火电厂煤场自燃的原因分析及控制措施.doc

火电厂煤场自燃的原因分析及控制措施火力发电厂的主要燃料是煤炭，为了保证锅炉用煤，一般都建有一个或多个贮煤场，基本为露天堆放，不防雨雪和日晒。煤与空气的接触，不仅会风化，使煤的质量变坏，而且还会常常发生煤堆发热和自燃现象，从而造成能源的浪费，环境的污染，同时也给安全生产带来了相当大的隐患。近几年，在火电厂实施职业健康安全管理体系过程中，都会把贮煤场煤堆的自燃识别为危险源，进行风险评价，找出治理措施，尽可能地防止煤堆自燃现象的发生。那么造成煤堆自燃的原因是什么呢？普遍认为，煤的自燃是由煤氧复合作用而产生的。由于外力的作用，破坏了煤体原始状态下的完整性，煤体表面分子的平衡状态也被破坏。当煤体与空气接触后，空气中的氧便会随着空气的流动而进入煤体内部。平衡状态被破坏的煤表面分子与氧气接触，形成新的平衡状态，迅速与氧发生物理吸附、化学吸附及化学反应等一系列变化，产生并放出热量。在一定的蓄热条件下，当煤体释放的热量大于向环境散失的热量时，热量积聚使煤体温度上升，最终便导致煤体发生自燃。不难看出，煤体自燃发生机率的大小受水份、空气中氧气及散热条件的直接影响。笔者结合火电厂煤场生产管理的施行经验，总结出以下几方面影响煤体自燃的因素。〔1〕煤的硫份对自燃的影响煤中含有一定的硫份，硫在一定温度下化学性质会发生变化，生成氧化硫，氧化硫遇水生成稀硫酸，这一系列氧化反应过程为放热过程，从而提升了煤堆中的温度。因此，一般来说，含硫量高的煤更易发生自燃。〔2〕煤的挥发份对自燃的影响煤中挥发份的主要成分是低分子烃类，如甲烷、乙烯、丙烯、-氧化碳、二氧化碳、硫化氢等。煤的挥发份大大地降低了煤体自燃的祸源温度。依据观察和统计说明，挥发分较高的煤，即使是同样条件下的露天存贮，发生自燃的机率也要比挥发分较低的煤大一倍。依据煤场生产管理人员的观察，高挥发分的煤种〔Vad＞28%以上〕，当温度达50~60℃时，一、二日内便会发生自燃，且来势较猛；较低挥发分的煤种〔Vad＜21%以下的煤种〕，一般要到80℃以上，才会发生自燃现象。〔3〕水份对自燃的影响在一定程度上，煤堆中一定量的水份对煤的自燃起到催化作用。当煤中水份处于引起自燃的临界范围内时，它可以促使煤各种放热反应的进行。如硫份的酸化等会产生大量的热量，产生的热量又加快了氧化反应过程，加剧了煤的自燃。但有研究说明，当煤中水份超过12%时，由于水份的大量蒸发移走了热量，自燃趋势反而下降。另外，需要说明的是，潮湿空气中的水份大，会使煤对氧的吸附能力加强，对煤体的自燃也起到一定的促进作用。〔4〕空气中氧气对自燃的影响在各种光、热、雨水等自然力的作用下，煤炭表面与大气中的氧气充分接触后，发生氧化分解与碎裂，并放出热量。同时，形成新的表面，新表面又再次氧化。如此反复循环，导致煤堆温度不断上升，逐渐达到自燃的温度。〔5〕气候条件对自燃的影响经验说明，每年的秋后10~12月份是煤自燃的多发季节。这主要是煤堆在夏末秋初受到雨水和热带风暴伴随的大量降水的影响，煤层被雨水渗透。大量雨水在底部排出时，把煤中的灰分和末粉一起带走，煤层变得疏松，尤其在底部形成了许多空洞，这些空洞给热量的聚积提供了条件。秋后又是风高物燥的时节，大气密度比煤堆内空气密度大得多，所以渗入煤堆内的空气量增大，煤的氧化加剧。此时又常常刮东北风，更有利于煤堆的煽风点火，一旦煤堆燃烧起来，火趋风势，可能一发而不可收拾。了解以上引起煤体自燃的主要因素，可为我们制定和实施控制措施提供指南。依据以上针对煤体自燃的分析，如何减少空气与煤的接触层面，控制煤中的水份含量，做好通风散热措施，是防止煤堆自燃现象发生的关键所在。在火电厂防止煤场自燃的管理施行中，笔者认为以下的方法切实可行。1采纳合理的堆煤方位由于我国地处北半球，阳光照在顶空时偏南，因此，煤堆的方向以南北方向取长为好。这样，东西两面可以半天日照，半天背阴，以减小阳光对整体煤堆的直接照耀面，从而减少煤堆中太阳辐射的热量聚集。另外，每座煤堆可堆成长方形，并使煤堆的长向与主导风向平行，以减少煤堆与空气的接触。2选择适当的堆煤场地堆煤的场地以水泥地面最为理想，地面不宜铺垫空隙度较大的炉渣等物，以防空气由此进入煤堆而增加自燃的危险。场地四周应设有排水沟与煤泥沉淀池，以便排除积水及回收煤泥。煤堆的地势最好比四周稍高一些，以保证排水的通畅，减少水量积聚，便于有效控制煤中水份的含量。3采纳合理的堆煤方式尽量在较低的温度下贮存煤炭，避开中午烈日下进行堆煤，以减少热量的携带。块煤、粉煤混在一起的煤堆，由于煤堆里面既有相当多的空气可以把煤氧化，空气又不能畅通，所以氧化时产生的热量就容易积聚在煤堆里而使温度迅速升高。因此，块煤和粉煤以分开贮存为宜。煤堆不宜过高，相邻两煤堆之间还应留有一定的防火间距。含硫份、挥发份高的煤应分成小堆堆放，不同种类的煤与混合