煤粉制备系统是水泥厂事故的多发点, 也是各水泥厂安全防范措施要求**的车间。降低、预防煤粉压球机制备上产线事故的发生, 首先必须在设计上给予充分的考虑。从煤粉制备车间设计方面的安全防护出发。
一、事故发生的原因：
1、煤粉；
1 ) 混合气体中煤粉的爆炸极限浓度: 烟煤的下限为20g/ m3, 上限为150g/ m3; 无烟煤的下限为45g/ m3, 上限为2 000g/ m3。煤粉制备系统中气体含尘浓度为500 ～1 000g/ m3, 在易燃易爆范围内。
2 )可燃爆煤粉的平均粒径: 烟煤为8μm, 褐煤为3μm, 贫煤为6μm。煤粉越细, 越容易自燃和爆炸。在煤粉压球机生产过程中, 除尘器及除尘器以前管道内积聚的煤粉粒径在10μm 以下的达到80 % 以上, 正处于燃爆范围。
3 ) 煤的挥发分< 10 % , 爆炸危险性小; 挥发分> 20 % , 爆炸危险性大。挥发分愈高, 爆炸危险性越大。
2、 氧含量；
氧的浓度在16 % 以上易引起爆炸, < 14 % 则视为惰性气体。
3、温度；
煤粉的着火温度为500 ～530 ℃, 自燃温度为140 ～350 ℃。烟煤高温表面堆积粉尘( 厚5 ㎜) 的自燃温度为160 ～260 ℃, 如果在较厚的煤粉料层中, 较低的温度下就可以发生燃烧。一般要求煤磨入口热风温度≤300 ℃。为避免结露, 出口气体温度高于露点30 ～50 ℃。
二、防范措施：
1、避免事故发生的措施；
（1）合理的工艺布置；
系统中气体的含尘浓度即煤粉的浓度是工艺条件所要求的, 是不可避免的。但是减少煤粉在系统中的积聚, 减少自燃的发生是完全可以做到的。因此,在系统的设计过程中管道的布置以及料仓的角度都必须达到一定的要求。一般情况下, 系统风管与水平的夹角应在55 °以上, 料仓锥角及下料管的水平夹角应在50 °以上。此要求在新建水泥厂的设计中是完全可以达到的, 但是在水泥厂的改造项目中, 由于受原有设备、厂房的限制, 系统风管的角度达不到以上要求时, 应考虑增加管道风速的方法, 避免煤粉在管道中的积聚。如果是水平管道, 风速**在17 ～18m/ s 。
（2）烘干热风的选择；
当利用窑尾废气作烘干介质时, 气体中的氧含量较低, 有抑制燃烧的作用, 对系统的防燃防爆要求低, 是设计中应优先采用的方案。但是热风取风点的位置对煤粉的质量有一定的影响。如果煤磨为管磨,需要的热风量较少, 入磨热风温度相对要高一些( ≤300 ℃) , 这时热风宜在C1 出口管道上抽取。由于这时气体含尘浓度较高, 如果热风不经收尘直接作为煤磨的烘干热源, 煤粉中会含有3 % 左右的生料粉,对煤粉的燃烧不利。如果用此时的煤粉来计算烧成系统的热耗, 则会比实际的热耗要高。因此, 应在至煤磨的热风管道上加一旋风除尘器, 使用净化后的热风作为烘干热源就不会对煤粉质量产生较大影响。如果煤磨为立磨, 需要的热风量较大, 入磨热风温度相对要低一些( ≤220 ℃) , 这时热风宜在增湿塔( 冷却器) 出口管道上抽取, 此时气体含尘浓度较低,再用旋风除尘器净化含尘浓度会更低, 对煤粉质量的影响更小。
当利用窑头冷却机或热风炉的热风作为烘干介质时, 虽然含尘浓度不高, 但气体中的氧含量高达21 % , 对系统的防燃防爆要求高。在这种情况下, 热风取风点距煤磨较近, 直接用风, 会有明火颗粒被带入磨内, 造成事故。此时在进煤磨的管道上应加一个收尘效率要求不高但阻力较小的旋风除尘器, 其作用主要是为了降低明火颗粒被带入磨机的可能性。
控制入磨热风的温度, 是煤磨车间安全操作的重要措施。该温度的确定也不是固定不变的, 它会因系统、燃料水分和燃料品种的不同而变化。设计者应根据具体工艺系统及燃料情况给水泥厂提供参考数据, 便于水泥厂制定安全操作规程。
（3）冷风阀门的控制；
不管采用何处的热风, 都应在磨机入口前加一冷风阀, 以便在供风热源温度超过入磨热风温度要求时及时调节, 避免事故的发生。冷风阀应尽量靠近磨机入口, 应安装在热风调节阀之后, 这样可以及时**地调节磨机入口温度。对于冷风阀门的控制, 仅仅能在中控操作是不够的, 应该加一闭环控制回路,在系统温度达到煤粉燃烧温度时, 自动关闭冷风阀,这样就不会产生误操作。
三、事故发生时减少人身损伤和设备损坏的措施：
1）防爆阀的布置；
一般煤粉压球机生产线设备本身都设有防爆阀,在设计上应重点考虑无防爆装置的设备及系统管道。一般情况下, 按系统的体积来决定防爆阀的面积, 通常以0 . 1m2/ m3来考虑。另外, 防爆阀的泄压口尽量对着比较空旷的空间, 不要对着设备和可能有人活动的场所。
2）灭火设备的设置；
除了在煤磨车间控制室内要求有常规灭火装置外, 还应在煤粉仓、原煤仓顶所在的平面配备一定量的氮气罐, 防止煤粉仓内煤粉的自燃, 仓内煤粉长时间不用时, 建议放空。
3）容易被忽略的其他方面；
随着新技术新装备的应用, 煤粉制备系统流程越来越简单, 厂房面积也越来越小, 作为安全通道的楼梯设计往往不被重视。另外, 煤磨车间控制室的门一定要向内开, 以避免人在慌张时进不了门的情况发生。
四、以上所述做出相应总结：
由于该车间的特殊性, 所以在工艺和设备设计上始终要贯穿安全**的指导思想, 在保证技术指标先进的同时, 也要求做到安全措施的可靠。这样才能做到稳中求发展，避免了不少的产量成本损失。
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