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水泥工厂煤粉制备如何防火防爆?

纯阅读 作者:丁奇生 陆树标 胡光
单位:合肥水泥研究设计院
来源: 发布日期:2015-12-10
在水泥工厂煤粉制备系统设计时,尽管采取了防燃、防爆、泄爆、抑爆,止爆、防静电等措施,设置了先进的压力、温度、CO浓度检测和报警装置,对煤粉制备系统各重点环节进行监测预警,同时设置了C02或N2自动灭火系统,但由于煤粉容易燃烧、爆炸的特性,其制备、输送、储存和使用过程中易出现自燃或爆炸事故,以及煤粉制备过程中误操作存在诱发事故的因素,使得煤粉制备系统成为水泥工厂发生安全生产事故频率较高的环节。

  1、前言

  水泥行业是建材行业的主体部分,与经济建设密切相关。煤炭是水泥生产中使用最普遍的一种燃料,特别是自1973年世界性的石油危机以来,国际水泥工业的燃料构成发生了进一步变化,许多原来以石油作为水泥工业主要燃料的国家也转变为以原煤为燃料。中国能源结构表现为多煤、贫油、少气,因此我国通用硅酸盐水泥熟料的生产都以煤炭为燃料进行生产。

  采用预分解窑生产水泥熟料时,通常每生产1吨水泥熟料需要消耗100-110千克的标准煤。为加快煤炭燃烧过程的化学反应速度,达到要求的燃烧温度,形成生料煅烧成熟料要求的高温状态和环境,原煤必须粉磨成细粉。因此,煤粉的细度是保证燃烧速度和稳定燃烧的控制因素之一。

  在煤粉制备系统中,涉及粉磨、储存、输送和除尘设备等,粉磨设备一般采用立式磨或风扫管磨来磨制煤粉。

  在水泥工厂煤粉制备系统设计时,尽管采取了防燃、防爆、泄爆、抑爆,止爆、防静电等措施,设置了先进的压力、温度、CO浓度检测和报警装置,对煤粉制备系统各重点环节进行监测预警,同时设置了C02或N2自动灭火系统,但由于煤粉容易燃烧、爆炸的特性,其制备、输送、储存和使用过程中易出现自燃或爆炸事故,以及煤粉制备过程中误操作存在诱发事故的因素,使得煤粉制备系统成为水泥工厂发生安全生产事故频率较高的环节。

  2、事故案例

  2003年8月,某水泥生产企业4000t/d熟料生产线,由于操作人员失误,煤粉制备系统发生爆炸,酿成3人死亡,多人受伤的惨剧。

  2009年3月,某水泥生产企业煤磨系统,在停机过程中,由于风扫磨磨头与管道堆积煤粉,分别于27日上午7时30分和31日中午1时30分接连发生2次燃爆。煤磨除尘器布袋被烧毁,磨头,磨尾管道变形移位。

  2010年1月24日,某水泥生产企业6名维修工进行煤磨袋除尘器检修作业,其中4人在顶楼,另外2人在顶楼下一层平台接应。下午2时20分,煤磨袋除尘器内动火作业引发燃爆,顶楼的4名维修工受气浪冲击从高空摔落地上死亡。

  2010年9月19日,某水泥生产企业中控室煤磨操作员,发现1#煤磨袋除尘器顶部管道漏风,马上通知岗位工和维修工到1#煤磨袋收尘器顶部查看管道漏风情况。岗位工和维修工二人就在现对漏风管道进行维修。凌晨1时58分左右,正在运行的2#煤磨袋除尘器、因灰斗内积聚的煤粉自燃引发燃爆,热气浪将相距7米正在1#煤磨袋收尘器顶部维修的岗位工和维修工二人烫伤,其中1人经抢救无效死亡。

  2011年1月18日20时45分,某水泥生产企业5000t/d熟料生产线,煤粉仓装满后煤磨正常停机。19日0时18分,中控室煤磨操作员按操作规程开机。0时1 9分,煤磨袋除尘器灰斗温度迅速上升,发生燃烧爆炸。袋除尘器3个泄爆门被打开,第2室、第3室的布袋被烧毁。幸运的是无人员伤亡。

  2012年1月14日23时30分,某水泥生产企业煤磨袋除尘器发生爆炸。15日凌晨1时,明火被熄灭,岗位工开始逐个打开灰斗检修门清理煤粉;凌晨2时40分左右,清理到2#灰斗时,一打开检修门,暗埋的明火突然腾起(新鲜空气进入,发生二次燃爆),火焰瞬间向外喷出,现场入员被严重烧伤。

  3、防火防爆安全措施

  3.1基本要求

  (1)水泥工厂应建立煤粉制备系统防火防爆相关安全管理制度。

  (2)煤粉制备系统岗位人员,必须经过岗位操作规程、隐患排查、紧急救援和事故应急处理等知识的培训,考核合格后方能上岗。

  (3)煤粉制备车间应设置警戒区域,禁止存放易燃易爆物品,未经许可禁止无关人员进入。

  (4)煤粉制备车间应按GB 50016的要求配置足够的消防设备设施,灭火器配置应符合GB50140的要求,现场和控制室应设置火灾报警装置。消防设备设施应定期检查,并保持完好有效。煤粉制备车间应设置符合GB 13495要求的“禁止烟火”等消防安全警示标志。

  (5)水泥工厂应制定符合GB/T 29639要求的煤粉制备系统防火防爆专项应急预案,并组织相关人员进行培训和演练。

  3.2设备设施要求

  (1)煤粉制备系统设计应符合GB 50016和GB 50116、GB 50295、GB 50577、GB 15577的要求。

  (2)煤磨车间每层平面设置消火栓不少于两个。

  (3)煤磨、选粉机、煤粉仓、煤磨除尘器及进除尘器工艺管道,均应设置泄爆阀。泄爆阀宜选用自动启闭式,安装位置应便于检修,并应避免爆炸后的喷出物喷向控制室、电氧设备、电缆桥架、楼梯口和主要通道。

  (4)煤粉制备系统除尘设备应选用煤磨专用的袋式除尘器,应有防燃、防爆、防雷、防静电及防结露等设施。除尘器进、出口应设置停电状态下自动动作的快速截断阀,排灰回转下料器应设测速装置。

  (5)煤磨利用烧成系统余热作为烘干热源时,热风进入煤磨前应有调节阀和旋风除尘器(或沉降室)。煤磨烘干热源宜采用窑尾废气余热。

  (6)煤磨进出风管、煤粉仓、煤磨除尘器(进出风管、灰斗)应设置温度监测装置,煤粉仓、煤磨除尘器出风管应设置CO监测装置,并配置温度、CO自动报警装置。在系统运行和检修期间,监测、报警装置均应处于开启状态。

  (7)煤磨,煤粉仓和煤磨除尘器,应设置干粉灭火器和气体自动灭火系统。

  (8)气体自动灭火系统通向各个防护区的气体管道应分别设置控制阀门,控制阀门应集中布置。自动控制系统应设置自动、手动模式转换开关和手动控制阀门;气体灭火系统应设置火灾报警装置。除气体灭火系统关联设备检修作业外,气体灭火系统应始终处于自动控制状态。

  (9)煤粉制备系统封闭式厂房内的电气设备应采用防爆型。

  (10)煤粉制备系统所有设备和管道均应可靠接地。

  (11)煤粉仓锥体斜度应不小于70°,宜设置煤粉外排装置。

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