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pk10计划演示工v1.4.1: [“藏經閣”] 一次煤磨爆炸事故的原因分析及預防措施

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[LV.9]比調大火

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發表于 2019-5-23 08:53:19 | 只看該作者 回帖獎勵 |倒序瀏覽 |閱讀模式
一次煤磨爆炸事故的原因分析及預防措施

山西WX公司2 500 t/d的熟料生產線于2013年7月建成投產。煤磨型號為HRM1700M立磨,設計生產能力≥20 t/h,入磨原煤水分≤12%,入料粒度≤50 mm,進口風溫<300 ℃,出口溫度80~95 ℃。進口熱風從篦冷機中溫段抽取,在投產初期發生過一起磨內爆炸事故,窯系統被迫停產,造成了巨大的經濟損失。本文就此次煤磨爆炸的原因及采取的防范措施進行分析和總結,供同仁參考。

1 事故描述

2013年10月1日14:21,煤磨系統喂煤量18 t/h,煤磨入口溫度285 ℃,出口溫度56.26 ℃,現場巡檢工反映煤磨排渣量大,而且排出的全是原煤,中控減少喂煤量至16 t/h,同時通過調整煤磨進口冷熱風閥開度提高煤磨進口溫度,14:25煤磨進口溫度325.68 ℃,出口溫度升至62.22 ℃,現場發現排渣口有自燃的原煤并通知中控,緊接著現場聽見磨內爆炸聲,煙囪冒出大量煤粉,同時中控顯示煤磨出口溫度瞬間升至99.26 ℃,整個爆炸過程非常短促,出口溫度無征兆的突變,停磨后經現場檢查,煤磨頂部及出口熱風管道上的防爆閥被炸開,明火被強大氣流帶進收塵器,濾袋燒毀480余條。


2 煤粉燃爆的原理及基本條件

煤粉爆炸是一種壓力急劇上升的燃燒過程,煤粉以一定濃度分散在富氧氣體中,一旦遇到明火,就會燃燒并迅速傳播,產生巨大的能量。煤粉爆炸需要具備以下四個條件:

(1)足夠濃度的煤粉。對煙煤而言,氣粉混合物濃度在1 200~2 000 g/Nm3范圍時爆炸危險性最大。

(2)著火點以上的溫度。煙煤著火點隨揮發分的增加而降低,一般為350~500 ℃。

(3)氣流中氧氣含量大于15%,就會有爆炸的危險。煤磨熱源來自篦冷機中溫段,氧含量高達21%,具備燃爆條件,因此對系統防燃防爆的要求很高。

(4)遇到明火。明火是煤粉爆炸的一個重要條件,而且決定了爆炸產生的壓力等級和爆炸強度。

3 原因分析

(1)原煤水分大是造成系統內煤粉濃度高的主要原因。正常情況下,煤磨系統內煤粉濃度大約在650 g/m3左右,一般不會因濃度高發生燃爆現象。事故發生后從原煤皮帶秤取樣進行工業分析見表1,正常生產時與事故發生前煤磨操作參數對比見表2。

表1 入磨原煤工業分析

表2 正常生產時與事故發生前煤磨操作參數對比

由表1和表2可以看出,爆炸前原煤水分大,而磨機烘干能力有限,導致磨機喂料量降低。磨機壓差高,說明磨內通風阻力大,因水分高部分煤粉不能被帶出磨機,在磨內沉降、黏附,造成磨內煤粉濃度增大,現場排渣量大。此外,煤粉的比表面積較大,具有較強的氧化放熱能力,氧化放熱速度隨煤粉濃度的增高和煤粉在系統內積存量、分散度、比表面積的增加而加大,同時,煤中水分含量及變化也是影響煤自發熱的一個主要因素,當水蒸發時,從外界吸收大量的熱,冷凝時就將這些熱傳給煤粉。據相關資料表明,煤粉水分增加1%將使煤粉溫度上升17 ℃。

(2)系統溫度控制不合理。煙煤的揮發分越高,著火溫度就越低。從表1可以看出原煤揮發分高,因此著火點較低。在實際生產中,如果磨機進口溫度超過300 ℃時,在刮料腔內就會看到有火星出現,如果這些火星被帶到磨內,就可能引起煤粉的燃爆。事故發生前,操作員為了減少排渣,在降低喂料量的同時,提高磨機進口溫度至325.68 ℃,也是導致煤粉爆炸的原因之一。

(3)明火的出現。煤磨烘干熱源來自篦冷機中溫段,熱風中會帶有高溫熟料顆粒,而原設計的沉降室存在缺陷,高溫熟料顆粒沉降效果很差。另外,由于煤磨進風口管道有約1 m的水平段,此處與煤磨排渣腔相連,容易堆積排渣腔擠過來的原煤,在長期高溫氣體的作用下,極易發生自燃造成明火。

4 采取的措施

(1)加強進廠原煤的質量管理。嚴格控制原煤水分,一方面可以降低入磨氣體溫度,另一方面避免煤粉因水分大在磨內局部沉降。要求原煤進廠后,根據化驗結果分區堆放,搭配使用,確保入磨原煤水分≤10%。

(2)加強系統密封。磨輥門用常溫硅膠布密封,見圖1。防止因漏風使系統溫度降低和陰雨天漏雨導致的煤粉黏附現象,避免系統局部煤粉濃度高。

圖1 磨輥門的密封

(3)更換煤磨進口冷風閥。煤磨進口冷風閥原設計為Φ500 mm,而熱風管道內徑為Φ1 200 mm,當熱風溫度高或者停磨操作需要關小熱風閥而開大冷風閥時,磨機進口負壓會增大,說明磨內通風阻力增加,風量變小。這樣,勢必瞬間增大了磨內煤粉濃度,因此在檢修期間將冷風閥更換為Φ800 mm大冷風閥,從而保證在調整閥門時磨機進口負壓不變,使磨內煤粉濃度恒定。

(4)加強中控操作,完善自動程序。根據入磨原煤水分,規定煤磨進口熱風溫度220~260 ℃,任何時候不得超過300 ℃;控制煤磨出口溫度65~70 ℃,不超過75 ℃,以保證袋收塵器灰斗溫度不超過65 ℃。當煤磨進口溫度達到300 ℃或出口溫度達到75 ℃時,冷風閥自動全開,熱風閥自動關閉;當磨出口溫度達到80 ℃時,主電動機跳停,密封皮帶秤連鎖跳停,冷風閥自動全開,熱風閥自動關閉,收塵器進口氣動閥門自動關閉,速中彩pk10计划轉速自動降至300 r/min,確認著火時向磨內噴入CO2氣體。

(5)原煤經取料機和皮帶機輸送入原煤倉,為防止金屬物件(如裝載機鏟牙、取料機耙齒等)進入磨內,與磨輥、磨盤發生硬性碰撞產生火花而導致明火,在入原煤倉皮帶上安裝金屬探測儀,當探測到有金屬時皮帶機自動跳停,原煤取料機連鎖?;?,由巡檢工將皮帶上的金屬異物取出。

(6)加強現場巡檢,在煤粉倉滿煤磨?;?,由巡檢工打開磨機進口水平管道的檢查門,對積存的原煤徹底清理,每班一次。檢修期間,在水平積煤的位置增加了下料斗式排渣口,底部安裝有鎖風閥門,由巡檢工在煤磨?;倍ㄆ詵帕?,徹底消除了進風口積煤而自燃的現象。

(7)對沉降室進行兩次技術改造。原設計的沉降室是在熱風管道上變徑,熱風管道直徑為1.2 m,沉降室直徑為2 m,高度為2.05 m。第一次技改將沉降室改為長3 500 mm寬2 300 mm高3 000 mm的方箱,下部設錐形灰斗,收集下來的粉塵可直接入篦冷機。第二次技改在沉降室內部加一塊斜度為45°的鋼板,提高了高溫顆粒的沉降效果,有效避免了高溫熟料顆粒被帶入煤磨的現象。如圖2所示。

圖2 沉降室的改造

5 效果

技改后的工藝參數見表3。通過采取以上措施,煤磨系統正常運行至今再沒有發生過著火或爆炸事故,實現了煤粉制備的安全穩定生產。

表3 煤磨技改后的工藝操作參數

(作者單位:山西潞城市卓越水泥有限公司)


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