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煤堆自燃原因及預防措施
煤堆自燃原因及解決措施近幾年，在火電廠實施職業(yè)健康安全管理體系過程中，都會把貯煤場煤堆的自燃識別為危險源，進行風險評價，找出治理措施，盡可能地防止煤堆自燃現(xiàn)象的發(fā)生。那么造成煤堆自燃的原因是什么呢？應采取什么措施呢？下面是小編幫大家整理的煤堆自燃原因及預防措施，供大家參考借鑒，希望可以幫助到有需要的朋友。
煤堆自燃原因及預防措施 篇1
近幾年，在火電廠實施職業(yè)健康安全管理體系過程中，都會把貯煤場煤堆的自燃識別為危險源，進行風險評價，找出治理措施，盡可能地防止煤堆自燃現(xiàn)象的發(fā)生。那么造成煤堆自燃的原因是什么呢？應采取什么措施呢？
眾所周知，火力發(fā)電廠的主要燃料是煤炭。為了保證鍋爐用煤，一般都建有一個或多個貯煤場，基本為露天堆放。這樣煤與空氣的接觸，風化使煤的質(zhì)量變壞，還會經(jīng)常發(fā)生煤堆發(fā)熱和自燃現(xiàn)象。普遍認為，煤的自燃是由煤氧復合作用而產(chǎn)生的。當煤體與空氣接觸后，空氣中的氧便會隨著空氣的流動而進入煤體內(nèi)部。平衡狀態(tài)被破壞的煤表面分子與氧氣接觸，形成新的平衡狀態(tài)，迅速與氧發(fā)生物理吸附、化學吸附及化學反應等一系列變化，產(chǎn)生并放出熱量。當煤體釋放的熱量大于向環(huán)境散失的熱量時，熱量積聚使煤體溫度上升，最終便導致煤體發(fā)生自燃。
煤體自燃發(fā)生機率的大小受水份、空氣中氧氣及散熱條件的直接影響。以下幾方面影響煤體自燃的因素:
（1）水份對自燃的影響
在一定程度上，煤堆中一定量的水份對煤的自燃起到催化作用。當煤中水份處于引起自燃的臨界范圍內(nèi)時，它可以促使煤各種放熱反應的進行。如硫份的酸化等會產(chǎn)生大量的熱量，產(chǎn)生的熱量又加快了氧化反應過程，加劇了煤的自燃。但有研究表明，當煤中水份超過12%時，由于水份的大量蒸發(fā)移走了熱量，自燃趨勢反而下降。潮濕空氣中的水份大，會使煤對氧的吸附能力增強，對煤體的自燃也起到一定的促進作用。
�。�2）煤的揮發(fā)份對自燃的影響
煤中揮發(fā)份的主要成分是低分子烴類，如甲烷、乙烯、丙烯、—氧化碳、二氧化碳、硫化氫等。煤的揮發(fā)份大大地降低了煤體自燃的禍源溫度。根據(jù)觀察和統(tǒng)計表明，揮發(fā)分較高的煤，即使是同樣條件下的露天存貯，發(fā)生自燃的機率也要比揮發(fā)分較低的煤大一倍。根據(jù)觀察，高揮發(fā)分的煤種（Vad＞28%以上），當溫度達50~60℃時，一、二日內(nèi)便會發(fā)生自燃，；較低揮發(fā)分的煤種（Vad＜21%以下的煤種），一般要到80℃以上，才會發(fā)生自燃現(xiàn)象。
�。�3）煤的硫份對自燃的影響
煤中含有一定的'硫份，硫在一定溫度下化學性質(zhì)會發(fā)生變化，生成氧化硫，氧化硫遇水生成稀硫酸，這一系列氧化反應過程為放熱過程，從而提高了煤堆中的溫度。因此，一般來說，含硫量高的煤更易發(fā)生自燃。
�。�4）氣候條件對自燃的影響
經(jīng)驗表明，每年的秋后10~12月份是煤自燃的多發(fā)季節(jié)。這主要是煤堆在夏末秋初受到雨水和熱帶風暴伴隨的大量降水的影響，煤層被雨水滲透。大量雨水在底部排出時，把煤中的灰分和末粉一起帶走，煤層變得疏松，尤其在底部形成了許多空洞，這些空洞給熱量的聚積提供了條件。秋后又是風高物燥的時節(jié)，大氣密度比煤堆內(nèi)空氣密度大得多，所以滲入煤堆內(nèi)的空氣量增大，煤的氧化加劇。此時又經(jīng)常刮東北風，更有利于煤堆的煽風點火。
�。�5）空氣中氧氣對自燃的影響
在各種光、熱、雨水等自然力的作用下，煤炭表面與大氣中的氧氣充分接觸后，發(fā)生氧化分解與碎裂，并放出熱量。同時，形成新的表面，新表面又再次氧化。如此反復循環(huán)，導致煤堆溫度不斷上升，逐漸達到自燃的溫度。
了解以上引起煤體自燃的主要因素，可為我們制定和實施控制措施提供指南。根據(jù)以上煤體自燃的分析，如何控制煤中的水份含量，做好通風散熱措施，減少空氣與煤的接觸層面是防止煤堆自燃現(xiàn)象發(fā)生的關(guān)鍵所在。在火電廠防止煤場自燃的管理實踐中，以下的方法切實可行。
1、盡可能縮短堆放時間
煤堆的存放時間應根據(jù)煤質(zhì)而定，一般無煙煤和貧煤的存放時間可稍長一些，但以不超過四個月為宜。長焰煤、不粘煤、弱粘煤和褐煤的堆存時間以不超過一個月為宜。
2、選擇適當?shù)亩衙簣龅?/p>
堆煤的場地以水泥地面最為理想，地面不宜鋪墊空隙度較大的爐渣等物，以防空氣由此進入煤堆而增加自燃的危險。場地四周應設有排水溝與煤泥沉淀池，以便排除積水及回收煤泥。煤堆的地勢最好比四周稍高一些，以保證排水的通暢，減少水量積聚，便于有效控制煤中水份的含量。
3、做好煤堆的維護
煤堆部分采煤后，應避免煤堆頂部出現(xiàn)凹陷的面積過大，以減少雨水的聚積及陽光的照射。每年的秋后季節(jié)應加強對煤堆溫度的監(jiān)控，如果發(fā)現(xiàn)煤堆溫度偏高，則及時使用灌水降溫法，降低煤堆內(nèi)的溫度并保持在比較低的狀態(tài)。煤堆旁應布置足夠的水噴淋裝置，以便于煤堆在自燃或表面溫度異常上升時降溫。長期未用的煤堆，煤堆上可鋪放一層粘土，在夏季也可在煤堆上噴灑一層石灰水以減少煤堆的吸熱。
4、采用合理的堆煤方位
由于我國地處北半球，陽光照在頂空時偏南，因此，煤堆的方向以南北方向取長為好。這樣，東西兩面可以半天日照，半天背陰，以減小陽光對整體煤堆的直接照射面，從而減少煤堆中太陽輻射的熱量聚集。另外，每座煤堆可堆成長方形，并使煤堆的長向與主導風向平行，以減少煤堆與空氣的接觸。
5、采用合理的堆煤方式
盡量在較低的溫度下貯存煤炭，避開中午烈日下進行堆煤，以減少熱量的攜帶。塊煤、粉煤混在一起的煤堆，由于煤堆里面既有相當多的空氣可以把煤氧化，空氣又不能暢通，所以氧化時產(chǎn)生的熱量就容易積聚在煤堆里而使溫度迅速升高。因此，塊煤和粉煤以分開貯存為宜。煤堆不宜過高，相鄰兩煤堆之間還應留有一定的防火間距。含硫份、揮發(fā)份高的煤應分成小堆堆放，不同種類的煤與混合后的煤應單獨堆放。粉煤單獨貯存時可以用推土機一層一層地壓緊，盡量減少煤堆里的空氣，這樣也就減少了煤體表面氧化放熱反應的機率。
6、其它管理措施
科學合理預防自燃的技術(shù)措施要靠人去實施。在火電廠導入職業(yè)健康安全管理體系貫標認證過程中，著重對下列幾個方面的管理內(nèi)容進行規(guī)范和加強。
6.1建立健全煤場化學監(jiān)督與安全監(jiān)測儀器管理臺帳。包括化驗分析設備、煤場測溫元件等，定期校驗和維護，確保其在使用期間內(nèi)測量數(shù)據(jù)的準確性和有效性。
6.2建立健全煤場煤質(zhì)管理檔案。對煤場煤堆的存放時間、煤種化學成分、數(shù)量、堆位情況用圖樣、表格等形式隨時進行統(tǒng)計、整理、歸檔，為不斷提高煤場管理水平積累管理經(jīng)驗。
6.3建立健全煤場各項管理制度。工作人員要培訓到位，明確其責任，使之在日常巡視、監(jiān)督管理上做到人盡其責，發(fā)現(xiàn)隱患及時報告，并組織人力、機械進行消患處理。
6.4組織制定煤場自燃應急預案。
根據(jù)現(xiàn)有的經(jīng)驗可分別采取以下不同的應急措施：
（1）若煤堆由于貯存時間太長，而產(chǎn)生更大面積的自燃時，要果斷采用隔離處理措施，即用推土機把患區(qū)斷開一道4~5m寬的“壕溝”，防止自燃的蔓延，然后安排“患區(qū)”的煤優(yōu)先取用，并配合做翻堆處理。
（2）當局部或表層(深度不超過1m)煤層發(fā)生自燃時，用水噴淋降溫撲滅。
�。�3）煤堆較深部位的煤層自燃，用淋水處理后又死灰復燃時，可用鍍鋅管直接插入煤層深部，連接水源灌注，以達到降溫的目的。
�。�4）隱患區(qū)域較大，用淋、注無法消患時，要用推土機進行翻堆處理，并配合噴淋降溫，這是根治大面積煤堆自燃的有效方法之一。
總之，要想使以上方法措施真正發(fā)揮出實效，還要靠不斷地強化管理去實現(xiàn)，如果火力發(fā)電企業(yè)能把職業(yè)健康安全管理體系的系統(tǒng)化管理思想充分運用到煤場管理實踐中，那么煤場安全管理的績效就一定會不斷地提高。
煤堆自燃原因及預防措施 篇2
煤大體上由有機物和無機物組成,主要可燃元素是碳(約占65%～95%),其次是氫(約占1%～2%),并含少量氧(約占3%～5%,有時高達25%)、硫(約占10%),上述元素一起構(gòu)成可燃化合物,稱為煤的可燃質(zhì)。除此之外,煤中還含有一些不可燃的礦物質(zhì)灰分(5%～15%,也有高達50%)和水分(一般在2%～20%之間變化),這些物質(zhì)稱為煤的惰性質(zhì)。
煤被空氣中的氧氣氧化是煤自燃的根本原因。煤中的碳、氫等元素在常溫下就會發(fā)生反應,生成可燃物co、ch4及其他烷烴物質(zhì)。煤的氧化又是放熱反應,如果熱量不能及時散發(fā)掉,將使煤的堆積溫度升高,反過來又加速煤的氧化,放出更多的可燃質(zhì)和熱量。當熱量聚集,溫度上升到一定值時,即會引起可燃物質(zhì)燃燒而自燃。
煤堆發(fā)生自燃要同時具備以下4個條件：
(1)具有自燃傾向性。煤的自燃傾向性是煤的一種自然屬性,反映了煤的變質(zhì)程度,水分、灰分、含硫量、粒度、孔隙度、導熱性,是煤自燃的基本條件。煤在常溫下的氧化能力主要取決于揮發(fā)分的含量,揮發(fā)分含量越高,自燃傾向性越強,而且自燃時間也會相應縮短。根據(jù)煤的氧化程度與著火點之間的關(guān)系,利用原煤樣的著火點和氧化煤樣的著火點的差值Δt來推測煤的自燃傾向。一般,原煤樣著火點低,而且Δt大的煤容易自燃;Δt>40℃的煤為易自燃煤;Δt<20℃的煤(褐煤和長焰煤除外)是不易自燃煤。從表1可看出,從褐煤到無煙煤,其著火點越來越高,自燃傾向性越來越弱。
(2)供氧條件。煤堆暴露于空氣中,表面與空氣充分接觸,而且空氣通過煤塊之間的間隙滲透到煤堆內(nèi)部,給煤堆內(nèi)部氧化創(chuàng)造了條件。煤的塊度越大,煤塊之間的間隙越大,其供氧條件越好。
(3)氧化時間。煤從氧化發(fā)展到自燃有一個過程,氧化時間達到自燃發(fā)火期才能自燃。如長焰煤的自然發(fā)火期為1～3個月,氣煤為4～6個月。
(4)儲熱條件。煤在氧化的過程中放出熱量,只有當放出的熱量大于散發(fā)掉的熱量時,才能使熱量聚集,溫度上升,達到煤的著火點就會自燃。
此外,煤的粒度、水分、灰分、壓實程度、環(huán)境溫度、濕度等因素都會影響煤的自燃。粒度越細,比表面積越大,氧化反應越劇烈,越易自燃。一般,煤自燃要經(jīng)歷水分蒸發(fā)、氧化、自燃3個階段。煤的濕度大,將煤浸在水中,能阻止煤與氧氣直接接觸而發(fā)生氧化反應,只要水不流失,也不會影響煤的質(zhì)量;再者,水分蒸發(fā)要消耗大量的熱量,煤含水量越大,蒸發(fā)期越長,此階段溫度無明顯上升�；曳衷礁�,越不易自燃。將煤堆壓實,能減少煤塊之間的間隙,減少空氣在煤堆內(nèi)的滲透量,削弱供氧條件。環(huán)境溫度和濕度都會影響煤自燃的時間,溫度越高、濕度越大,煤自燃的時間越短。
根據(jù)電力、冶金、煤炭和水泥行業(yè)的煤堆發(fā)生自燃的實際情況看,發(fā)生自燃的部位既不在煤堆的表面,也不在煤堆深部,而在表層以下。在自然堆積狀況下,可將煤堆分為3層。
冷卻層:煤堆的表層,約0.5～1.5m厚,該層煤較松散,與空氣接觸充分,雖發(fā)生氧化反應,但散熱條件好,所以不會發(fā)生自燃。
氧化層:該層位于冷卻層以下,厚度在1～4m左右,具備煤自燃的所有條件,達到自然發(fā)火期即會自燃。
窒息層:該層位于氧化層以下,煤層相對壓實,供氧不充分,且含水率較高,氧化程度較低,不易發(fā)生自燃。
煤在自然堆放時,一般中心部位處顆粒較細,越往四周顆粒越粗,相應的,從中心往四周,空隙越來越大,通風散熱條件越來越好,冷卻層和氧化層越來越厚。自燃一般發(fā)生在氧化層。同時伴隨著溫度升高、冒熱氣、冒煙等現(xiàn)象。當發(fā)現(xiàn)煤堆上某處釋放熱氣或冒煙,那么自熱或自燃點一定在該部位垂直向下的氧化層內(nèi),因為受煤的自熱或自燃的熱壓作用,氣體流動方向為垂直向上方向。一旦某個部位發(fā)生了自燃,也會改變其上部冷卻層的受熱條件,使冷卻層也自燃。因此,發(fā)現(xiàn)煤堆自燃必須立即采取措施,防止自燃范圍擴大。
防止煤堆自燃的措施
防止煤堆自燃要防治結(jié)合,以防為主。對煤自燃的原因進行分析,提出如下措施:
(1)煤的自燃傾向性鑒定,對掌握煤自燃火災的規(guī)律,有針對性地采取防火措施,保證安全生產(chǎn)具有重要意義。因此,對貯存自燃傾向性較大的煤和貯煤時間較長的煤場,應作煤的自燃傾向性鑒定,測定煤的揮發(fā)分的含量、最低著火溫度、自燃發(fā)火期等指標。
(2)應選擇合適的`貯煤場和堆置方式,保持通風良好,防止煤堆暴曬。宜將貯煤場設置在寬敞的區(qū)域,背陽光的地方(如高山的北坡),或設置煤棚。周圍和煤場下部不得有高溫熱源。這樣可降低煤的氧化速度。
(3)正確核定貯煤時間,盡量不要超過煤的自燃發(fā)火期。在露天貯煤場情況下,貯煤時間過長是發(fā)生自燃的主要原因之一。而且,貯煤時間越長,氧化程度越高,煤的經(jīng)濟價值下降越多。
(4)用推土機將煤一層一層壓實,尤其是要將堆邊大塊部分壓實,鋪蓋一層粘土更好,這樣可以減少煤堆的空隙度,趕走煤堆空隙中的一部分空氣,減少煤與氧氣的接觸。鋪蓋粘土會增加煤的灰分,對煤質(zhì)要求較高的情況不適用。在煤堆表面噴灑凝體材料,可阻止外界空氣向煤堆內(nèi)部滲透,防止煤堆自燃。該方法適應性較廣,但成本較高,而且增加煤的灰分,對煤質(zhì)有影響。
(5)使煤堆保持適當?shù)乃帜苎娱L煤的氧化期,有效防止煤自燃。根據(jù)分析,煤自燃前的全水分為5%～7%。當煤的含水量達到12%時,不會發(fā)生自燃。貯煤場的底部和周邊應采用混凝土結(jié)構(gòu),以防止水分滲漏和流失。煤場周邊設置噴灑水設施,定期向煤堆噴灑水,這樣做還能夠防止煤場揚塵。有把煤浸在水中來防止煤氧化自燃的作法。
(6)加強煤場現(xiàn)場管理,盡早發(fā)現(xiàn)煤自燃征兆,并采取處理措施。每天派人巡查自燃情況,發(fā)現(xiàn)有局部溫度升高、冒熱氣、冒煙等現(xiàn)象時,即可判斷該處氧化層已發(fā)生自燃。發(fā)生自燃還伴隨著co濃度升高,因此,用co檢測儀能檢測出來。處理煤堆自燃主要用噴灌水的方法。將水直接灑在煤堆表面上,或挖溝澆灌的方法都會使?jié)B入煤堆內(nèi)的水量不均,而且容易流失,把煤沖走,由于受熱壓作用,進入自燃部位的水量少,防火效果不好。改為插管注水將注水管直接插入自燃部位,用壓力水濕潤氧化自燃部位的煤體,降低了煤體的自熱溫度,抑制了煤氧化自燃。對于較小的煤堆,可把發(fā)生自燃部位的外表層扒掉,露出氧化自燃層來散熱冷卻,或經(jīng)常倒堆破壞氧化層以延緩或阻止自燃。如同時噴灑水,則阻燃效果更好。該方法只適用于煤堆較小、四周有空間的情況。
煤堆自燃原因及預防措施 篇3
1、煤自燃的原因
通過長期的堆積和時間磨合，會慢慢的產(chǎn)生氧化反應而發(fā)熱，這樣就導致煤的溫度逐漸升高，最終煤就會自然起火。而這就是煤自燃的原因和過程。同時煤的自燃起火與其他的燃燒有著很大的不同，這就是因為它的溫度是呈緩慢上升的狀態(tài)，同時在按照煤的堆積—低溫的氧化發(fā)熱—放熱—內(nèi)部的干燥—溫度的急劇上升—自燃起火這些過程而進行的。
煤自燃的因素很多，主要與煤的物理化學性質(zhì)、堆積狀態(tài)、環(huán)境因素等幾個方面有關(guān)。
�。�1）化學成份的影響
煤自身中包含有硫份物質(zhì)，尤其硫在一定的溫度下，就會產(chǎn)生化學反應，并發(fā)生變化，從而生成氧化硫，其中氧化硫物質(zhì)一旦遇到水就會生成稀硫酸，這個反應的過程就是放熱過程，通過該反應過程就可以很好的提高煤堆溫度現(xiàn)象。
�。�2）氧氣的影響
在各種光、熱、雨水等自然力的作用下，煤炭表面與大氣中的氧氣接觸后發(fā)生氧化分解與碎裂，并放出熱量，同時形成新的表面，新表面又再次氧化，如此反復循環(huán)，導致煤堆溫。
（3）水分影響
煤堆中一定量的水分促使煤中的各種反應的進行，如硫份的酸化，產(chǎn)生的熱量又加快了氧化反應過程，加劇了煤的自燃。
�。�4）氣溫氣壓的影響
經(jīng)驗表明，煤堆的自燃經(jīng)常發(fā)生在秋后大氣溫度下降時，此季節(jié)大氣密度比煤堆的空氣密度大，因此，滲入煤堆的空氣量增大，導致自燃加劇。一般來說，大氣溫度降低，密度變大，滲入煤堆內(nèi)的`新鮮空氣量增加，煤堆的自燃加快，反之亦然。
2、防止煤場自燃措施
為了減少或防止煤場自燃，可采用的預防措施：
�。�1）分層壓實組堆。對易受氧化的煤如褐煤、長焰煤，組堆時最好分層壓實，至少也得將表層壓實，有條件時還可以在煤堆表面披上一層覆蓋物。實踐證明，這是一種很有效且又經(jīng)濟的根本措施。
（2）建立定期檢溫制度。對貯量大、存期長的煤堆特別是變質(zhì)程度低的煤，需每天檢測一次煤堆溫度，對其他類別的煤可適當延長檢溫時間，并做好詳細記錄。
�。�3）及時消除自燃“禍源”。在檢溫過程中，一旦發(fā)現(xiàn)煤堆溫度達到60度的極限溫度，或煤堆每晝夜平均溫度連續(xù)增加高于2度時，就立即消除“禍源”，消除自燃“禍源”的方法是將“禍源”區(qū)域內(nèi)的煤挖出來暴露在空氣中散熱降溫。不要往“禍源”區(qū)域煤中加水，這樣會加速煤的氧化和自燃。
3、煤場滅火措施
發(fā)生自燃的煤炭，尤其是高硫煤或煤層較厚的區(qū)域，用水澆方式處理收效并不明顯。澆水后的煤若不及時取用，水到之處即成富氧區(qū)，同時易導致煤炭顆粒歸集下沉，形成更大的氧化空間，使自燃區(qū)域擴大。另外明火炙碳遇水有爆裂傷人的風險。這就需要專業(yè)的煤碳防滅火技術(shù)。普瑞特防滅火技術(shù)是一種有效的煤場滅火技術(shù)措施，該技術(shù)有徐州吉安礦業(yè)科技有限公司聯(lián)合中國礦業(yè)大學研發(fā)。
技術(shù)特點：
�。�1）集凝膠、黃泥灌漿、兩相或三相泡沫、惰性氣體和阻化劑的防滅火優(yōu)點于一體，能把泡沫中的水固結(jié)在凝膠體內(nèi)，避免了黃泥灌漿和其它泡沫大量水流失或者潰漿的缺點；
�。�2）在采空區(qū)具有良好的擴散性能，生成的普瑞特以泡沫為載體能夠?qū)Σ煽諈^(qū)或煤田火區(qū)的高、中、低位火源進行大范圍、全方位的覆蓋，持久保持煤體濕潤冷卻，隔絕氧氣，且添加劑中含有的阻化劑能長久對煤體阻化，徹底防治煤炭自燃；
�。�3）普瑞特被注入火區(qū)后，會在火區(qū)全方位覆蓋一層凝膠層，并且凝膠層中95%以上都是水，具有長久的吸熱降溫作用，能夠有效防止火區(qū)復燃；
（4）普瑞特以泡沫為載體，在防滅火區(qū)域內(nèi)能向高處堆積，所到之處普瑞特都能有效覆蓋并黏附浮煤裂隙，具有良好的封堵漏風通道的性能；
�。�5）泡沫中的氮氣緩慢釋放，避免單獨注氮時氮氣容易流失的缺點，持久保持火區(qū)惰化。
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