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煤粉倉自燃原因分析及其預(yù)防措施

文檔作者：何文明文檔來源：云南紅塔滇西水泥股份有限公司		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年08月27日
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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(yùn)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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情況時有發(fā)生。特別是近幾年，燃煤采購難度不
斷加大后，煤質(zhì)波動頻繁，自燃問題更為突出，僅
2017年就發(fā)生了13次，直接造成停窯2次，在對生
產(chǎn)造成影響的同時，更為重要的是造成了很大的生
產(chǎn)安全風(fēng)險，處置難度較大。為此，進(jìn)入2018年以
來，公司把“消除煤粉倉自燃安全隱患”作為精益
課題項目進(jìn)行攻關(guān)。本文結(jié)合攻關(guān)全過程，把有關(guān)
情況進(jìn)行簡要總結(jié)，供同仁們參考。
1 設(shè)計與管理缺陷
1.1 設(shè)計存在明顯的結(jié)構(gòu)缺陷
主要表現(xiàn)在：一是煤粉倉設(shè)計時理論容量僅
有30 m3，約21 t左右，日常生產(chǎn)中倉壓不足，造
成下煤穩(wěn)定性較差；二是煤粉倉柱體與錐體之間
連接時設(shè)置了一個寬度為25 mm的水平圓環(huán)臺段，
即柱體直徑為Ф3.0 m，但與之對接的錐體口徑只
有Ф2.5 m，這樣的對接方式對于煤粉倉設(shè)計是大
忌；三是煤粉倉錐體壁面與水平面的交角只有65°
左右，與當(dāng)前煤粉倉錐體“長腿褲”式設(shè)計理念有
明顯差距，極易加重下煤阻力，形成煤粉滯留邊壁
粘附問題。
1.2 生產(chǎn)管理存在的缺陷
多年來，行動上“重生產(chǎn)、輕安全”：一是
沒有形成良好的定期放倉清理內(nèi)部結(jié)塊積料制度；
二是長時間停窯時對煤粉倉與空氣隔離密封措施做
不到位；三是為改善倉內(nèi)下煤順暢度而不斷在增加
鼓入空氣的點和量；四是故障停窯或檢修后點火升
溫恢復(fù)生產(chǎn)過程經(jīng)常低風(fēng)溫開磨制備煤粉入倉；五
是輸煤管道及秤體各部位出現(xiàn)磨損后處理過于簡單
而改變了內(nèi)部結(jié)構(gòu)；六是對送煤風(fēng)量的控制在理解
上存在偏差。
2 煤粉倉內(nèi)部自燃原因分析
為了排查清楚頻繁發(fā)生自燃之根源，我們采
取了不同的途徑進(jìn)行探索。首先，采取把出煤磨風(fēng)
溫由正常的60～65 ℃下調(diào)為40～45 ℃，以降低入
倉煤粉溫度，為期一個月，結(jié)果證明基本無效；其
次，采用適當(dāng)降低煤粉倉重，增加煤磨開停次數(shù)，
加快煤粉置換速率，結(jié)果同樣無效。
從煤粉引起自燃的一般性原理方面來講，積
存的煤粉與空氣中的氧長期接觸氧化時，會發(fā)熱使
溫度升高，而溫度的升高又會加劇煤粉的進(jìn)一步氧
化，若散熱不良時會使氧化過程不斷加劇，最后使
溫度達(dá)到煤的燃點而引起煤粉的自燃。對照我公司
3號生產(chǎn)線煤粉倉及其喂煤秤系統(tǒng)狀況可知，首先
有引自送煤羅茨風(fēng)機(jī)約70 ℃的大量空氣被引入喂
煤秤及其錐體內(nèi)部，自下而上經(jīng)過倉錐體、柱體、
收塵管道排入收塵器；其次是煤粉倉錐體邊壁結(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。總而言之就是滯留的
煤粉和鼓入的空氣最終造成了自燃，缺一不可。
為了驗證以上自燃原因的成立，公司進(jìn)行了
相應(yīng)試驗，先把煤粉倉內(nèi)部清理干凈，然后恢復(fù)生
產(chǎn)，把鼓入倉錐體、喂煤秤的所有進(jìn)風(fēng)點全部打
開，出磨風(fēng)溫正常控制，持續(xù)了大約一周，結(jié)果證
明在倉錐體內(nèi)邊壁未形成粘附滯留、倉內(nèi)煤粉正常
置換使用的情況下，始終未出現(xiàn)自燃現(xiàn)象。
3號生產(chǎn)線喂煤秤系統(tǒng)現(xiàn)場布置情況由圖1、
圖2上下疊加即是，圖中標(biāo)注了取自送煤風(fēng)機(jī)的純
凈風(fēng)從各部位鼓入的情況。
圖1 喂煤秤各個進(jìn)氣點示意圖
3 消除自燃的技術(shù)措施
從上述情況可知，設(shè)計缺陷不少，但是從現(xiàn)
場混凝土框架及其樓層布置情況來看，現(xiàn)場無法改
變已成為定局，只能是在現(xiàn)有條件下進(jìn)行局部優(yōu)化
改造和強(qiáng)化管理。
3.1 形成定期清倉制度
通過生產(chǎn)實踐證明，雖然倉本身存在結(jié)構(gòu)缺
陷，但是內(nèi)部結(jié)皮結(jié)塊清干凈以后，下煤順暢度不
存在問題，無需任何外部鼓入的助流氣體即可滿足
正常生產(chǎn)。因此，凡是遇停窯大修或長時間停機(jī)，
都要求放空煤粉倉進(jìn)行檢查和清理內(nèi)邊壁，努力減
少煤粉滯留現(xiàn)象，做到先進(jìn)先出，及時置換。
3.2 改造熱風(fēng)管道，避免冷風(fēng)制備煤粉
2019年第2期
No.2 2019 何文明：煤粉倉自燃原因分析及其預(yù)防措施 經(jīng)驗之談
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水分較高的煤粉粘附性能較強(qiáng)，入倉后極易
粘結(jié)在錐體內(nèi)邊壁造成煤粉滯留，因此低溫開煤磨
是生產(chǎn)之大忌，也是煤粉發(fā)生滯留自燃的重要根
源。針對入煤磨風(fēng)溫總體偏低的實際情況，將篦冷
機(jī)抽風(fēng)口位置朝高溫方向移動了1.3 m，以提高風(fēng)
溫。原工藝設(shè)計時并未考慮停窯磨煤供熱風(fēng)問題，
靠相對原始的在篦冷機(jī)內(nèi)部燒柴供風(fēng)，從根本上滿
足不了需要。根據(jù)現(xiàn)場狀況，我們把靠近窯平臺的
其中一段熱風(fēng)管改造為簡易熱風(fēng)爐，內(nèi)部鑲砌耐火
材料，實現(xiàn)了燒柴油供熱風(fēng)，可根據(jù)需要靈活控制
風(fēng)溫，杜絕了冷風(fēng)制備煤粉的情況，倉錐體內(nèi)壁粘
結(jié)現(xiàn)象大幅度減少。
圖2 喂煤秤測量及輸送區(qū)域示意圖
3.3 加大煤粉倉容量
根據(jù)現(xiàn)場空間極限，把頭煤倉、尾煤倉柱體
部分分別加高2 m，加高后倉容量比原設(shè)計時增加
了大約47%，增大倉壓后有利于改善下煤狀況，同
時還能更好地應(yīng)對故障停窯恢復(fù)生產(chǎn)時用煤需要。
3.4 規(guī)范煤粉倉密封制度
針對以往長時間停窯時對煤粉倉密封工作管
理較為粗放的問題，出臺了相應(yīng)的管理制度，形成
密封工作任務(wù)單、拆除工作任務(wù)單、什么人負(fù)責(zé)、
用什么材料、如何密封等具體規(guī)定，確保停運(yùn)期間
倉內(nèi)煤粉從根本上與空氣隔離。
3.5 停止使用空氣助流
通過定期清倉、改善熱風(fēng)溫度等措施，尤其
是杜絕了冷風(fēng)制備煤粉的現(xiàn)象以后，煤粉倉錐體內(nèi)
部粘結(jié)滯留問題得到明顯改觀，下煤順暢，能滿足
正常生產(chǎn)需要。因此，鼓入測量輪、喂料倉、攪拌
倉、錐體等各部位的羅茨風(fēng)機(jī)氣體逐步被關(guān)閉，最
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
終實現(xiàn)了“人為鼓入空氣量為零”的管理目標(biāo)。
3.6 喂煤秤系統(tǒng)檢修形成規(guī)范化
喂煤秤作為水泥熟料生產(chǎn)線的精密設(shè)備，各
部位出現(xiàn)損壞時，要避免采用簡單化“補(bǔ)丁式”處
理，應(yīng)訂購原模原樣的備品備件進(jìn)行更換或修復(fù)。
比如煤粉經(jīng)計量后與送煤風(fēng)混合的初始段是最容易
磨通的部位，磨通后一旦采用打背包式處理，內(nèi)部
就會形成凹槽，阻礙正常輸送，產(chǎn)生返風(fēng)入煤粉倉
現(xiàn)象，增加了自燃幾率。發(fā)現(xiàn)此問題后，我們及時
對相應(yīng)部位都進(jìn)行了更換恢復(fù)原狀。
3.7 優(yōu)化輸送煤粉用風(fēng)
對于尾煤來講，由于輸送距離相對較長，垂
直提升高度大，對管內(nèi)風(fēng)速要求較高，一般宜大不
宜小，不能在輸送管道內(nèi)部形成沉降股狀流，否則
會造成輸送不流暢促使送煤風(fēng)返混到喂煤秤里面后
入倉，因此將尾煤放風(fēng)全部關(guān)閉。故障停窯實施強(qiáng)
制保溫時，窯系統(tǒng)內(nèi)部熱煙氣也會順著管路進(jìn)入喂
煤系統(tǒng)，因此窯系統(tǒng)處于強(qiáng)制保溫時，送煤風(fēng)機(jī)不
能停運(yùn)。
4 結(jié)束語
在仔細(xì)排查原因及分析的基礎(chǔ)上，在客觀條
件無法進(jìn)行大的改變的情況下，我們通過采取以上
7個方面的措施后，公司煤粉倉頻繁自燃的生產(chǎn)安
全隱患得到了管控。2018年全年僅出現(xiàn)了一次煤粉
倉錐體內(nèi)部自燃現(xiàn)象，并且是在未影響到窯系統(tǒng)運(yùn)
行的情況下將其消除，應(yīng)該說做到了對癥下藥，采
取的預(yù)防措施效果明顯，今后將繼續(xù)固化有關(guān)措
施，使煤粉倉生產(chǎn)安全管控實現(xiàn)良性循環(huán)。
（收稿日期：2018-12-30）

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