2018年6月27日，某公司6號(hào)煤磨又發(fā)生了爆炸事故。作為公司的技術(shù)人員，感覺(jué)真的是痛心疾首！此前筆者也經(jīng)歷過(guò)一些爆炸和著火事故，在此將自己的一些思路和想法寫(xiě)出來(lái)，與大家分享切磋，以期達(dá)到共同提高的目的。

1.引發(fā)煤磨爆炸的四要素

燃燒有三要素就是可燃物、氧氣(或助燃物)和著火點(diǎn)(或火源)，此三者缺一就形不成燃燒。爆炸就是在有限空間內(nèi)發(fā)生的劇烈的化學(xué)反應(yīng)，對(duì)于水泥行業(yè)的煤磨來(lái)說(shuō)，爆炸就是在有限空間內(nèi)發(fā)生的劇烈燃燒，它的形成與燃燒有著同樣的三要素，只是爆炸的形成條件要求更嚴(yán)格一些，也可以說(shuō)是爆炸有四要素：即可燃物的高度分散、可燃物合適的濃度、合適的氧氣含量和火源(或著火點(diǎn))。

煤磨系統(tǒng)在正常的生產(chǎn)運(yùn)轉(zhuǎn)中，煤粉的濃度和分散狀態(tài)及氧氣含量都符合爆炸的形成條件，以公司這臺(tái)∅3.8 m× (7.75+3.5)m風(fēng)掃煤磨生產(chǎn)系統(tǒng)為例，在人磨熱風(fēng)管道前補(bǔ)建了一個(gè)小熱風(fēng)爐，開(kāi)窯前利用熱風(fēng)爐補(bǔ)充熱源，隨著窯溫的升高，逐步改用冷卻機(jī)熱風(fēng)為熱源，風(fēng)中氧含量高；生產(chǎn)能力初期約16～20t/h，正常后約為33～38t/h，風(fēng)量約為10萬(wàn)m3／h，考慮有50％的循環(huán)負(fù)荷，煙氣中的煤粉含量大約為150～600g／m3， 煤粉含量合適且分散性好。這兩者都滿(mǎn)足爆炸的條件，所以說(shuō)，煤磨爆炸事故的原因多數(shù)歸結(jié)為溫度和火源。在生產(chǎn)中，我們也只有從火源和著火點(diǎn)這一條途徑出發(fā)去分析和防范爆炸事故的發(fā)生了。

2.煤磨爆炸的原因分析 

在煤磨系統(tǒng)生產(chǎn)中，開(kāi)窯前使用冷空氣和熱風(fēng)爐補(bǔ)風(fēng)方式生產(chǎn)，磨機(jī)進(jìn)口溫度偏低，約150℃，磨機(jī)系統(tǒng)溫度約50～65℃；窯投料后磨機(jī)正常生產(chǎn)時(shí)，磨機(jī)進(jìn)口氣體溫度稍高，達(dá)200~260℃，系統(tǒng)溫度保持在55~75℃。這兩種情況下，磨機(jī)系統(tǒng)溫度都遠(yuǎn)低于煤粉的燃燒和爆炸的需求溫度(370～500℃)。只有在準(zhǔn)備停磨之前沒(méi)有提前降低產(chǎn)量和熱負(fù)荷就直接止料或喂料設(shè)備出故障時(shí)，由于磨內(nèi)物料的不斷減少，通風(fēng)阻力下降，熱風(fēng)比例增加，而熱耗減少，風(fēng)溫迅速升高，導(dǎo)致積煤自燃或磨系統(tǒng)發(fā)生爆炸。

 而一般情況下煤磨系統(tǒng)爆炸形成的原因主要有以下幾方面： 

（一）收塵灰斗內(nèi)煤粉的自燃。許多可燃物與空氣接觸會(huì)發(fā)生氧化反應(yīng)，自燃是指可燃物由于緩慢氧化而引起的自發(fā)燃燒。煤在氧化過(guò)程中不僅產(chǎn)生熱量，而且還能生成一些更易燃的可燃?xì)怏w，煤在緩慢氧化過(guò)程中產(chǎn)生的熱量如果不能散失，以至于越積越多，溫度逐漸升高并加速氧化，達(dá)到煤或其氧化生成物的著火點(diǎn)就會(huì)自燃起來(lái)。

所以說(shuō)煤的自燃需要3個(gè)必要條件：

一是要有煤的堆積；

二是要有充足氧氣含量的環(huán)境；

三是風(fēng)速低，不易冷卻。

只有符合了這3個(gè)條件，煤氧化所產(chǎn)生的熱量才能積累致煤或其氧化生成物達(dá)到著火點(diǎn)，形成火源，促成爆炸。煤磨收塵的灰斗內(nèi)風(fēng)速低、氧含量充足，灰斗內(nèi)都是煤粉細(xì)顆粒，它的氧化反應(yīng)速度快，如果產(chǎn)生煤粉堆積就 可能出現(xiàn)爆炸事故。 

同樣的自燃事故還可能發(fā)生在選粉機(jī)錐體，而系統(tǒng)管道其他部位例如磨尾等即使存煤也不會(huì)發(fā)生自燃現(xiàn)象，因?yàn)轱L(fēng)速高，傳熱效果好，氧化產(chǎn)生的熱不能積聚。 

（二）溫度高。操作失誤或操作失控等原因?qū)е碌哪C(jī)進(jìn)出口風(fēng)溫過(guò)高，而自動(dòng)保護(hù)不到位，系統(tǒng)的高溫加速了煤粉的氧化，降低了著火點(diǎn)，為爆炸提供了條件，有的還直接導(dǎo)致爆炸的發(fā)生。特別是在使用低燃點(diǎn)的煤和電收塵器的情況下，導(dǎo)致爆炸的幾率會(huì)很高，這時(shí)始終把握好溫度就成了重中之重。

（三）熱風(fēng)爐的燃料顆粒飛行人磨。公司煤磨這次故障就是這個(gè)原因。熱風(fēng)爐采用廢木材和原煤燃燒提供熱量，生產(chǎn)中人工添加燃料，添加時(shí)打開(kāi)爐門(mén)，加完后關(guān)爐門(mén)，開(kāi)關(guān)爐門(mén)對(duì)磨頭負(fù)壓的影響達(dá)到200Pa之多，爐內(nèi)負(fù)壓大、風(fēng)速高，燃燒到一定質(zhì)量 的燃料顆粒就會(huì)隨風(fēng)人磨，在磨內(nèi)邊飛行邊繼續(xù)燃燒，對(duì)生產(chǎn)安全形成威脅，特別是開(kāi)關(guān)爐門(mén)的時(shí)刻，風(fēng)速變化大，爐床有變化，更容易引起燃料顆粒的飛行。當(dāng)然并不是燃燒著的燃料顆粒一進(jìn)磨就會(huì)形成爆炸，而是當(dāng)磨機(jī)風(fēng)行阻力小，帶火星的燃料顆粒穿過(guò)磨機(jī)到達(dá)磨尾或者選粉機(jī)、收塵器時(shí)仍在燃燒，就會(huì)引起爆炸。

本次爆炸就發(fā)生在熱風(fēng)爐供熱運(yùn)行期間、在打開(kāi)爐門(mén)8min的時(shí)候(一般開(kāi)關(guān)爐門(mén)只有1—2min)。 開(kāi)門(mén)時(shí)間長(zhǎng)，給事故發(fā)生提供了條件，這也是需要我們考慮的問(wèn)題。 

（四）磨頭下料溜子處積煤自燃，自燃著的原煤顆粒飛行入磨。由于磨頭溫度較高，在入磨溜子有漏煤時(shí)，積煤的氧化反應(yīng)快，在磨頭形成積煤自燃，自燃過(guò)程中的煤顆粒與熱風(fēng)爐中的燃煤顆粒是一樣的效果。 

（五）新人操作。由于新操作員經(jīng)驗(yàn)不足且沒(méi)有好的帶培和教育時(shí)，就成為發(fā)生事故的導(dǎo)火索，好的操作員會(huì)發(fā)現(xiàn)一些事故的苗頭而提前采取措施，可以避免一些事故的發(fā)生和減小事故的后期損失。這次爆炸事故的原因之一就是操作員從思想上想多抽熱 風(fēng)爐的風(fēng)，而熱風(fēng)爐配置較小，關(guān)死了冷風(fēng)閘板和熱風(fēng)閘板，系統(tǒng)風(fēng)機(jī)閘板開(kāi)度與正常生產(chǎn)接近，在磨機(jī)和熱風(fēng)爐內(nèi)形成了高負(fù)壓，具體數(shù)據(jù)可見(jiàn)表1和表2， 熱風(fēng)爐出口管道直徑小，熱風(fēng)人磨形成射流。

（六）爆炸的后遺癥。在一次爆炸事故發(fā)生后，煤 粉可能在系統(tǒng)內(nèi)部積存并燃燒，如果清理不徹底，再次開(kāi)磨就會(huì)導(dǎo)致二次事故發(fā)生。

（七）操作上空磨運(yùn)行。窯點(diǎn)火初期開(kāi)煤磨時(shí)，由于冷卻機(jī)溫度低，一般使用冷風(fēng)開(kāi)磨或用熱風(fēng)爐進(jìn)行補(bǔ)溫，熱量小烘干能力差，都采取低產(chǎn)量空磨生產(chǎn)，料球比低，通風(fēng)阻力小，對(duì)于熱風(fēng)爐火星的危害是一個(gè)不利的影響。

以上這些原因，有的會(huì)直接導(dǎo)致爆炸事故的發(fā)生，有的只是引發(fā)事故的一個(gè)條件，需要幾個(gè)條件綜合到一起才會(huì)引發(fā)爆炸。總結(jié)這次事故的具體原因就是在空磨狀態(tài)下，控制磨機(jī)高負(fù)壓，熱風(fēng)爐打開(kāi)爐門(mén)造成爐內(nèi)燃燒波動(dòng)，燃料帶火星飛行人磨造成系統(tǒng)閃爆。

3.應(yīng)對(duì)措施中的不妥之處 

煤磨爆炸事故的處理、控制和預(yù)防方法也可以從爆炸的4個(gè)條件著手，只要能消滅任意一個(gè)條件就能達(dá)到目的，多數(shù)情況以氧含量環(huán)境和溫度條件入手進(jìn)行作業(yè)。具體的方法有：覆蓋生料粉、充填CO₂氣體、降溫、隔絕氧氣、降低氧含量等等，不一而足。 

此外，在生產(chǎn)中筆者還遇到過(guò)一些感覺(jué)不合適的想法和做法，在這里一并列出。

 （一）狠壓出磨風(fēng)溫。有的管理人員或操作員為了防止煤磨爆炸事故的發(fā)生，極力壓低煤磨出磨風(fēng)溫，有的壓到60℃以下，導(dǎo)致收塵氣體溫度不足50℃，收塵器內(nèi)嚴(yán)重結(jié)露，這種情況在蘇丹阿特巴拉市的Al—shamal水泥廠就曾發(fā)生過(guò)，該廠地處極其干燥的撒哈拉沙漠邊緣，收塵器氣體溫度低到43℃，濾袋底部積水可照人影，見(jiàn)圖1，袋口邊緣有水凝結(jié)，而將出磨風(fēng)溫提高到55℃時(shí)，以上情況慢慢消失。

對(duì)此，有人給出的理由是“溫度高了，揮發(fā)分溢出多，容易形成自燃”，殊不知煤揮發(fā)分的燃點(diǎn)幾乎都高于煤本身，而不是低于煤，準(zhǔn)確地說(shuō)應(yīng)該是“煤”揮發(fā)分容易被點(diǎn)燃”，而不是容易形成自燃。具體的控制溫度應(yīng)該是小于系統(tǒng)的設(shè)計(jì)上限風(fēng)溫、大于當(dāng) 地的露點(diǎn)溫度，以能烘干煤粉的下限溫度以上控制。 

（二）遇窯檢修煤粉倉(cāng)必放空。由于受某些思想的影響，煤粉在停窯期間似乎成了大敵，不能留在倉(cāng)內(nèi)，必須先清之而后快，而不顧工藝?yán)碚摵同F(xiàn)場(chǎng)的實(shí)際情況。筆者個(gè)人的觀點(diǎn)恰恰相反，認(rèn)為留在倉(cāng)內(nèi)的煤粉更安全，原因有：①在倉(cāng)內(nèi)更容易隔絕氧氣；②倉(cāng)內(nèi)安裝有滅火裝置；③中控室時(shí)刻有人監(jiān)視。 

（三）遇收塵器內(nèi)少量煤粉著火了，打開(kāi)上下口通風(fēng)降溫。這樣操作只能是引火而來(lái)，甚至燒身。建議的方法是噴干冰滅火器，一是降溫，二是隔絕氧氣； 并把煤粉(包含著火的煤粉)卸至煤粉倉(cāng)，送至窯內(nèi)使用掉。如果停窯了，就慢慢放到開(kāi)口的容器內(nèi)，逐步處理，更要杜絕送至煤堆場(chǎng)，以免因小失大。

來(lái)源：《邯鄲金隅太行水泥有限責(zé)任公司技術(shù)研發(fā)中心》

作者：姬文勇

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