火电厂煤场自燃分析及预防

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  [摘要]本文简要阐述了自燃形成的原因和影响因素;结合作者工作实践,提出了煤炭自燃的见解和防治措施。
  [关键词]煤炭;自燃;预防
  引言
  火电厂一般要储存7~15天的用煤量,以某电厂为例,煤场每日库存在16~30万吨左右。如此庞大的数量,一旦发生自燃将带来很大的经济损失并造成一定的环境污染。因此,了解煤场自燃的机理,分析影响自燃的诸多因素,结合电厂的实际情况充分做好综合防治工作,意义深远。
  1、煤的自燃原因
  煤在无需外火源加热,而受其自身氧化作用所产生的积蓄热引起的着火就称为煤的自燃。
  煤是在常温下会发生缓慢氧化的物料,它受空气中氧的作用而被氧化产生的热量聚集在煤堆内部,而温度的升高又会加速煤的氧化,当温度升高到60℃后,煤堆温度会加速上升,若不及时采取措施,就会发生煤堆自燃。
  2、影响自燃的因素
  影响煤堆自燃的因素很多,主要包括煤的性质、组堆工艺过程、气候条件等。
  (1)煤的性质
  煤的变质程度对煤的氧化和自燃具有决定意义。一般变质程度低的煤,其氧化自燃倾向大。在电煤日常煤质检测项目中,一般含硫量和挥发分高的煤比较容易自燃。煤中水分对其氧化速度也有相当大的影响,煤堆中水分蒸发生成大量汽化热,热量在煤堆较高部位出现聚积,这样就更加剧了煤的氧化和自燃。
  (2)组堆的工艺过程
  在组堆时,煤块与煤末有偏析现象,在煤堆底部内形成大量空洞,空气可自由透入。当煤开始氧化放热时,这些空洞给热量聚积创造了有利条件,从而也促进了煤堆温度的迅速提高,因此自燃也大多发生在这个部位。
  (3)气候条件
  大气温度、大气压力波动、风力风向、雨雪量等因素,都会影响自燃的发生。秋冬过渡时期是煤堆自燃高发时期,尤其是气温骤降(特别是下降10℃及以上),由于气压和风力的作用,使煤堆内外空气对流加速,容易发生自燃。
  3.煤场自燃的综合防治措施
  由于各种煤性质不同,热损和自燃特性有很大的差异。因此,结合不同煤质,在不同时期预防和处理自燃,十分重要。
  3.1煤场自燃的预防措施
  电厂一旦建成投运,煤场的选址、煤堆的朝向对煤场自燃影响是固有的了,而煤种和煤质随市场的波动往往不能随心选择,况且有些影响自燃的元素并不作常规检测。因此,这里主要就煤场的组堆工艺及组堆后的维护进行探讨。
  3.1.1合理堆煤
  堆煤要求平整,层层压实,每层不易太高。尽可能不要抛堆,减少煤的偏析。对煤堆底部周边进行覆盖和辗压,这一点很重要。
  如果压实后的煤堆发生自燃,清场时往往会发现其自燃区域是点状的且呈弧形分布,与斗轮机斗臂回转的轨迹基本吻合,因此回转堆煤可能会增加煤堆自燃,光从这方面来说,点堆会好一些。
  3.1.2存新取旧
  根据有关资料介绍,燃煤露天存放前15天发热量下降最快,超过30 天将下降放缓。在煤场贮存一定数量的安全用煤后,对符合标准的来煤可随来随烧,不必采取过于频繁地轮换存取的方法。频繁堆煤和取煤,会增加煤场的作业量,还将造成煤堆松散不平,增加偏析煤。因此,遵循存新取旧原则的同时,要根据煤种特性,有区别地设定存放时间与清场时间间隔。一般储存部分煤炭暂时不动,而安排一部分区域供反复堆取。
  3.1.3清场
  清场是预防发热自燃最有效、最彻底的措施,应根据不同煤种特性和煤堆测温情况,有序安排清场。在秋冬季自燃易发之前,尽量将所有煤堆清理一遍。每次清场结束后,要晾上几天,充分释放余热,对温度高的地面可浇水降温。
  3.1.4压煤
  压煤是预防自燃的简单有效的重要方法。
  不压实的煤堆容易发生自燃,而且一旦开始自燃,发展迅猛、范围广大,往往程片状、面状。
  为了探究填平压实堆煤的实际效果,对这一煤堆的相关数据进行了分析。该煤堆长80米、宽30米、高7米,储存时间2年。借助推土机从煤堆顶部推出一道约5米深的坑,发现没有热汽,煤炭色泽良好(与新堆煤相近)。对深坑里的煤炭进行测温和取样化验,测得温度30℃,和其它新堆煤堆相近;折算到存放时的全水分,低位热值为5264大卡(比存放时5400大卡下降2%),下降幅度与存放3个月的煤炭相似。而附近松软的煤堆,存放半年,测得温度在50℃左右,推开来明显有热汽。从这个实验可以看出,充分压实是露天煤场保管煤炭很有效的方法。
  3.2自燃的处理
  煤场的自燃重在预防,一旦发生自燃,根据不同阶段和不同程度,处理方式有所不同。
  (1)当发热冒烟、自燃发生在煤堆浅层,或煤堆不大,那么可以用推土机或铲车将发热自燃的煤与主煤堆分离或推散开来,充分浇水降温、灭火。
  (2)当发热冒烟、自燃发生在大煤堆深处,又无法倒堆,那么首选用推土机反复压实,窒息灭火。而此时,浇水是不可取的,由于很难对自燃点及附近区域进行全面有效地降温,加湿煤堆反而会加速和扩大自燃。当然,推土机无法操作的地方,或有明火产生时还是需要先浇水灭火。
  (3)清场是处理自燃最有效最彻底的方法。根据不同的煤质和季节,合理安排各块煤场清场。取清场煤时,一旦打开发热煤堆,由于大量空气进入,很有可能会冒烟甚至发生明火,在上煤仓前必须首先灭火。
  (4)处理自燃,不管是浇水还是推压煤,均应在上风向作业,做好防护措施,避免CO、SO2等烟气中毒。
  结束语
  煤炭占火电厂发电成本近80%,而煤炭贮存是生产经营中的一个重要环节。因此,企业应采取切实措施,消除自燃隐患,降低燃煤损耗。
  参考文献
  [1]曹長武《火力发电厂用煤技术》.中国电力出版社,2006.
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