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对当时煤粉仓安全疑问的观点

  喷煤体系中间贮仓制制粉体系的煤粉仓,通常都存有供高炉运转时燃用的煤粉,其量以数百吨计。尽管近年来因为广泛选用中速磨和双进双出磨,新建煤粉仓数量有所降低,但就全国而言储存在粉仓中的煤粉数量还是相当可观的。尽人皆知,煤粉是一种可燃粉尘,其爆破下限值为35~45g/m3,最大爆破压力可达0.31 MPa。煤粉仓内煤粉着火或爆破事端对人身及设备的安全要挟包含三个方面:①煤粉着火,仓温添加,粉仓构造强度降低。钢板煤粉仓因钢材在300~400℃以上时,强度急骤降低;预应力钢筋混凝土煤粉仓,其耐火极限也只需50 min。可见经常性的煤粉自燃必定构成对煤粉仓安全的要挟;②煤粉自燃发作的CO、CO2从粉仓或相通管道向外分散,使人窒息或致次生火灾;③煤粉爆破构成的冲击波也许致使一系列灾祸,除非粉仓构造能承受此种冲击或粉仓防爆门起到了防爆效果,否则墙倒、顶掀,发作火灾等次生灾祸简直不可避免。

  现提出如下观点:

  1 致使煤粉仓内煤粉着火、爆破的条件

   可燃物质、氧或氧化剂、点火源是发作焚烧的三要素;高速、放热化学反应并发作很多气体是化学爆破的三要素。煤粉焚烧与煤粉爆破的差异在于反应速度(1kg TNT的发热量为1 000kcal,仅为原煤发热量的1/4~1/5,就因其反应时间仅1/105 s,所以其破坏力极大)。在密闭容器内,只需参加焚烧的煤粉量足够多、反应速度足够快,煤粉焚烧能够转变为煤粉爆破。从安全技术角度讲,避免煤粉着火与爆破的办法紧密相联。

   现就上述焚烧、化学爆破三要素剖析粉仓煤粉着火、爆破致使事端的条件。

  1.1 氧化剂与可燃物

   热风枯燥制粉体系中,风粉混合物的浓度改变在0~1 000g/m3,可见制粉体系及煤粉仓在大多数状况下其浓度处在发作爆破的下限以上。但操控风粉混合物浓度以避免爆破,与制粉技术自身的需求有必定对立。

  1.2 点火源

   断定最小点着能量可为断定防护办法的规划供给依据,通常以为风粉混合物的最小点着能量为点着可燃气的100~1 000倍。经历证实,制粉体系与煤粉仓着火与爆破的首要点火源是积粉自燃,动火不当时发作或留下的火种、静电引起火花有时也构成点火源。 可见致使煤粉着火的初始能量并不大。为此在规划、施工、运转方面拟定了一系列办法,以消除点火源。

  1.3 构造强度

   密闭容器(煤粉仓)内可燃物爆破构成的压力大于构造强度,或许防爆设备(安全阀、防爆门)的泄压才能不能操控其内压,使煤粉仓构造超载损坏,即形成煤粉仓爆破。

  2 对“煤粉仓防爆办法”的讨论

  2.1 原水电部出产、基建两司联合发的(83)生安监字112号 文 《关于煤粉仓及制粉体系防爆办法》已编入电力部颁布的《关于避免电力出产重大事端的要点请求》。其间关于火电厂煤粉仓的规划与施工方面,请求做到紧密、内壁平坦光滑、无积粉死角,壁面倾角不小于60°,壁面交线与水平线的交线不小于65°,壁面交角做成圆弧形,以及粉仓保温防内壁结露等,都是避免粉仓积粉的办法,均已写入《火力发电厂规划技术规程》。而定时降粉、给粉机定时切换制,修理空仓、大修清仓检查都是机组运转后避免积粉自燃的有用办法。此外添加粉仓温度测点用以监督区分粉仓存粉自燃状况也是主要的反措。所有这些内容已列入《电力设备典型消防规程》。

   2000年9月发布的《避免电力出产重大事端的二十五项要点请求》再一次列出有关请求,需求全部执行。

  2.2 原联合发文所提反措中较难执行的疑问是关于进步粉仓的抗爆才能的疑问。包含粉仓抗爆才能应该有多大,怎么承认,不能满意者怎么加固等疑问。从一系列事端的剖析可知,因为存在以下状况,使该项办法难以执行。

  2.2.1 某些预制顶板的抗爆才能只及粉仓防爆门规划动作值的1/5~1/2,致使形成防爆门未破,顶板已被掀,足见粉仓抗爆才能缺乏,需求加固。

  2.2.2 原反措提出的暂用10 kPa, 即用规划防爆门动作压力作为粉仓规划压力,其值已显着偏低。理由是:①原苏联《粉状燃料加工设备和焚烧设备的防爆规程》规则,粉仓防爆门面积按每m3粉仓容积配置0.002 5 m2以上面积时,粉仓核算内压为147 kPa表压;②美国国家防火协会NFPA 85F《粉状燃料体系的设备和操作规范》规则,规划压力应能承受344 kPa表压的爆破压力;③在《火力发电厂煤粉制备体系规划和核算方法》中提出了制粉体系部件的核算内压应为150~350 kPa的请求。

   按上述规则,对100~350 MW机组而言,相当于要规划、制作一台容积达400~600 m3,耐压1.5~3.5表压的多面体压力容器。但至今未见按此请求提出的粉仓构造规划,估量规划、施工均有必定难度。

  2.2.3 现有粉仓的抗爆才能终究有多少,是不是符合上述请求,其防爆门能否防爆,怎么承认。

  2.2.4 在粉仓部分爆燃的状况下,限于防爆门的布置条件,防爆门难以维护煤粉仓免遭损坏。

  3 当时要特别强调的煤粉仓防爆办法是慵懒化

   综上所述可见:当时煤粉仓避免着火、爆破的反措中:①风粉混合物浓度是无法操控在安全范围内的。②一些钢厂、电 厂消除点火源的办法不全部、完全,特别是调解机组要空仓等避免积粉自燃的办法,难以完成。这是因为调解机组及事端停用机组,在停炉前能否将粉仓烧空,粉仓内煤粉将储存多久,都难以 估计、决议计划;粉仓温度监督外表在煤粉自燃时是不是都能有所反应,发现了自燃又怎么处置,都需求思考。经历标明,粉仓煤粉爆破多发作在体系起动时,此刻下落的煤粉溅起原存的煤粉,变成可爆粉雾,若其间有自燃的煤粉,下粉时也许的成果一是自燃的煤粉被压灭,平安无事;二是发作爆破。③粉仓的抗爆才能心中无数。

   笔者以为,为避免也许呈现的煤粉仓爆破事端,当时有必要加强粉仓慵懒化办法的执行。要操控体系在反常状况下,体系 中氧及氧化剂的数量,即操控前述三要素中的助燃、起爆条件。依据及要点是:

  3.1 原苏联《粉状燃料加工设备和焚烧设备的防爆规程》1.6条规则:在制粉体系中,慵懒气体或水蒸汽的存在靠混合物中氧气容积比的降低,将削减混合物爆破的危险性,在各种工况(起动、中止、断煤和其它状况)下,制粉体系中氧的容积比例小于16%时,不会发作煤粉爆破。

  3.2 美国国家防火协会NFPA 85F《粉状燃料体系的设备和操作规范》也有相似规则,其间3.5.1条 规则当 磨煤机毛病跳闸时应通慵懒介质,并保存慵懒介质,直到温度降低到66℃或燃料卸空;3.5.2条规则,粉仓发现着火应立即阻隔,并通慵懒介质。尽管水蒸汽、二氧化碳、氮都是可用的慵懒气体,但其间以氮气最好,不会致使煤粉遇潮结块。

  3.3 选用炉烟枯燥的制粉体系较少发作煤粉爆破。

  3.4 有必要完成粉仓、制粉体系慵懒化的办法。理论核算标明,对一密闭容器要使其含氧量从21%降低到16%,所需的充氮量为0.238 V(V为容器体积),对粉仓而言,其数值达100 m3以上。要完成体系慵懒化,需做到:

  3.4.1 要配置与煤粉仓和制粉体系充氮管接头、充氮体系,该体系一头与氮气瓶相联,应有减压设备和阻隔阀门,其充氮量应能操控或检查;

  3.4.2 体系充氮后其氧含量是不是在16%以下,需求进行检查;

  3.4.3 该体系(含粉仓)的操作规程,以及修理需求有人进入体系(含粉仓)内,需进行置换,避免人员窒息的安全工作准则也要清晰;

  3.4.4 体系有必要相对紧密,避免氮气泄漏形成意外。

   关于当时煤粉仓存在的安全疑问,主张:

   (1) 当时要将充氮办法归入规划、运转办理范畴与反措内容;

   (2) 关于现有粉仓的人孔门、防爆门及构造要按有压容器办理;

   (3) 制定粉仓着火处理预案,并经过反事端演习、宣传加以遵循。