一、煤粉燃燒爆炸的基本條件

1.1 氣體中物質的著火特性

煤粉是一種易燃、易爆的物質，煤粉的著火特性和易爆性與它的細度、揮發分質量分數及氣體中的煤粉濃度和CO體積分數等有關，其中許多因素是生產條件所決定的，如煤粉細度是根據回轉窯的燃燒要求決定。研究表明，當煤粉濃度小于100g/m3 或大于1500g/m3時，煤粉均不會發生燃爆。此極限范圍的波動區間較大，它隨著煤粉的揮發分、灰分、分散度等的變化而變化。

據煤炭科研部門的試驗，我國煤粉的爆炸下限濃度范圍（標況下）一般為：褐煤45～55 g/m3，煙煤110～335g/m3，上限濃度范圍（標況下）均在1500～2000g/m3。煤粉越細，分散度越高，越易爆炸。其爆炸下限隨粒徑的減小而降低。煤粉粒度在75μm以下時就更危險，粒徑大于1mm的煤粉爆炸的可能性很小。因實際生產中煤粉的粒徑大部分都在75μm以下，必須重視防爆問題。

煤粉的揮發分質量分數也是影響爆炸的重要因素。揮發分越高，爆炸的可能性越大，揮發分＜10％沒有危險，揮發分＞20％時，爆炸的可能性大大增加。實際生產中煤粉的揮發分均＞20％。另外，氣體中 φ（CO）達到0.7％時也易燃爆。

1.2 氣體中氧氣的體積分數

氣體中氧氣的體積分數越高，煤粉氧化生熱速度越快，系統燃爆的可能性相對較大，特別是在富氧條件下這種燃爆的概率也越大。

1.3氣體的溫度（或火源）

煤粉氧化速度就越快，燃爆的可 能性就越大。特別是窯頭取氣更危險。在煤粉及空氣 混合物中，如果有火源在某一局部地方點火引起燃 燒，就會向其它地方傳播，使整個混合物著火燃燒。

火源一般由以下幾個方面引起：磨內金屬結構的硬 性摩擦產生火花：金屬物敲擊煤粉倉等部位產生火花；焊接時產生的明火；由于運動氣體與構件強烈摩擦產生靜電，當靜電量積聚到一定程度時，便會發生 煤粉的自燃。

二、預防系統燃爆的控制措施

由上可知，在系統各環節中采取相應措施來消除或控制燃爆條件的形成，才能預防和抑制煤粉的燃爆。

2.1對溫度的操作控制

燃料及其混合氣體在超過著火溫度、富氧的條件下，不需外界作用便會著火。燃料中揮發分含量越 高，其著火溫度越低。煙煤的著火溫度是350～500℃。實際生產中，如果磨機入口溫度超過300℃時．在刮板腔內就可能看到有火星出現。這是部分煤粒在高溫廢氣的作用下著火造成的，這些火星如被帶人袋除塵器或磨腔內就可能引起煤粉的燃爆（只是落人刮板腔內的煤粒一般不易再被帶入磨腔內）。所以要通過降低氣體溫度來防止煤粉的燃爆。

（1）控制人磨氣體溫度。盡量控制磨機人口熱風溫度＜220—260℃，一般不超過300℃。在具體生產中，可根據入磨原煤水分的變化，調節熱風閥門和冷風閥門的開度大小來控制人磨氣體溫度，使其既滿足烘干的要求又不至造成出磨氣體溫度過高，以保證安全。

（2）控制出磨氣體溫度。磨機出口溫度應控制在65～75℃，不超過85℃，否則磨機及排風機將自動跳停。當喂料量過大或過小時，更要嚴格控制氣體溫度，防止系統自燃爆炸。 

（3）控制袋除塵器溫度。袋除塵器溫度應控制在露點溫度之上。正常情況下，袋除塵器出口溫度略低于進口溫度，要密切注意袋除塵器灰斗錐部溫度的變化，宜控制在小于65℃（超過65℃將報警，超過80℃將跳停）。跳停時系統應停車關閉閥門，噴入惰性氣體，外排煤粉，檢查濾袋。 

（4）控制煤粉倉溫度。正常情況下煤粉倉錐部 溫度控制在50℃左右，保持高料位（85％）狀態進行生產；如倉錐部溫度持續上升，應降低倉內料位；超過85℃且還有上升趨勢，表明煤粉已自燃，應立即噴人隋性氣體，阻止燃燒，采取放倉等處理措施。

（5）控制系統主排風機出口溫度。在具體操作 中，應該根據入磨原煤水分的變化，在保證產、質量的條件下，合理用風，特別要保證出磨氣體溫度小于 75℃。在對各廠家袋除塵器燃爆事故的調查分析中發現，有的煤磨操作人員，在窯操作過程中一味強調煤烘干效果的要求，將出磨氣體溫度調整到100℃ 以上，在其它條件的配合下，發生了燃爆事故，造成損失。

在這里要著重注意的是：可以根據原煤水分的變化，對磨機出口溫度做小幅度的調整。如出口溫度達到80℃左右，煤粉水分仍不合格，就要考慮可能是原煤中結合水含量過多造成的。結合水在干燥時很難去除。所以，不能采用調高出磨氣體溫度的辦法來解決，應該根據煤粉的燃燒過程，適當降低細度來調整火焰的溫度、長度和形狀，滿足煅燒的要求。（可通過調整選粉機轉速、喂料量、系統通風量來控制煤粉細度）。

2.2控制系統內煤粉的沉降、粘附，防止自燃 

立磨系統煤粉濃度在650g/m3左右，一般不會發生燃爆，但當煤粉在某些部位沉降、粘附、氧化，就會自燃，造成系統燃爆事故。實際生產中袋除塵的燃爆大多是這個原因造成的。煤粉的比表面積較大，具有較強的氧化生熱能力。氧化生熱速度隨廢氣中的煤粉含量及可燃物濃度（尤其是揮發分）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。根據實驗室檢定，80℃以下時，其反應速率隨溫升反而下降：高于80℃其活性隨溫度上升而上升。 

另外，煤中水分的量及變化也是影響煤自發熱的一個主要因素，理論上講，含水量增加1％將使煤溫上升17℃。同時，高速流通的廢氣在攜帶煤粉的同時也會帶走大量的熱。而低速則恰好相反，不能帶走其自燃產生的熱量。具體可以從下面幾個方面進行控制： 

（1）加強系統的密封，防止因漏風結露和滲人雨水而造成燃爆事故。由于磨損、地基沉降等原因， 造成密封不嚴而漏風，系統溫度降低，進而結露；在陰雨天雨水隨漏風進入系統，降低了系統溫度，還使煤粉粘附在系統的器壁上，條件一旦合適，就會造成局部氧化自燃，燒毀除塵器濾袋。調查中有兩個廠家的三次燃爆事故都是在陰雨天后發生的。

（2）經常巡檢排灰閥，防止其因磨損或卡死造成灰斗積煤、氧化自燃事故。

（3）加強系統保溫，防止系統溫度降低造成結露，使煤粉粘結。

（4）試生產時，系統各死角要用不可燃物（如石灰石粉）填充完全，防止生產時堆積煤粉，造成自燃。另外，對灰斗下的卸料裝置，應采用連續卸料和輸送裝置，并且能力要大于灰斗積灰能力，防止灰斗內堆積粉煤發生氧化自燃。

2.3防止在系統中產生火源或帶進明火定操作。但要注意系統密封，防止漏風現象。

（1）防止紅熱熟料顆粒被熱風帶入磨內。若煤粉制備所需的熱風從冷卻機內抽取，應注意當冷卻機工作不正常時，一些紅熱細小熟料顆粒被抽入煤磨系統而造成明火燃燒，特別是當停磨后，若沒有排空系統內的煤粉和可燃氣體，重新開磨抽風時，容易引起明火燃燒。

（2）防止靜電火花產生。將濾袋和管道、器壁連接起來一起接地，以防止產生靜電火花而引起燃爆。

（3）防止硬摩擦產生火花。加強巡檢，防止金屬 操作規程操作，加強現場和窯的中控操作人員的聯物件進入磨盤和磨輥之間硬性摩擦產生火花而引起，發現異常問題及時報告處理。

（4）防止設備檢修時帶人明火。應嚴格按操作規程進行煤磨系統檢修，在系統存在燃燒危險的情立式煤磨系統的安全穩定運行，關系到全廠生況下，不允許進行焊接作業。

2.4改進系統工藝設計，消除燃爆隱患水泥生產系統癱瘓，造成極大的經濟損失和人員傷

（1）改進窯頭取風工藝。所以，要從思想上加以重視，在系統的設計中要對已采取窯頭取風的廠，可在取風管道和篦冷充分考慮各種因素的相互影響，避免不合理的工藝機接口處，加掛鏈條；在熱風管道上加裝旋風筒；將設計在中控操作過程中，要注意各參數的動態平取風位置放在窯頭電除塵器后面，這樣就能夠保證衡；在現場管理過程中，嚴格遵循現場操作規程，使烘干氣體的潔凈，防止細小的紅熱熟料顆粒進入磨煤磨系統安全穩定運行得到有效保證。

（2）在系統設計中采用窯尾取風方案。因為窯尾廢氣溫度一般在350℃左右，φ（O₂）在 4％左右，基本上是惰性氣體，有利于安全生產和穩患。

（3）管道避免水平鋪設上升管道傾角至少大于70°，下降管道傾角至少大于70°。（煤粉靜止堆積角為25°～30°），管道內壁應光滑；選取管內風速要適當，既要考慮避免管內堆 ，容易積煤粉，又要考慮節省能源，減少磨內磨損及對袋除塵器的損壞；管道和袋除塵器殼體應敷設保溫層。

來源：《立式磨機神海制造的博客》

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