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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)計院		點擊數(shù)：	更新時間： 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行了
論述，介紹了圓形煤場設(shè)計中應(yīng)采取的控制存煤時間、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 文獻標志碼：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，控制存煤時間，防
止長時間堆放引起自燃；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，這些熱量如不及時散發(fā)會使煤堆的溫度升高，溫
度的升高又促進煤的氧化，放出更多的熱量，煤溫每
升高10 C其氧化速度增加一倍，當煤溫度達到60～
70 C時，煤的氧化速度急劇加快，燃點急劇降低，當
煤溫升高到一定值時煤就會自行燃燒。
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
輸、貯存時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
氧化進程，煤被水浸潤時，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)時帶走的熱量，煤的自燃就會有明顯的
延時。
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
下降。當揮發(fā)分大于3O 時，燃點下降幅度較大，煤
自燃的溫度隨煤揮發(fā)分含量的增高而降低，當揮發(fā)
分為15 ～3O 時自燃點為270～300 C，當揮發(fā)
分為4O 時自燃點為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：有機硫、無機硫
(硫化物)和單質(zhì)元素硫，硫在250 C左右時能夠自
燃，有機硫和單質(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
氣接觸的機會，為氧化創(chuàng)造了條件，硫化鐵質(zhì)量分數(shù)
達到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，與氧氣的接觸機會越多。
粒度降低到一定程度時，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、也就越易自燃。煤的粒度對熱
傳導(dǎo)和氣體擴散有較大影響，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，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 控制存煤時間及邊坡處優(yōu)先回取
a．電廠煤存儲量越大存放的時間就越長，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
時應(yīng)盡量做到使存煤“先進先出”。
b．圓形煤場的堆料是由圓形堆料機高拋堆積
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，在實際運行
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，在確認這些煤在運往主廠房
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．當煤場內(nèi)存煤長時間儲存量較大時，電廠在
實際運行中通常將煤集中到某一個區(qū)域內(nèi)堆高儲
存，這種方法不宜提倡。因為煤堆較高時，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，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)計時
應(yīng)在煤場內(nèi)設(shè)置灑水設(shè)施，實際運行時可根據(jù)具體
情況進行灑水降溫作業(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，實時掌握煤堆內(nèi)部情況，
對煤堆內(nèi)溫度和可燃氣體進行實時監(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
選擇適當位置安設(shè)可燃氣體、煙氣監(jiān)測裝置，運行人
員根據(jù)監(jiān)測情況，及時對臨界自燃的煤進行處理，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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