能减少仓内煤粉与空气接触的机会，间隔向仓内喷入CO2气体。

5、每天检查CO气体分析仪工作状态，确保其正常工作，每月进行校验，保证其数据准确。DCS做了CO超标报警，当CO浓度超过1000PPM时系统报警，提示操作员通知现场采取措施，以防止发生燃烧或爆炸危险。

6、定期检查CO2灭火装置，要求其在自动状态工作，以便发生隐患或火灾时能及时自动动作，避免或降低损失。

7、不允许CO气体分析仪和CO2灭火系统停用或断电，特别是在停窑期间。

8、每次停窑尽量将煤粉用完，超过三天的停窑必须将煤粉用完，将收尘器内煤粉放完。

五、改进效果

当我们采取以上改造措施和加强管理后，在以后的三年运行中，煤磨收尘系统从未再发生燃烧和爆炸事故。以此证明我们的改造效果明显。

六、结语

水泥企业煤粉的防燃、防爆是一项系统工程。从设施的完好程度和设备管理、操作规程等规章制度的严格制定，到精细化的操作，都须完善并严格按章办事。对于取风点在窑尾的煤磨系统，预防的重点应在于防止煤粉堆积，其次是降低除尘器的漏风量，以免增加进入收尘器的含氧量。只有这样，煤磨系统及煤磨除尘器才能长期安全、稳定、高效地运行。

参考文献：

[1]张俊彦.从一次事故浅议煤磨袋收尘器防爆问题.建筑建材装饰，2013（1）

[2]梁红灿,李铭.煤磨袋收尘器的防燃防爆浅析。水泥，2000（12）