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圓形煤場防止煤自燃的安全措施

文檔作者：王佳鵬，顏廷微，南宏，齊威然，南罕言文檔來源：東北電力設(shè)計(jì)院		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2022年08月28日
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2011年6月
第39卷 第3期(總第214期)
吉 林 電 力
Jilin Electric Power
Jun．2011
Vo1．39 No．3(Ser．No．214)
圓形煤場防止煤自燃的安全措施
Safety M easures of Coal Spontaneous Conbustion Prevention for Circinal Stackyard
王佳鵬，顏廷微，南 宏，齊威然，南罕言
(東北電力設(shè)計(jì)院，長春130021)
摘要：針對煤的自燃影響圓形煤場安全問題，對煤的水分、揮發(fā)分、硫的含量及顆粒度等影響其自燃因素進(jìn)行了
論述，介紹了圓形煤場設(shè)計(jì)中應(yīng)采取的控制存煤時(shí)間、邊坡處先回取、降低煤堆高度、灑水降溫等防止煤自燃的有
效措施。
關(guān)鍵詞：煤；圓形煤場；白燃
中圖分類號：TQ530．2；TU249．9 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：B 文章編號：1009—5306(2011)03—0014—02
煤中的活性物質(zhì)與氧發(fā)生反應(yīng)，放出大量的熱
在一定條件下引起煤的自燃，影響煤場的安全。煤的
自燃與煤的組成及顆粒度有關(guān)，揮發(fā)分、硫含量
高、顆粒度低容易導(dǎo)致煤自燃，為確保煤場的安全，
要在了解影響煤自燃因素基礎(chǔ)上，控制存煤時(shí)間，防
止長時(shí)間堆放引起自燃；邊坡處先回取，防止由于邊
坡大塊煤過多，空隙大、氧氣充分引起自燃；降低煤
堆高度、灑水降溫、電氣設(shè)備防爆等防止煤自燃的
措施。
1 煤的自燃機(jī)理
煤中的活性物質(zhì)與氧發(fā)生化學(xué)反應(yīng)放出大量的
熱，這些熱量如不及時(shí)散發(fā)會使煤堆的溫度升高，溫
度的升高又促進(jìn)煤的氧化，放出更多的熱量，煤溫每
升高10 C其氧化速度增加一倍，當(dāng)煤溫度達(dá)到60～
70 C時(shí)，煤的氧化速度急劇加快，燃點(diǎn)急劇降低，當(dāng)
煤溫升高到一定值時(shí)煤就會自行燃燒。
2 影響煤自燃的因素
煤自燃與煤的組成及顆粒度有很大關(guān)系，其中
以煤的水分、揮發(fā)分、硫及顆粒度影響較大。
2．1 水分的影響
水分對煤的自燃有很大的影響，煤在開采、運(yùn)
輸、貯存時(shí)由于各種原因都可能使煤的水分有所增
收稿日期：2011-04—18
作者簡介：王佳鵬(1976一)，男，工程師，從事輸煤系統(tǒng)設(shè)計(jì)工作。
· 14 ·
加，煤中水分的蒸發(fā)可以使煤塊發(fā)生爆裂，增加了煤
與空氣接觸的表面積，有利于煤吸氧量的增加，加快
氧化進(jìn)程，煤被水浸潤時(shí)，有熱量放出，此熱稱為潤
濕熱。潤濕熱可以使煤溫升高幾攝氏度甚至是幾十
攝氏度，但溫度越高水分蒸發(fā)的越快，蒸發(fā)的水分可
以帶走熱量，如果煤在氧化過程中所產(chǎn)生的熱量低
于水分蒸發(fā)時(shí)帶走的熱量，煤的自燃就會有明顯的
延時(shí)。
2．2 揮發(fā)分影響
揮發(fā)分是在規(guī)定條件下隔絕空氣加熱，煤中有
機(jī)質(zhì)受熱分解析出的產(chǎn)物。高揮發(fā)分的煤容易氧化
而發(fā)生自燃。隨著揮發(fā)分的增加，氧化后煤的燃點(diǎn)
下降。當(dāng)揮發(fā)分大于3O 時(shí)，燃點(diǎn)下降幅度較大，煤
自燃的溫度隨煤揮發(fā)分含量的增高而降低，當(dāng)揮發(fā)
分為15 ～3O 時(shí)自燃點(diǎn)為270～300 C，當(dāng)揮發(fā)
分為4O 時(shí)自燃點(diǎn)為210 C，高揮發(fā)分煤種自燃趨
勢很大。
2．3 硫及顆粒度影響
a．硫在煤中以3種形態(tài)存在：有機(jī)硫、無機(jī)硫
(硫化物)和單質(zhì)元素硫，硫在250 C左右時(shí)能夠自
燃，有機(jī)硫和單質(zhì)元素硫均可以在空氣中燃燒并放
出熱量，硫的氧化所需要的溫度較低。煤中硫化鐵，
單質(zhì)硫與氧氣發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，放出的大量熱使周圍
煤的溫度升高，加快了氧化速度。不僅如此，黃鐵礦
氧化放熱也使周圍煤塊產(chǎn)生熱裂爆，增加了煤與空
氣接觸的機(jī)會，為氧化創(chuàng)造了條件，硫化鐵質(zhì)量分?jǐn)?shù)
達(dá)到2 ，燃燒所放出的熱量可使周圍煤的溫度提
2011年6月
第39卷 第3期(總第214期)
吉 林 電 力
Jilin Electric Power
Jun．2011
Vo1．39 No．3(Ser．No．214)
高到240
性越大。
C，由此可見煤的含硫量越高自燃的可能 3．2 設(shè)置專門場地處置特殊煤
b．相同質(zhì)量的煤由于其粒度不同，表面積不
同，粒度越小表面積越大，與氧氣的接觸機(jī)會越多。
粒度降低到一定程度時(shí)，煤中原封閉的微孔均暴露
在空氣中，空隙率的增加使煤表面的各種活性物質(zhì)
與氧發(fā)生反應(yīng)放出熱量的速度也增加。煤的顆粒越
小使其放熱效應(yīng)越強(qiáng)、也就越易自燃。煤的粒度對熱
傳導(dǎo)和氣體擴(kuò)散有較大影響，煤粒度越小，自燃的趨
勢越大。
3 防止煤自燃的措施
圓形煤場雖然為封閉結(jié)構(gòu)，解決了雨水浸濕、陽
光照射和風(fēng)吹等引起自燃的外部條件，但內(nèi)部仍與
大氣連通，通風(fēng)良好，新鮮空氣充足，具有較高的自
燃風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)有針對性地采取以下措施，減少或延緩煤
自燃的發(fā)生，保證煤場的安全。
3．1 控制存煤時(shí)間及邊坡處優(yōu)先回取
a．電廠煤存儲量越大存放的時(shí)間就越長，煤的
氧化程度越深，其自燃的可能性也就越大，而一旦發(fā)
生自燃，在封閉的圓形煤場中處理自燃煤是比較困
難的，為此應(yīng)控制煤炭的存儲周期，在圓形煤場設(shè)計(jì)
時(shí)應(yīng)盡量做到使存煤“先進(jìn)先出”。
b．圓形煤場的堆料是由圓形堆料機(jī)高拋堆積
完成，在煤的堆積過程中，煤將產(chǎn)生離析，煤中大塊
將在煤的邊坡，此處煤中空隙大，便于空氣流通，氧
氣充分，極易造成煤堆邊坡處煤的自燃，在實(shí)際運(yùn)行
操作中應(yīng)優(yōu)先回取，以消除隱患。
對高表水的煤，應(yīng)予特別注意。在夏季特別是發(fā)
生連陰雨的時(shí)候，應(yīng)在圓煤場中留出一塊空地，專門
存放那些水分大的煤，在確認(rèn)這些煤在運(yùn)往主廠房
的過程中不會造成輸煤系統(tǒng)堵塞的情況下盡快
送出。
3．3 降低煤堆高度及灑水降溫
a．當(dāng)煤場內(nèi)存煤長時(shí)間儲存量較大時(shí)，電廠在
實(shí)際運(yùn)行中通常將煤集中到某一個(gè)區(qū)域內(nèi)堆高儲
存，這種方法不宜提倡。因?yàn)槊憾演^高時(shí)，煤堆下部
的煤氧化后所放出的熱量不易散發(fā)，易使煤堆內(nèi)部
的溫度升高，引發(fā)自燃。
b．存儲易自燃煤時(shí)，應(yīng)選擇大直徑、低堆高的
圓形煤場以降低煤自燃的概率。保持煤中適度的水
分，通過蒸發(fā)散熱有利于延緩煤自燃的速度。設(shè)計(jì)時(shí)
應(yīng)在煤場內(nèi)設(shè)置灑水設(shè)施，實(shí)際運(yùn)行時(shí)可根據(jù)具體
情況進(jìn)行灑水降溫作業(yè)。
3．4 電氣設(shè)備防爆及設(shè)置監(jiān)測裝置
a．圓煤場中各種電氣設(shè)備的設(shè)置期中包括屋頂
照明設(shè)施，安全監(jiān)測系統(tǒng)及各種動力電源設(shè)備應(yīng)設(shè)
置防爆系統(tǒng)，以防止粉塵爆炸等意外情況的發(fā)生。
b．為預(yù)防煤場自燃，實(shí)時(shí)掌握煤堆內(nèi)部情況，
對煤堆內(nèi)溫度和可燃?xì)怏w進(jìn)行實(shí)時(shí)監(jiān)測。在煤場四
周擋墻一定高度上設(shè)置溫度檢測裝置，在煤場上部
選擇適當(dāng)位置安設(shè)可燃?xì)怏w、煙氣監(jiān)測裝置，運(yùn)行人
員根據(jù)監(jiān)測情況，及時(shí)對臨界自燃的煤進(jìn)行處理，可
以有效預(yù)防煤場內(nèi)煤的自燃。
(編輯韓桂春)
部分電力名詞的英文縮略語及中英文全稱(1)
(本刊編輯部)
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