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水泥廠粉料儲庫安全設(shè)計的探討

文檔作者：吳東業(yè) 文檔來源：成都建筑材料工業(yè)設(shè)計研究院有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2021年07月25日
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中圖分類號：TQ172 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1008-0473(2019)02-0071-03 DOI編碼：10.16008/j.cnki.1008-0473.2019.02.014
水泥廠粉料儲庫安全設(shè)計的探討
吳東業(yè)
成都建筑材料工業(yè)設(shè)計研究院有限公司，四川 成都 610051
摘 要 2018年以來，我國水泥行業(yè)清庫安全事故頻發(fā)。物料板結(jié)、起拱、 形成固定漏斗、充氣設(shè)施損
壞等是粉料儲庫堵塞的根本原因。建議優(yōu)化充氣系統(tǒng)，選擇合適的風(fēng)動設(shè)備，并力求使用干空氣；根據(jù)不同
粉狀物料的特性，控制其粉狀物料入庫的水分；重視圓庫庫頂?shù)姆浪O(shè)計；設(shè)置排空倒庫設(shè)施；設(shè)計院在設(shè)
計時，將清庫設(shè)施作為檢修安全設(shè)施來配置，至少應(yīng)該預(yù)留安裝清庫設(shè)施的軌道和檢修平臺等；主管部門及
時制訂清庫設(shè)備制造標(biāo)準(zhǔn)，適應(yīng)市場需求。
關(guān)鍵詞 儲庫堵塞 清庫安全 板結(jié) 起拱 干空氣 水分 防水 清庫設(shè)施
0 引言
2018年以來，我國水泥行業(yè)發(fā)生了多起水泥
廠清庫安全事故，給水泥行業(yè)安全生產(chǎn)敲響了警
鐘。隨著水泥生產(chǎn)規(guī)模的大型化，水泥物料的單庫
儲存量也由之前的千噸級向萬噸級躍進(jìn)，甚至有的
還超過了10萬噸級，因此對水泥行業(yè)的產(chǎn)業(yè)升級提
出了更高的技術(shù)和管理要求，設(shè)計和裝備水平也應(yīng)
跟上形勢。本文就有關(guān)水泥廠清庫安全工作進(jìn)行梳
理，總結(jié)經(jīng)驗教訓(xùn)，對物料堵庫原因進(jìn)行分析，有
針對性地提出設(shè)計注意事項，改進(jìn)設(shè)計和消除安全
隱患，加強(qiáng)安全生產(chǎn)管理，做到防范于未然。
1 2018年以來的較大儲庫安全事故回顧
2018年1月9日，ZLJY水泥廠，在進(jìn)行Φ15
m×39 m水泥儲存庫清倉作業(yè)時，因側(cè)方水泥大量
結(jié)塊掉落發(fā)生事故，造成6人遇難。
2018年1月22日，LXHL水泥廠，外委單位在
三號水泥庫清庫過程中，庫壁物料出現(xiàn)塌方，將三
名外委單位工作人員掩埋，造成1死2傷。
2018年2月6日，ZJGHL水泥廠，外委單位在
Φ15 m×37.2 m生料庫清料過程中，庫內(nèi)積料突然
坍塌，將正在庫內(nèi)作業(yè)的1名員工掩埋，搶救無效
死亡。
2018年4月8日，HNSF水泥廠，在落實停產(chǎn)整
改時，其中對制成車間調(diào)配庫石膏庫巡檢，巡檢工
在庫內(nèi)頂部巡檢時，不慎滑入庫內(nèi)，當(dāng)班班長施
救，一同墜入庫內(nèi)，造成2人窒息死亡。
2018年5月1日，YTAD水泥廠清庫作業(yè)時發(fā)生水泥
塌方，有4名作業(yè)人員落入水泥庫內(nèi)，造成2死2傷。
2018年5月26日，PCYB水泥廠，在清理水泥
一線3號Φ12×40 m水泥庫過程中，因水泥庫壁出
現(xiàn)物料塌方，導(dǎo)致庫內(nèi)3名作業(yè)人員及1名監(jiān)護(hù)人員
被掩埋，僅1人被安全救出。
2018年5月29日，LWBS水泥廠，該企業(yè)正計劃
進(jìn)行水泥庫清庫作業(yè)，施工方工作人員在檢查水泥
作業(yè)環(huán)境時被傾瀉而下的水泥掩埋，致1人死亡。
2018年6月15日，BMSHL水泥廠，疑似進(jìn)行鏟
料作業(yè)時，物料垮塌致使其被掩埋，發(fā)生中毒窒息
事故，致1人死亡。
2018年7月12日，GSJN水泥廠，電石渣庫檢修
準(zhǔn)備時發(fā)生爆炸事故，造成現(xiàn)場6名作業(yè)人員中4人
死亡，2人受傷。
2018年7月15日，LCXS水泥廠，發(fā)生水泥罐嚴(yán)
重泄露事故，至1人高處墜落窒息死亡。
2018年9月3日，HZYB水泥廠，在進(jìn)行碎石出
料作業(yè)過程中，3名人員從碎石儲存庫卸料觀察孔
進(jìn)入庫內(nèi)處理積料時，積料坍塌將3人掩埋，另外2
人在施救過程中因積料下陷被石料卷入掩埋。事故
共造成4人死亡、1人受傷。
2018年9月3日，HZZF水泥廠，2個水泥儲存
鋼板倉發(fā)生坍塌事故，造成4人死亡，1人受傷。
2 水泥廠物料堵庫的原因分析
水泥廠物料的儲存形式有：原料堆棚、預(yù)均
2019年第2期 新世紀(jì)水泥導(dǎo)報
No.2 2019 Cement Guide for New Epoch 工程設(shè)計與建設(shè)
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化堆場、聯(lián)合儲庫、鋼筋混凝土筒倉、生料均化圓
庫、水泥均化圓庫等，不管采用何種儲存方式，在
使用一定時間后都需要進(jìn)行清庫作業(yè)才能滿足正常
生產(chǎn)，清庫工作存在較大的安全生產(chǎn)隱患。我們必
須了解水泥物料造成堵庫的原因，再找出根源，提
出解決辦法。
2.1 物料板結(jié)
水泥廠較為容易板結(jié)的物料有水泥、生料和
黏土。形成水泥和生料板結(jié)的原因，通常是因為在
儲存圓庫底層的物料經(jīng)常與流化床表面氣流接觸，
流化空氣含有一定的水分，加上庫內(nèi)外溫差會逐漸
形成結(jié)露現(xiàn)象，物料遇水造成板結(jié)，水泥遇水還會
產(chǎn)生水化現(xiàn)象生成水硬性膠凝物，時間長了會造成
儲存庫底流化床表面充氣層被逐漸堵塞，甚至堵
死，致使物料流動性減小直致完全停止流化下料，
加之庫內(nèi)上層物料壓力的影響逐漸形成板結(jié)現(xiàn)象，
時間越長物料板結(jié)越嚴(yán)重直至形成“死庫”。黏土
板結(jié)則是由于黏土具有較好可塑性的物理特性決定的，
隨著黏土含水率增加而可塑性增大，更容易板結(jié)，也
與黏土在庫內(nèi)的靜置時間和上層物料的壓力有關(guān)。
形成庫內(nèi)物料板結(jié)的另一原因，與庫頂?shù)木S
護(hù)結(jié)構(gòu)有關(guān)，受外部雨水侵蝕所致。經(jīng)常由于使用
維護(hù)的原因年久失修，防水層受損，甚至有庫頂積
灰過厚而影響正常排水，雨水順庫頂和庫壁進(jìn)入庫
內(nèi)，漏雨在庫內(nèi)形成團(tuán)狀物料凝固塊，也有雨水沿庫
壁而下造成物料掛壁凝固，形成庫壁懸掛附著板結(jié)。
2.2 物料起拱
粉狀物料在圓庫內(nèi)受物料擠壓、流動收縮的
作用，上部粉料的垂直重力壓在下部粉料時，因物
料流動會在水平方向產(chǎn)生一個膨脹應(yīng)力，當(dāng)水平擠
壓力達(dá)到一定值時粉料便可承受一定壓力，物料會
形成球面應(yīng)力平衡拱架層，將拱架層上部物料壓力
傳到外部區(qū)域直至庫壁，粉料的重力疊加會形成多
層球面拱架層，如果在生產(chǎn)過程中再靜置一段時
間，拱架層會更加穩(wěn)固，隨著下部物料卸出，而形
成下部空洞。由于下部物料的不斷卸出，空洞擴(kuò)大
到一定程度后，支撐力小于物料重力時上部球面拱
架層也會塌落，但塌落不會很徹底，因而會形成部
分掛壁料。
2.3 形成固定漏斗
在粉狀物料的氣力均化卸料過程中，充氣氣
流的大小會改變粉狀物料的流化狀態(tài)，通常在生料
庫和水泥庫底部布置有充氣箱，生產(chǎn)時充入交替強(qiáng)
弱的空氣使物料逐漸流態(tài)化，最終使物料混合均
勻。卸料時在局部流態(tài)化和重力的作用下，粉狀物
料分區(qū)域切割料層，實現(xiàn)平鋪直取達(dá)到均化的目
的，正常生產(chǎn)時庫內(nèi)漏斗為動態(tài)變換的。由于均化
設(shè)施在使用維護(hù)過程中會出現(xiàn)各種狀況，如：電動
閥故障、充氣層堵塞或損壞、充氣管路堵塞、充氣
風(fēng)機(jī)故障等，都會出現(xiàn)某個充氣區(qū)處于長期充氣或
不充氣，充氣區(qū)域連續(xù)出料，不充氣區(qū)域則停止出
料，致使在庫內(nèi)一定區(qū)域形成固定漏斗。固定漏斗
周邊區(qū)域物料由于長時間不流動從而形成物料的結(jié)
塊，導(dǎo)致新入庫物料直接短路出庫，影響物料的均
化效果。
2.4 充氣設(shè)施損壞
目前大多數(shù)生料庫和水泥庫均采用連續(xù)式氣
力均化庫，不僅具有均化作用，還有儲存功能。連
續(xù)式氣力均化庫的核心設(shè)施就是充氣系統(tǒng)，所以充
氣系統(tǒng)的好壞不僅影響均化均化效果，還會造成庫
內(nèi)物料的板結(jié)和堵塞，嚴(yán)重時甚至影響正常出料。
出現(xiàn)較多的充氣系統(tǒng)故障有：充氣層物料堵塞、充
氣層破損、充氣箱進(jìn)氣管堵塞、充氣管路閥門磨
損、電磁閥故障、風(fēng)機(jī)故障等等。
3 圓庫安全措施設(shè)計的建議
3.1 充氣系統(tǒng)的優(yōu)化和干空氣的使用
粉狀物料遇水板結(jié)是造成堵庫的主要原因，
因此在設(shè)計上應(yīng)重視均化充氣系統(tǒng)的設(shè)計和研究，
應(yīng)投入更多的資源針對不同的物料特性、不同的工
況條件、不同的自然環(huán)境條件進(jìn)行設(shè)計，而不是千
篇一律的標(biāo)準(zhǔn)設(shè)計，國內(nèi)就有機(jī)構(gòu)對粉流掣的粉體
動力學(xué)進(jìn)行研究，采用氣動與機(jī)械出料協(xié)同作用，
值得學(xué)習(xí)和借鑒。
粉狀物料含水率容易受空氣濕度的影響，在
充氣氣源的使用上，也應(yīng)根據(jù)物料的特性和當(dāng)?shù)氐?
氣象條件特別是空氣濕度條件，選擇合適的風(fēng)動設(shè)
備，并力求使用干空氣。
3.2 嚴(yán)格控制物料的水分
在水泥工廠粉狀物料的制備過程中，為了滿
足生產(chǎn)過程對水泥燒成和成品使用的要求，粉磨細(xì)
度都控制在0.08 mm，細(xì)小物料容易與水分子結(jié)合
而增強(qiáng)其內(nèi)聚力，內(nèi)聚力會隨著含水量的上升而上
升，從而降低其流動性，影響物料出庫順暢。在生
產(chǎn)流程的設(shè)計上，應(yīng)保證烘干物料用熱和滿足原料
水分變化的烘干工藝，根據(jù)不同粉狀物料的特性，
控制其粉狀物料入庫的水分，如控制出磨生料入庫
2019年第2期
No.2 2019 吳東業(yè)：水泥廠粉料儲庫安全設(shè)計的探討 工程設(shè)計與建設(shè)
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中圖分類號：TQ172.625.3 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B 文章編號：1008-0473(2019)02-0073-03 DOI編碼：10.16008/j.cnki.1008-0473.2019.02.015
煤粉倉自燃原因分析及其預(yù)防措施
何文明
云南紅塔滇西水泥股份有限公司，云南 大理 671000
摘 要 我公司3號生產(chǎn)線煤粉倉及其喂煤秤系統(tǒng)存在設(shè)計缺陷和生產(chǎn)管理不到位現(xiàn)象，煤粉倉內(nèi)部頻繁
出現(xiàn)煤粉自燃現(xiàn)象。煤粉倉錐體邊壁結(jié)煤結(jié)塊較為嚴(yán)重，有部分煤粉滯留在上方，長時間與來自送煤風(fēng)機(jī)約
70℃的純凈空氣接觸，熱量集聚到一定程度后就形成了自燃。在現(xiàn)有條件下進(jìn)行局部優(yōu)化改造和強(qiáng)化管理：
形成定期清倉制度；改造熱風(fēng)管道；加大煤粉倉容量；規(guī)范煤粉倉密封制度；停止使用空氣助流；喂煤秤系
統(tǒng)檢修形成規(guī)范化；優(yōu)化輸送煤粉用風(fēng)。
關(guān)鍵詞 煤粉倉 自燃 清倉 風(fēng)管 容量 密封 檢修
0 引言
我公司3號生產(chǎn)線于2001年投產(chǎn)，其中煤粉制
備系統(tǒng)采用風(fēng)掃式管磨。長期以來，煤粉倉內(nèi)部頻
繁出現(xiàn)煤粉自燃現(xiàn)象，影響窯系統(tǒng)正常生產(chǎn)運行的
2019年第2期 新世紀(jì)水泥導(dǎo)報
No.2 2019 Cement Guide for New Epoch 經(jīng)驗之談
水分小于1.0%。
3.3 圓庫庫頂?shù)姆浪O(shè)計
為防止粉狀物料接觸水分，構(gòu)筑物的防水設(shè)
計尤為重要。目前，大多數(shù)水泥廠圓庫庫頂面設(shè)計
以平屋面為主，較少使用坡屋面設(shè)計。甚至還有不
少的庫頂面做成了水平面，上層屋面又是局部屋
面，隨著儲庫設(shè)計的大型化，庫頂面的水平面較
大，難免造成積水，因此對防水等級要求更高，防
水設(shè)計要求更加精細(xì)。
在防水設(shè)計的做法上，建筑防水等級建議按
一級設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)配置；還應(yīng)根據(jù)雨水流量、暴雨強(qiáng)
度、降雨歷史、匯水面積設(shè)計合理的排水坡度，完
善屋面排水系統(tǒng)；混凝土庫頂結(jié)構(gòu)宜采用結(jié)構(gòu)找
坡，坡度不應(yīng)小于3%；在嚴(yán)寒或多雨地區(qū)，宜在
庫頂平面上加蓋屋頂層；庫頂平面上的預(yù)留孔洞、
檢查孔、人孔等均應(yīng)做凸臺泛水，凸臺高度不應(yīng)小
于250 mm；庫頂平面挑檐不宜小于800 mm，并應(yīng)
在檐口下端設(shè)計鷹嘴和滴水槽（不少的設(shè)計往往忽
視此細(xì)節(jié)）。
3.4 設(shè)置排空倒庫設(shè)施
為了防止物料在儲存圓庫內(nèi)靜置時間過長，
應(yīng)根據(jù)物料的特性、圓庫結(jié)構(gòu)形式、儲存期、物料
含水率、料倉內(nèi)物料流動狀況、檢修周期等因素，
在設(shè)計時把定期排空庫內(nèi)物料和物料循環(huán)倒庫的設(shè)
施考慮進(jìn)去，可設(shè)置外循環(huán)機(jī)械倒庫設(shè)施（如使用
筒倉卸料器、斗式提升機(jī)等），并加強(qiáng)通風(fēng)除塵。
至于排空周期的確定，則由生產(chǎn)管理實際情況而
定，設(shè)計上考慮能實現(xiàn)定期排空庫內(nèi)物料的可能。
3.5 清庫設(shè)備的設(shè)計
目前，設(shè)計院在粉料儲庫的設(shè)計時，幾乎沒
有配置清庫設(shè)備，致使用戶在使用一段時間后，需
要清庫時，再安裝臨時清庫設(shè)施，或以人工清庫為
主，造成較大的安全隱患。建議設(shè)計院在設(shè)計時，
將清庫設(shè)施作為檢修安全設(shè)施來配置，至少應(yīng)該預(yù)
留安裝清庫設(shè)施的軌道和檢修平臺等。目前，也有
不少設(shè)備生產(chǎn)廠家開發(fā)出各種不同規(guī)格用途的清庫
設(shè)備，還有待研究推廣應(yīng)用，相關(guān)行業(yè)主管部門也
應(yīng)及時制訂清庫設(shè)備制造標(biāo)準(zhǔn)，適用市場需求。
4 結(jié)束語
由于安全形勢緊迫，企業(yè)需要更加安全的生
產(chǎn)設(shè)施和檢修設(shè)施，建議從完善設(shè)計入手，完善相
關(guān)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)和設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)，讓設(shè)計出來的產(chǎn)品能為企
業(yè)安全使用，消除安全隱患。
（收稿日期：2018-08-13）

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