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北京消防|煤粉系統(tǒng)自燃爆炸原因及改進(jìn)措施|消防檢測(cè)|電氣檢測(cè)
發(fā)布日期：2019-02-05 04:15:41
某廠自1994年底投產(chǎn)以來(lái)，煤磨系統(tǒng)分別于1995、1997、1998三年發(fā)生了4次爆炸事故，造成了煤磨系統(tǒng)的設(shè)備損壞，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)，并造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。本文就爆炸原因進(jìn)行分析、并提出防范措施。
1煤磨系統(tǒng)工藝流程及設(shè)備概況
該系統(tǒng)采用?.8m%uD75m+3m的風(fēng)掃磨，設(shè)計(jì)能力16～17t/h，使用PPDC96-6(M)袋式除塵器，?500粗粉分離器。設(shè)有2臺(tái)CO氣體分析儀，分別監(jiān)測(cè)袋除塵器進(jìn)、出口以及窯頭、窯尾煤粉倉(cāng)的CO濃度。袋除塵器及2煤粉倉(cāng)各配有1套CO2自動(dòng)滅火裝置。在粗粉分???器、袋除塵器入口管道、袋除塵器上設(shè)計(jì)安裝了防爆閥。煤磨烘干使用窯尾預(yù)熱器廢氣，正常運(yùn)行時(shí)，系統(tǒng)在氧含量較低(6%～10%)的惰性氣氛下運(yùn)行，而且流程簡(jiǎn)捷。從設(shè)計(jì)總體上來(lái)說(shuō)，應(yīng)該是非常安全的。
2第一次爆炸現(xiàn)象及原因的初步分析
1995年初，正處在生產(chǎn)調(diào)試時(shí)期，發(fā)生了第一次爆炸事故，使系統(tǒng)所有的防爆閥被炸開(kāi)，袋除塵器箱體變形，袋籠也嚴(yán)重變形而全部報(bào)廢，布袋全部被燒，現(xiàn)場(chǎng)大火經(jīng)努力撲救才熄滅。當(dāng)時(shí)認(rèn)為主要原因是運(yùn)行操作時(shí)煤磨的出口氣體溫度過(guò)高所致。由于煤磨的烘干能力差，烘干后煤粉水分高達(dá)3%～4%，嚴(yán)重影響窯的煅燒，甚至使窯頭、窯尾的喂煤秤無(wú)法正常使用。為了提高烘干能力，降低煤粉水分，將煤磨出口氣體溫度由一般水泥廠控制的70℃左右，提高到80～85℃。
這次爆炸同時(shí)暴露了我廠煤磨系統(tǒng)的一些嚴(yán)重問(wèn)題:
1)袋除塵器安裝3個(gè)防爆閥，防爆閥的閥蓋在爆炸的沖擊下打開(kāi)并沖過(guò)了檢修平臺(tái)欄桿，由于袋除塵器的檢修平臺(tái)欄桿的設(shè)計(jì)不合理，爆炸后，閥蓋在重力的作用下回扣時(shí)，卻被檢修平臺(tái)欄桿所阻擋。防爆閥不能重新閉合，使爆炸發(fā)生后，不能及時(shí)、有效地為袋除塵器隔絕空氣，從而加劇了袋除塵器內(nèi)煤粉及布袋的燃燒。見(jiàn)圖2。
2)袋除塵器的CO2滅火裝置沒(méi)能及時(shí)、自動(dòng)啟動(dòng)，延誤了滅火時(shí)機(jī)。當(dāng)現(xiàn)場(chǎng)手動(dòng)開(kāi)啟時(shí)，又由于防爆閥沒(méi)有能及時(shí)重新閉合，滅火效果差。
3)防爆閥數(shù)量少，使爆炸的能量不能得到有效的釋放，袋除塵器設(shè)備受爆炸沖擊力較大而受損嚴(yán)重。
針對(duì)以上情況，作了相應(yīng)的改進(jìn)，加寬了檢修平臺(tái)，調(diào)試好了袋除塵器CO2滅火裝置的自控系統(tǒng)，在磨頭、磨尾的風(fēng)管上增加了2個(gè)防爆閥，并降低運(yùn)行時(shí)煤磨出口氣體溫度至70～75℃。
3對(duì)4次爆炸事故的進(jìn)一步分析
1997、1998年接連發(fā)生了3次爆炸，由于采取上述措施，設(shè)備沒(méi)有大的破壞，只是袋除塵器的布袋被燒，更換布袋后煤磨就又能運(yùn)行了。
通過(guò)對(duì)這4次系統(tǒng)爆炸情況的對(duì)比分析發(fā)現(xiàn):
1)自控系統(tǒng)不能預(yù)防和阻止爆炸的發(fā)生
某廠煤磨的自控系統(tǒng)使用的是ABB公司的集散型自動(dòng)控制系統(tǒng)。就煤磨系統(tǒng)來(lái)說(shuō)，其檢測(cè)點(diǎn)多，反應(yīng)迅速，自動(dòng)化程度高。但煤磨爆炸非常突然，爆炸之前，中控室自控系統(tǒng)所監(jiān)測(cè)到的系統(tǒng)參數(shù)沒(méi)有一點(diǎn)異常，爆炸的瞬間，系統(tǒng)所有的參數(shù)都是無(wú)征兆地突變，爆炸的整個(gè)過(guò)程又非常短促，自控系統(tǒng)根本就來(lái)不及作出及時(shí)的反應(yīng)。所以我廠煤磨的自控系統(tǒng)不能夠預(yù)防和阻止爆炸的發(fā)生。事實(shí)上，我廠的自控系統(tǒng)的掃描周期將近1s，參數(shù)的趨勢(shì)曲線(xiàn)的數(shù)據(jù)為15s一個(gè)平均值，而爆炸的發(fā)生為毫秒級(jí)。因此中控室顯示和記錄的系統(tǒng)參數(shù)的變化及報(bào)警清單中參數(shù)的報(bào)警先后順序，無(wú)法準(zhǔn)確地反映爆炸時(shí)系統(tǒng)的真實(shí)情況，不可能從中分析出爆炸發(fā)生的詳細(xì)過(guò)程。
2)爆炸均發(fā)生在停磨的瞬間
實(shí)際上，在煤磨的運(yùn)轉(zhuǎn)過(guò)程中從未發(fā)生爆炸。4次爆炸都發(fā)生在正常停磨操作過(guò)程中，而且都發(fā)生在煤磨電動(dòng)機(jī)停的一瞬間。
某廠煤磨停磨操作如下:關(guān)閉熱風(fēng)閥，停小高溫風(fēng)機(jī)，同時(shí)打開(kāi)冷風(fēng)閥，用冷風(fēng)掃磨，使出磨氣體溫度由正常運(yùn)行時(shí)的70℃慢慢降到55℃以下，最后停煤磨主電動(dòng)機(jī)組。從止熱風(fēng)、開(kāi)冷風(fēng)到停磨這個(gè)過(guò)程有5～10min。
煤粉發(fā)生爆炸要滿(mǎn)足以下兩個(gè)條件:①煤粉與空氣混合，其濃度要在45～2000g/m3之間，才能形成爆炸性混合物，否則，只能發(fā)生燃燒而不能發(fā)生爆炸；②一旦溫度過(guò)高或有火花才會(huì)引爆。
在停煤磨時(shí)，為了降低系統(tǒng)溫度，加入新鮮的冷空氣，不可避免形成爆炸性混合物。停磨的一瞬間，由于某種原因偶爾產(chǎn)生火花(由于機(jī)械摩擦、電氣、靜電等)或自燃引爆了混合物，從而發(fā)生爆炸。
某廠煤磨系統(tǒng)每次爆炸前，CO濃度都正常，而且較低，基本上可以排除是因煤粉自燃而發(fā)生爆炸的可能。而且煤磨系統(tǒng)做了很好的接地處理，使用防爆電動(dòng)機(jī)，除塵器使用的是防靜電布袋。因此，在防止靜電、電氣火花的產(chǎn)生方面沒(méi)有什么更好、更進(jìn)一步的措施。
4改造措施及效果
某廠煤磨冷風(fēng)閥原設(shè)計(jì)為?00mm，而熱風(fēng)管道為?00mm，當(dāng)止熱風(fēng)、開(kāi)冷風(fēng)的停磨操作時(shí)，磨尾負(fù)壓會(huì)增大許多，此時(shí)磨內(nèi)的通風(fēng)很小，這樣勢(shì)必增加停磨時(shí)煤磨系統(tǒng)內(nèi)的煤粉濃度，并使停磨后較長(zhǎng)時(shí)間處在危險(xiǎn)的爆炸濃度中。從這一點(diǎn)出發(fā)，我廠在1998年煤磨大修時(shí)，在磨頭增加1個(gè)?00mm的大冷風(fēng)閥，修改煤磨作業(yè)指導(dǎo)書(shū)，停磨時(shí)，2冷風(fēng)閥都完全打開(kāi)，從而保證在停磨操作時(shí)，磨內(nèi)有較大的通風(fēng)量，大大降低了磨停時(shí)的煤粉濃度，減少了處在危險(xiǎn)的爆炸濃度中的時(shí)間，減少了發(fā)生爆炸的概率。自從加了大冷風(fēng)閥以后，煤磨再也沒(méi)有發(fā)生爆炸事故。
建筑消防設(shè)施和電氣消防安全檢測(cè)的區(qū)別：在安全檢測(cè)的目的、檢測(cè)的范圍、檢測(cè)的要求、檢測(cè)的內(nèi)容、檢測(cè)的方法及相關(guān)儀器設(shè)備和檢測(cè)的標(biāo)準(zhǔn)等六個(gè)方面>有所不同。
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