煤粉制備系統(tǒng)是水泥廠事故的多發(fā)點(diǎn), 也是各水泥廠安全防范措施要求**的車間。降低、預(yù)防煤粉壓球機(jī)制備上產(chǎn)線事故的發(fā)生, 首先必須在設(shè)計(jì)上給予充分的考慮。從煤粉制備車間設(shè)計(jì)方面的安全防護(hù)出發(fā)。
一、事故發(fā)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(wú)煙煤的下限為45g/ m3, 上限為2 000g/ m3。煤粉制備系統(tǒng)中氣體含塵濃度為500 ～1 000g/ m3, 在易燃易爆范圍內(nèi)。
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(xì), 越容易自燃和爆炸。在煤粉壓球機(jī)生產(chǎn)過(guò)程中, 除塵器及除塵器以前管道內(nèi)積聚的煤粉粒徑在10μm 以下的達(dá)到80 % 以上, 正處于燃爆范圍。
3 ) 煤的揮發(fā)分< 10 % , 爆炸危險(xiǎn)性小; 揮發(fā)分> 20 % , 爆炸危險(xiǎn)性大。揮發(fā)分愈高, 爆炸危險(xiǎn)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(fā)生燃燒。一般要求煤磨入口熱風(fēng)溫度≤300 ℃。為避免結(jié)露, 出口氣體溫度高于露點(diǎn)30 ～50 ℃。
二、防范措施：
1、避免事故發(fā)生的措施；
（1）合理的工藝布置；
系統(tǒng)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(tǒng)中的積聚, 減少自燃的發(fā)生是完全可以做到的。因此,在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過(guò)程中管道的布置以及料倉(cāng)的角度都必須達(dá)到一定的要求。一般情況下, 系統(tǒng)風(fēng)管與水平的夾角應(yīng)在55 °以上, 料倉(cāng)錐角及下料管的水平夾角應(yīng)在50 °以上。此要求在新建水泥廠的設(shè)計(jì)中是完全可以達(dá)到的, 但是在水泥廠的改造項(xiàng)目中, 由于受原有設(shè)備、廠房的限制, 系統(tǒng)風(fēng)管的角度達(dá)不到以上要求時(shí), 應(yīng)考慮增加管道風(fēng)速的方法, 避免煤粉在管道中的積聚。如果是水平管道, 風(fēng)速**在17 ～18m/ s 。
（2）烘干熱風(fēng)的選擇；
當(dāng)利用窯尾廢氣作烘干介質(zhì)時(shí), 氣體中的氧含量較低, 有抑制燃燒的作用, 對(duì)系統(tǒng)的防燃防爆要求低, 是設(shè)計(jì)中應(yīng)優(yōu)先采用的方案。但是熱風(fēng)取風(fēng)點(diǎn)的位置對(duì)煤粉的質(zhì)量有一定的影響。如果煤磨為管磨,需要的熱風(fēng)量較少, 入磨熱風(fēng)溫度相對(duì)要高一些( ≤300 ℃) , 這時(shí)熱風(fēng)宜在C1 出口管道上抽取。由于這時(shí)氣體含塵濃度較高, 如果熱風(fēng)不經(jīng)收塵直接作為煤磨的烘干熱源, 煤粉中會(huì)含有3 % 左右的生料粉,對(duì)煤粉的燃燒不利。如果用此時(shí)的煤粉來(lái)計(jì)算燒成系統(tǒng)的熱耗, 則會(huì)比實(shí)際的熱耗要高。因此, 應(yīng)在至煤磨的熱風(fēng)管道上加一旋風(fēng)除塵器, 使用凈化后的熱風(fēng)作為烘干熱源就不會(huì)對(duì)煤粉質(zhì)量產(chǎn)生較大影響。如果煤磨為立磨, 需要的熱風(fēng)量較大, 入磨熱風(fēng)溫度相對(duì)要低一些( ≤220 ℃) , 這時(shí)熱風(fēng)宜在增濕塔( 冷卻器) 出口管道上抽取, 此時(shí)氣體含塵濃度較低,再用旋風(fēng)除塵器凈化含塵濃度會(huì)更低, 對(duì)煤粉質(zhì)量的影響更小。
當(dāng)利用窯頭冷卻機(jī)或熱風(fēng)爐的熱風(fēng)作為烘干介質(zhì)時(shí), 雖然含塵濃度不高, 但氣體中的氧含量高達(dá)21 % , 對(duì)系統(tǒng)的防燃防爆要求高。在這種情況下, 熱風(fēng)取風(fēng)點(diǎn)距煤磨較近, 直接用風(fēng), 會(huì)有明火顆粒被帶入磨內(nèi), 造成事故。此時(shí)在進(jìn)煤磨的管道上應(yīng)加一個(gè)收塵效率要求不高但阻力較小的旋風(fēng)除塵器, 其作用主要是為了降低明火顆粒被帶入磨機(jī)的可能性。
控制入磨熱風(fēng)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(huì)因系統(tǒng)、燃料水分和燃料品種的不同而變化。設(shè)計(jì)者應(yīng)根據(jù)具體工藝系統(tǒng)及燃料情況給水泥廠提供參考數(shù)據(jù), 便于水泥廠制定安全操作規(guī)程。
（3）冷風(fēng)閥門的控制；
不管采用何處的熱風(fēng), 都應(yīng)在磨機(jī)入口前加一冷風(fēng)閥, 以便在供風(fēng)熱源溫度超過(guò)入磨熱風(fēng)溫度要求時(shí)及時(shí)調(diào)節(jié), 避免事故的發(fā)生。冷風(fēng)閥應(yīng)盡量靠近磨機(jī)入口, 應(yīng)安裝在熱風(fēng)調(diào)節(jié)閥之后, 這樣可以及時(shí)**地調(diào)節(jié)磨機(jī)入口溫度。對(duì)于冷風(fēng)閥門的控制, 僅僅能在中控操作是不夠的, 應(yīng)該加一閉環(huán)控制回路,在系統(tǒng)溫度達(dá)到煤粉燃燒溫度時(shí), 自動(dòng)關(guān)閉冷風(fēng)閥,這樣就不會(huì)產(chǎn)生誤操作。
三、事故發(fā)生時(shí)減少人身?yè)p傷和設(shè)備損壞的措施：
1）防爆閥的布置；
一般煤粉壓球機(jī)生產(chǎn)線設(shè)備本身都設(shè)有防爆閥,在設(shè)計(jì)上應(yīng)重點(diǎn)考慮無(wú)防爆裝置的設(shè)備及系統(tǒng)管道。一般情況下, 按系統(tǒng)的體積來(lái)決定防爆閥的面積, 通常以0 . 1m2/ m3來(lái)考慮。另外, 防爆閥的泄壓口盡量對(duì)著比較空曠的空間, 不要對(duì)著設(shè)備和可能有人活動(dòng)的場(chǎng)所。
2）滅火設(shè)備的設(shè)置；
除了在煤磨車間控制室內(nèi)要求有常規(guī)滅火裝置外, 還應(yīng)在煤粉倉(cāng)、原煤倉(cāng)頂所在的平面配備一定量的氮?dú)夤? 防止煤粉倉(cāng)內(nèi)煤粉的自燃, 倉(cāng)內(nèi)煤粉長(zhǎng)時(shí)間不用時(shí), 建議放空。
3）容易被忽略的其他方面；
隨著新技術(shù)新裝備的應(yīng)用, 煤粉制備系統(tǒng)流程越來(lái)越簡(jiǎn)單, 廠房面積也越來(lái)越小, 作為安全通道的樓梯設(shè)計(jì)往往不被重視。另外, 煤磨車間控制室的門一定要向內(nèi)開, 以避免人在慌張時(shí)進(jìn)不了門的情況發(fā)生。
四、以上所述做出相應(yīng)總結(jié)：
由于該車間的特殊性, 所以在工藝和設(shè)備設(shè)計(jì)上始終要貫穿安全**的指導(dǎo)思想, 在保證技術(shù)指標(biāo)先進(jìn)的同時(shí), 也要求做到安全措施的可靠。這樣才能做到穩(wěn)中求發(fā)展，避免了不少的產(chǎn)量成本損失。
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