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1、合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,水泥工厂煤粉制备系统防火防爆安全措施探讨,2015年10月15日,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,水泥工厂煤粉制备系统防火防爆是预分解窑生产企业需要重点关注的问题。我的汇报内容主要通过对水泥工厂煤粉制备系统安全事故的调查和分析，并结合主持编制水泥工厂煤粉制备系统防火防爆安全规程（AQ标准）的体会，与大家一起探讨水泥工厂煤粉制备系统的防火防爆安全措施。,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN IN
2、STITUTE,一、基本要求二、设备设施要求三、安全运行要求四、急处理要求五、重要安全须知,主要汇报内容,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,一、基 本 要 求,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,（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。,合肥水泥研究设计院
3、 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,（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，火器配置应符合GB 50140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。,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,二、设备设施要求,合肥水泥研究设计院 HEF
4、EI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,（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、电气设备、电缆桥架、楼梯口和主要通道。,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,（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
5、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。,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,（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
6、器和气体自动 灭火系统。,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,（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。,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&
7、DESIGN INSTITUTE,三、安全运行要求,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,1、开机要求,（1）煤粉制备系统开机前，应对系统进行全面检查，确认生产设备、消防及其他安全防护设施完好，各测点温度、CO浓度正常，具 备开机条件。（2）当煤粉制备系统采用窑头或窑尾废气作为烘干热源时，如果预 分解系统进行清堵作业，应先停止煤粉制备系统运行，关闭通 往煤磨的热风阀门。（3）煤磨开机前，应先开启煤磨除尘系统。,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,2、运行要求,（1）水泥工厂
8、应根据煤的品质和煤粉制备系统生产工艺确定合理的 运行控制参数。（2）粉磨烟煤时，入磨气体温度不宜超过 260，出磨气体、煤粉 仓、煤磨除尘器入口气体及灰斗温度不应超过70；粉磨无烟 煤时，入磨气体温度不宜超过 300，出磨气体、煤粉仓、煤 磨除尘器入口气体及灰斗温度不应超过75。（3）煤粉仓和煤磨除尘器内CO浓度不应超过800ppm。煤粉仓料位宜 保持在80%左右。（4）煤粉制备系统运行过程中应保持良好的气密性，禁止打开设备 的检修门、孔。,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,3、巡检要求,正常生产时，巡检人员应定期对系统进行检查，
9、生产设备、消防及其他安全防护设施应完好，发现参数异常和“跑、冒、滴、漏”现象，应及时处理。巡检人员不应靠近泄爆阀的正前方。,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,4、停机要求,（1）选粉机、除尘器及输送设备停机前，应将其内部煤粉排空。（2）计划停机3 天以上时，应将煤粉仓排空。因故不能排空时，应 在仓内煤粉表层铺盖厚度不小于150mm 的生料粉，关闭助流气 体，定时记录温度、CO浓度及其变化情况。计划停机15天以上 时，还应将磨头仓原煤排空。（3）球磨停止喂煤10分钟后应停机。（4）煤粉制备系统停机后，应关闭煤磨除尘器的进出口阀门。,
10、合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,4、检修要求,4.1 检修要求（1）设备检修应在停机状态下进行，并采取设备断电、“挂牌”、“上锁”、专人监护措施。（2）检修人员应佩戴符合GB/T 11651 要求的具有防静电的劳动保 护用品，静电防护措施应符合GB 12158的要求。（3）检修使用的照明灯、对讲机、报警器应为防爆型。设备内检 修照明电压不应超过12V，宜采用不带电源线的直流照明灯具。,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,4.2 动火作业要求（1）在煤粉制备车间进行电焊
11、、气割等动火作业，所有作业人员应 参与火灾爆炸等危险有害因素分析，制定相应控制措施，办理 危险区域动火作业申请许可。（2）动火作业现场不得有易燃易爆物品，并应配置足量的灭火器。（3）进入设备内部动火作业前，应排空设备内部的煤粉或原煤，并 清扫干净。,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,4.3 进入设备内部作业（1）打开煤粉制备系统设备检修门和进入设备内部作业之前，所有 作业人员应参与有限空间作业危险有害因素分析，办理有限空 间作业申请许可。（2）检修人员进入原煤仓、煤磨、选粉机、煤粉仓、除尘器等设备，应确保：,合肥水泥研究设计院 H
12、EFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,关闭入煤磨热风阀，先通风，再检测设备内部的有害气体和氧气浓度，有害气体浓度不超标。当CO气体浓度大于0.0024%，或硫化氢气体浓度大 于0.00066%，或氧气浓度低于19.5%时，禁止人员入内。关闭气体灭火系统。进入煤磨除尘器内部检修前，应关闭清灰系统气源。使用符合GB/T 11651要求的安全帽、防毒口罩、阻燃防护服、焊接手套、防热阻燃鞋，所选用的安全防护用品应具有防静电功能。作业过程中，应保持通风，定时或连续监测有害气体浓度、氧气浓度。在设备内部连续作业时间不超过30min。当设备内部环境温度超过35时，应根据
13、GBZ 1的要求采取局部降温和综合防暑措施，并应减少作业时间。,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,（3）原煤仓、煤粉仓清仓作业应使用木质等不易产生静电、火花的 工具，作业应符合AQ 2047的要求。（4）检修完毕，确认设备内人员全部撤出、无遗留物品后，方可关 闭人孔门。,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,四、应急处理要求,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,（1）当煤粉制备系统设备外部发生初起火灾时，应发出
14、报警信号，并利用就近的灭火器灭火。对于电气火灾应采用适用E 类火灾 的灭火器。火势较大时，应紧急停机，切断系统电源，利用就 近的消火栓灭火。（2）煤磨、煤粉仓、除尘器设备内部着火时，应紧急停机、关闭进 出料阀门和进出口气体阀门，然后启动相应设备的气体灭火系 统。,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,（3）原煤仓、煤粉仓清仓时，如发现仓内原煤、煤粉自燃，清仓人 员应立即撤到仓外，关闭仓顶除尘器入口阀门及配套引风机。在确认仓内无人后，采取灭火措施。（4）当煤粉制备系统发生火灾、爆炸事故时，应紧急停车，切断系 统电源，采取灭火措施，并启动
15、事故应急预案。火灾扑灭后，打开设备检修门前，应办理有限空间作业许可。,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,五、重要安全须知,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,煤粉与空气中的氧长期接触氧化时，会发热使温度升高，而温度的升高又会加剧煤粉的进一步氧化，若散热不良时会使氧化过程不断加剧，最后使温度达到煤的燃点而引起煤粉的自燃。一般说来挥发分含量VR 25的煤粉(如烟煤等)，很容易自燃，爆炸的可能性也很大。煤粉越细越容易自燃和爆炸，粗煤粉爆炸的可能性较小。例如，烟煤粒度大于0.1
16、mm 时几乎不会爆炸。因此，挥发分大的煤不能磨得过细。,1、防止煤粉自燃,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,堆积状态下的煤粉，如除尘器内某些死角、灰斗沉积的细煤粉等，当氧化速率超过散热速率时，所产生热量积蓄，引起煤粉自燃甚至爆炸现象。煤粉的自燃温度受煤粉自身氧化程度、周围介质成分等影响，虽低于煤粉正常着火温度，但并不是固定值，V.Fierro研究表明：煤粉自燃临界温度在6080。因此，防止煤粉制备系统中的煤粉沉积是预防自燃的重要措施。,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE
17、,煤粉爆炸的实质是一个强烈的燃烧过程，是在0.010.15s的瞬间大量煤粉突然燃烧产生大量高温烟气因急速膨胀而形成的压力波以及高速向外传播而产生的很大的冲击力和声音。,2、防止煤粉爆炸,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,当煤粉很细时，在悬浮状态下直接与空气接触，一旦引燃就会迅速发生氧化反应而发生爆炸。一般说来，煤尘爆炸的下限浓度为3050g/m3，上限浓度为10002000g/m3。煤粉制备过程中，原煤的部分挥发组分因受烘干用的热气体和粉磨的双重作用，会析出而产生CO进入系统风路内。当燃烧和爆炸的基本条件氧气、可燃物（煤粉或CO）
18、、火源（火星或电火花）同时存在的情况下，将发生燃烧甚至爆炸。因此，煤粉制备系统的操作应特别重视防燃和防爆问题。,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,当氧气的浓度小于14%时，视为惰性气体，此时煤粉制备系统是相对安全的。因此，当水泥工厂煤粉制备系统布置在窑尾，利用窑尾烟气作为烘干介质时，烟气中的含氧量低，有抑制燃爆的作用对煤粉的防燃防爆要求低；当水泥工厂煤粉制备系统布置在窑头，利用窑头篦冷机的热风或利用热风炉的热风作为烘干介质时,热风中含氧量将高达21%,具备燃爆条件。,3、防爆工艺设计要点,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMEN
19、T RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,一般情况下，煤的挥发分在10%以下时不易燃爆，25%35%时易燃爆，35%以上时极易燃爆。因此，制备无烟煤煤粉时，可以选择窑头篦冷机的热风作为烘干热源；制备烟煤煤粉时，宜选用窑尾废气作为烘干热源；制备褐煤煤粉时，应选用窑尾烟气作为烘干介质，并且为减小煤粉制备系统的燃爆风险，应尽量避免选用褐煤作为燃料。,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,总之，水泥工厂煤粉制备系统的防火防爆是一项系统工程，应包括煤种选择、系统设计、运行操作、检修作业、安全防护、人员管理、应急处理等方面。,合肥水泥研究设计院 HEFEI CEMENT RESEARCH&DESIGN INSTITUTE,谢谢大家！,
