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一起噴煤車間煤粉倉爆燃的原因分析及對策

文檔作者：趙春輝王輝文檔來源：寶鋼集團八鋼公司安全監督部		點擊數：	更新時間： 2025年09月04日
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上一篇：軸對稱約束條件下可燃氣云爆燃強度研究

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冶 金 動 力
MEFALLURGICAL POWER
2013年第9期
總第163期
秣 綜合
《
一起噴煤車問煤粉倉爆燃的原因分析及對策
趙春輝，王輝
(寶鋼集團八鋼公司安全監督部，新疆烏魯木齊830022)
【摘要】針對一起煤粉倉爆燃事故，從煤粉爆炸機理及噴煤安全設計和此次事故發生時人、機、料、法、
環、測等方面進行了分析，提出了防范事故發生的對策措施。
【關鍵詞】煤粉倉；揮發份；含氧量；充氮；爆破片；漏風
【中圖分類號】TF088．3 【文獻標識碼】B 【文章編號】1006—6764(2013)09—0074—04
Countermeasures of a Deflagration Accident
at a PCI Coal W arehouse
ZhA0 Chunhui．WANG Hui
(The Safety Supervision Department of Bayi Iron&amp;amp; Steel Co．of Baosteel Group，Urumqi，Xinjicmg 830022，China)
【Abstract l In view of a deflagration accident at a PCI coal storehouse，the explosion
mechanism of pulverized coal，coal injection safety design and factors concerning the people，
equipment，material，method，environment，measurement，etc aYe an alyzed and countermeasures
to prevent such accidents are put forward．
【Key words】PCI coal storehouse；volatile；oxygen content；nitrogen filled；rupture disc；
air leakage
1 事故經過
某鋼廠噴煤車間1*磨機2*布袋箱體發生一起
爆燃事故，造成煤粉倉布袋箱體破損、3 皮帶通廊墻
體傾斜損壞，噴煤I系列停機202 h，直接經濟損失
27I3萬元。事故經過如下：
2013年3月11日上午10：30，噴煤車間按計劃
安排1 磨機檢修，處理牙箱漏油及焊補上粉管砂
眼。停機前全系統處于滿負荷生產狀態(制粉量約
35 t，}1)。1 1：42分操作工開始進行1 磨機停機前的
操作，改廢氣降溫，減負荷制粉，對磨機、布袋充氮惰
化，根據溫度參數停磨機，停氮氣，打開煤矸石門，點
動磨機，排磨機內煤矸石。1l：59分2 布袋箱發生爆
燃，同時造成了噴煤主控樓第7層的二次爆燃，監控
畫面顯示系統氧含量和溫度瞬間達到上限。現場處
于燃燒狀態的煤粉遍布各處。各層建筑物玻璃碎裂
飛落到100 m范圍內的地面。12：04分，2 磨機緊急
停機；12：07分3 磨機緊急停機。全系統充氮惰化，
布袋、粉倉進行循環充氮至全系統斷電，當班人員手
動打開充氮閥并使其處于常開狀態。隨后消防隊員
趕至現場，兩小時后將各處燃燒的煤塵撲滅。
2 生產現狀
該廠噴煤車間于1994年8月投產，共有1 、2 、
3 三個磨機，同時向4座430 m 高爐供料。其中2
磨機為正壓操作系統，1 、3 為負壓操作系統。2007
年，由于高爐改擴建需求，將3 磨機由原來的5 t改
造為現在的15 t球磨機。自2012年8月以來，由于
提升煤比節焦降耗的要求日益提高，對噴煤制粉產
能要求不斷增長，可卻同時面臨著原料煤的揮發分
變化較大，設備缺陷較多的現狀，給生產運行帶來一
定困難。其工藝流程如圖1。
3 煤粉爆炸原理分析
3．1 煤粉爆炸的三個條件
(1)含氧量。煤粉在容器內燃燒后體積膨脹，壓
力升高，氣壓力超過容器的抗壓能力時，容器爆炸。
容器內氧濃度越高，越有利于煤粉燃燒，爆炸力越
大。控制氧含量可控制助燃條件，即控制煤粉的爆炸
條件。因此噴吹煤粉時必須嚴格控制氣體中的氧濃
度。
(2)煤粉的懸浮濃度。煤塵分散形成懸浮狀態，
并在系統介質中達到一定的煤塵濃度，才有可能爆
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l——配煤槽2——配煤皮帶秤3——電磁除鐵器4——帶式輸送機5——原煤倉6一給煤機7——磨煤機
8——煙氣風機9一干燥爐 l0一助燃風機 l1——布袋收粉器 l2一主風機 13——煤粉篩
l4-— 煤粉倉 15— —噴吹罐 l6_— 分配器17一噴槍
圖1 工藝流程示意圖
炸。爆炸濃度取決于煤塵的化學性質、塵粒大小及介
質氧含量等。煤粉在收集、輸送、倒罐裝料等過程中
都將不同程度地被輸送介質所分散，而在局部空間
以煤粉云狀態懸浮著，其煤塵既無法消除，濃度也無
法控制，因此要消除這一爆炸條件是極為困難的。懸
浮的煤粉與空氣或其他氧化劑混合極易發生爆炸，
最明顯的規律是隨揮發分增加，其爆炸性也增加。一
般認為煤粉 1O％ 為基本無爆炸性煤，10％
< 25％為有爆炸性煤， 25％為強爆炸性煤。
(3)溫度達到著火點。給煤塵提供足夠的點火能
量，使溫度達到煤粉的最低著火溫度而引起爆燃。煙
煤煤塵的長期沉積、煤粉運輸中摩擦升溫、靜電火花
以及外來火源等都可提供煤塵的引爆能量。煤粉燃
燒經歷以下步驟：升溫一揮發分排出一熱分解—分
解產物燃燒。
3．2 控制系統中氧含量是切斷爆炸事故鏈的最關
鍵因素
從磨煤機系統中排出的氧氣量O ，可由氧氣量
的平衡求得，即進入磨煤機系統的氧氣量等于從磨
煤機中排出的氧氣量：
層p：O +Ob+O。+Od=O
式中，O 一升溫爐煙氣中的剩余氧量，m3／h；
0。『-一鼓人磨煤機密封氣中的氧量，m3／h；
O _一漏人磨煤機冷空氣中的氧量，m3／h；
O廠一漏人布袋冷空氣中氧量，m3／h；
O — F放煙氣中的氧量，m3／h。
排放煙氣的含氧率O：％為：
。 = × oo％
式中， —_{{}放煙氣量，m3／h。
磨煤機入口、磨煤機出口、布袋出口、主排風機
出口各個點的煙氣中含氧率都不相同。在一般情況
下，排放煙氣中的含氧率最高，把這一點的含氧率稱
為系統含氧率。根據《高爐噴吹煙煤系統防爆安全規
程》規定，磨煤機負壓系統末端的設計氧含量應≤
12％ 。
4 針對此次事故的具體原因分析
對噴煤車間此次煤倉爆燃事故，利用5M1E
(人、機、料、法、環、測)展開分析如下：
4．1 人員的因素
(1)專業技術人員制定的作業指導書未根據工
藝條件的變化，及時更新作業要求。
(2)作業指導書要求充氮惰化時間為10 min，
而此次停機充氮惰化為4 rain。
4．2 設備的因素
(1)噴煤磨煤機托盤部位漏風嚴重，導致磨煤機
出口氧含量不能有效控制，影響系統安全。
(2)布袋箱體泄爆孔處的私自換裝的膠帶片未
起到應有的泄爆作用是造成閃爆事故擴大成爆燃，
導致布袋箱體爆開。根據GB 567—1999(爆破片與
爆破片裝置》及1'sG《爆破片技術規定》的相關條款，
爆破片須經專業部門進行設計并按照使用說明進行
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檢測、安裝、使用。而此次2 布袋箱體防爆裝置2005
年底未經評審改為0．8 mm的膠帶片，原設計為濾
袋箱防爆門。
4．3 原料的因素
噴煤原煤煤質管理存在不足，造成近期使用的
原配揮發份較高，最低20％，最高35％，平均31．2％，
屬于高易燃易爆原料煤。自2012年9月原煤直供
后，人廠原煤僅進行工業分析后即進入生產現場使
用，未對其可磨性及工藝特性(爆炸特性、著火點)進
行相應分析。期間新老區高爐也已發生多次煤粉自
燃及噴煤軟管爆管事故：
2012年l2月13日一煉鐵噴煤5 皮帶通廊底
部夾層煤粉自燃。
2012年12月25日～29日二煉鐵噴煤噴吹軟
管連續爆管9次(煤粉閃爆)。
2013年1月～2月二煉鐵噴煤噴吹軟管爆管2
次(煤粉閃爆)。
4．4 方法的因素
停機時系統含氧量控制操作管理存在嚴重缺
陷。停機時磨機氧含量4．66％，布袋氧含量8．01％，
負壓系統末端已達到14．5％，各處含氧量均已超標。
按作業指導書要求磨機含氧量≤4．5％，布袋出口含
氧量≤8％，根據GB 16543—2oo8((高爐噴吹煙煤系
統防爆安全規程》之7．3．1規定：制備煤粉時，負壓系
統末端氣體的氧含量不應大于12％。
(1)磨機停機后點動排矸石的操作：此操作是停
氮后將排矸石門打開，會造成磨機內進人空氣。而磨
機點動排矸石操作時，磨球碰撞產生火花是造成煤
粉閃爆的點火因素。作業指導書對此項操作危害未
識別到位。
(2)磨機檢修時，排煙風機未停，只是將其風門
關閉(不能完全切斷風機與系統聯系)。系統仍處于
負壓狀態，由于磨機與箱體未有效隔離，磨機停機后
造成系統進風。作業指導書未明確要求磨機停機時
排煙風機停機，避免空氣進入。
4．5 環境的因素
(1)噴煤主廠房及通廊內存有積粉，造成此次閃
爆后，二次爆炸，沖擊波造成3 皮帶通廊磚混結構
的墻體傾斜，各層玻璃破碎飛濺。
(2)主廠房設計不符合GB 16543—2oo8

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