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　　● 煤粉制備工藝簡介及著火邊界條件分析

　　目前在煤粉制備生產工藝中，讓很多企業頭疼的一件事情即----煤粉火災，更為嚴重的是有可能引起爆炸,導致人員傷亡等。如何來防止類似事故的發生，是每一個設計人員的當務之急。

　　要防止類似事故的發生，先要需要了解的是煤粉制備設備的工藝流程，從中分析引起火災或爆炸的主要起因。

　　一般來講，煤粉在經原煤倉、定量由料機喂入煤磨系統，在磨機進行烘干與粉磨，煤粉由出磨氣體帶入煤磨動態選粉機，分離出的粗粉返回磨頭再次粉磨，細粉隨氣體進入高濃度煤磨專用袋式除塵器，收集下的煤粉送入帶有荷重傳感器的煤粉倉。

　　從消防燃燒學的角度來講,火災或火災爆炸發生需要滿足以下條件,即可燃物,助燃物,點火源(三個條件稱為火災三要素)。三個條件中破壞任何一個條件,火災事故將不會發生。針對煤粉制備設備工藝,我們依次分析引起爆炸或火災的具體因素。

　　可燃物：煤粉制備工藝中可燃物為煤粉，而由于煤粉為生產工藝中必不可少的原料，顯然不能杜絕或減少。另外一個可燃物即一氧化碳,由于煤粉長期受到高溫和研磨作用，一部分煤粉會熱解產生一氧化碳氣體，當一氧化碳濃度在爆炸極限范圍內時，遇到明火即會燃燒或爆炸。目前市場上常用的方法是采用一氧化碳在線分析儀對工藝環境中的一氧化碳濃度進行檢測，并將信號傳輸至中央控制室。

　　助燃物：即空氣中的大量氧氣，煤粉制備工藝是一種在厭氧環境條件下工作的工藝,所以減少氧氣是一種可取的防火方法，那么如何才能做到呢？目前市場上已經有很成熟的方法----反吹系統采用氮氣氣源，以此來降低工藝環境中氧氣的濃度，并用運氧濃度監測儀來隨時監測工藝環境中氧氣的濃度，將氧氣的濃度控制在可燃氧濃度下限以下。

　　點火源：對于煤粉制備工藝來講，點火源多種多樣：有磨煤機出口處的大量熱氣源，球磨在研磨過程中產生的火花，煤粉在煤粉倉中因積壓陰燃而產生熱氣源以及靜電火花等等。顯然，我們要杜絕以上所有的點火源是不可能的---因為投資太高，我們只能檢測并杜絕其中的一部分點火源。目前常用的是方法是采用溫度傳感器采集溫度數據，并通過控制入口溫度的方法將溫度控制在工藝條件允許的范圍內。

　　● 火災探測及滅火技術詳解

　　嚴格意義上講“消防”應該說是“防消”，因為消防的理念是“以防為主，防消結合”,“消”畢竟是我們無奈的手段，而如何在火災出現前“防”住火災、并將其消滅在萌芽狀態是我們主要探索的方向。

　　火災探測目前市場上有很多種類：如溫度探測、煙氣濃度探測、火焰光學探測、火焰成形探測等等，而針對煤粉制備工藝來講，主要的探測有溫度探測、煙氣濃度探測、氧濃度探測三種，將以上探測數據傳送至中央控制室，達到“以防為主”的目的。下文將詳細分析這幾種煤粉制備設備中用到的探測方法。

　　溫度探測：在傳統的設計中,煤粉制備設備采用的溫度探測設備主要是插桿式溫度探測器，插桿式溫度探測器顯著的優點是可以在惡劣的環境中使用,且探測范圍從0℃～800℃，屬于寬量程探測器，基本滿足設計及使用的要求,但根據本人以前在蘇安公司水泥事業部5年工作期間的一些實際經驗和客戶反饋情況來看，設計部分仍然有很大不足。

　　設計人員在設計時，單純的考慮了選用什么類型的探測器，但如何將探測器于實際的生產工藝相關聯，任然有很多不足之處，我們以煤粉倉溫度測定來分析。

　　很多二氧化碳生產廠家在配套溫度探測裝置時，選用傳統的熱電偶或熱電阻探測器，其長度一般在250cm—400cm之間，一般安裝在倉壁上。也就是說，這類探測器探測到的溫度為倉壁附近溫度。但在實際煤粉制備生產工藝中，倉內著火往往是由倉的中心部位、拐彎部位等煤粉容易長期滯留部位以及容易出現陰燃的部位向外圍擴散，等火源點溫度傳播到倉壁時，火勢已經發展到不可控制的程度。因此我們需要選用“加長型”溫度探測器，這樣才能夠真實的測定著火時火源起點真實的溫度。

　　一氧化碳/氧氣濃度探測：不論是水泥廠還是電廠或者化工廠，一氧化碳（含氧氣濃度分析）分析已經是比較成熟的產品，這里將不再深入談論。

　　二氧化碳設計用量及主要作用：在以往的許多設計中,很多設計單位千篇一律的采用傳統的設計思路進行設計，但卻忽略了三個很重要的因素：

　　一是二氧化碳設備使用環境,由于煤粉制備設備長期處于高溫環境，尤其是磨煤機進口溫度高到250～300℃，實驗測定顯示高溫會嚴重影響滅火藥劑的滅火效率。因此在設計時，一定要加大設計用量；

　　另外一個重要的原因就是在實際的運用中,很多煤粉制備設備與設備之間的連接管路相互連通，在火災條件下二氧化碳噴灑過程中，藥劑往往會有流失，因此在加大設計用量的同時，必須采用隔離設備，防止滅火藥劑流失。

　　第三點也是相當關鍵的一點，很多設計單位包括使用單位都知道二氧化碳滅火效果非常理想，但卻忽略了二氧化碳的另一個重要作用，冷卻降溫和稀釋。下文就二氧化碳冷卻降溫和稀釋做詳細的論述。

　　冷卻降溫：二氧化碳在噴灑時出現“升華”現象，狀態由液態直接轉化為氣態，在此過程中二氧化碳能夠吸收空氣中大量的熱量，因此在煤粉制備設備出現間歇性的溫度超高現象時，開啟若干瓶二氧化碳，能夠起到很好的降溫效果。關于這一點，已經在很多單位的實踐經驗中得到證實。

　　稀釋：上文講述可燃物時提到，一氧化碳是引起粉塵爆炸的很重要原因，但不是所有的一氧化碳都能引起爆炸，根據相關實驗數據表明，空氣中一氧化碳濃度濃度在12.5%～74%才會發生爆炸，因此我們可以利用一氧化碳在線分析儀，測定一氧化碳濃度，一旦其濃度值超過一氧化碳爆炸濃度的下限，立即向保護區內噴灑一定量的二氧化碳，便可以稀釋一氧化碳濃度值，防止爆炸事故的發生。

　　消防系統與一氧化碳分析系統相關聯：任何聯動設備光有“眼睛”還不夠，必須將“眼睛”觀察到的信息反饋到“大腦”----消防主機與中央控制系統，而就目前市場上已投入使用的二氧化碳滅火系統來看，“眼睛”和“大腦”是分隔開的、相互獨立的。很多廠家花錢采購了一氧化碳分析系統及溫度探測系統，但由于二氧化碳滅火設備廠家與一氧化碳分析儀廠家牽扯到很多對接技術緣故，一氧化碳分析系統探測到的信號往往只進入到中控室DCS系統，卻沒有將一氧化碳分析儀報警信號和二氧化碳控制系統相關聯，促成了“有勞無獲”的尷尬局面。

　　可能有人產生懷疑，溫度探測信號怎么不能及時發現火災呢?這里我們需要對溫度探測器和一氧化碳探測器的反應時間做簡單說明，在火災成長階段，煙氣的傳播速度遠大于溫度的傳播速度，因此從理論上講，一氧化碳分析系統的反應時間要比溫度探測器的反應時間快。

　　● 前言

　　水泥行業是建材行業的主體部分，與經濟建設密切相關。煤炭是水泥生產中使用普遍的一種燃料，特別是自1973年世界性的石油危機以來，國際水泥工業的燃料構成發生了進一步變化，許多原來以石油作為水泥工業主要燃料的國家也轉變為以原煤為燃料。中國能源結構表現為多煤、貧油、少氣，因此我國通用硅酸鹽水泥熟料的生產都以煤炭為燃料進行生產。

　　采用預分解窯生產水泥熟料時，通常每生產1噸水泥熟料需要消耗100-110千克的標準煤。為加快煤炭燃燒過程的化學反應速度，達到要求的燃燒溫度，形成生料煅燒成熟料要求的高溫狀態和環境，原煤需要粉磨成細粉。因此，煤粉的細度是保證燃燒速度和穩定燃燒的控制因素之一。

　　在煤粉制備系統中，涉及粉磨、儲存、輸送和除塵設備等，粉磨設備一般采用立式磨或風掃管磨來磨制煤粉。

　　在水泥工廠煤粉制備系統設計時，盡管采取了防燃、防爆、泄爆、抑爆，止爆、防靜電等措施，設置了先進的壓力、溫度、CO濃度檢測和報警裝置，對煤粉制備系統各重點環節進行監測預警，同時設置了C02或N2自動滅火系統，但由于煤粉容易燃燒、爆炸的特性，其制備、輸送、儲存和使用過程中易出現自燃或爆炸事故，以及煤粉制備過程中誤操作存在誘發事故的因素，使得煤粉制備系統成為水泥工廠發生安全生產事故頻率較高的環節。