陳偉

(華電萊州發(fā)電有限公司，山東 萊州 261441)

封閉式圓形煤場(chǎng)防止自燃的實(shí)踐與探索

陳偉

(華電萊州發(fā)電有限公司，山東 萊州 261441)

圓形煤場(chǎng)運(yùn)行實(shí)踐管理中，對(duì)存煤自燃現(xiàn)象進(jìn)行了匯總、分析和總結(jié)，介紹了圓形煤場(chǎng)自燃的特性，初步掌握了自燃的規(guī)律性，提出了防止自燃的措施，為進(jìn)一步使用管理圓形煤場(chǎng)積累了一些經(jīng)驗(yàn)。

圓形煤場(chǎng)；危害；自燃

0 引言

圓形煤場(chǎng)具有環(huán)保、節(jié)能、干燥儲(chǔ)存等特點(diǎn)，符合國(guó)家產(chǎn)業(yè)政策和大政方針，在火力發(fā)電廠中應(yīng)用越來越廣泛。但圓形煤場(chǎng)易自燃及自燃后的處理有相當(dāng)難度，因此在推廣使用上有一定困難。本文在煤場(chǎng)管理實(shí)踐的基礎(chǔ)上，針對(duì)圓形煤場(chǎng)防自燃的問題進(jìn)行了深入的思考和研究，提出了煤場(chǎng)管理的規(guī)律性認(rèn)識(shí)，并提出防自燃的部分解決辦法，以供讀者參考和借鑒。

1 簡(jiǎn)介

某火力發(fā)電廠位于渤海灣畔，一期工程建設(shè)2×1 000 MW機(jī)組，同期建設(shè)2×3.5萬t泊位和2×16萬t的圓形煤場(chǎng)。來船通過碼頭接卸，再經(jīng)輸煤系統(tǒng)進(jìn)入圓形煤場(chǎng)內(nèi)儲(chǔ)存。圓形煤場(chǎng)直徑120 m，底部擋煤墻高17 m，擋墻上部為封閉式鋼架頂棚，中心離地面高50 m；可同時(shí)完成堆料和取料作業(yè)；在擋墻內(nèi)側(cè)壁上安裝了271根自動(dòng)測(cè)溫傳感器，可實(shí)時(shí)測(cè)溫，并可遠(yuǎn)程觀察溫度變化情況；電廠安裝有噴淋系統(tǒng)和消防水炮，粉塵污染和消防安全得以保障；同時(shí)電廠配備有裝載機(jī)、推煤機(jī)等機(jī)械設(shè)備。

2 煤場(chǎng)自燃的危害

煤場(chǎng)自燃主要有以下危害。

(1)熱值損失。煤的自燃大大降低了煤炭熱值，灰分增加，煤的應(yīng)用價(jià)值未得到有效利用。

(2)對(duì)煤場(chǎng)設(shè)施具有破壞作用。大面積的自燃導(dǎo)致?lián)趺簤Ρ跉p，嚴(yán)重時(shí)影響整個(gè)煤場(chǎng)設(shè)施的安全。

(3)自燃的煙氣對(duì)人體有害。自燃煤產(chǎn)生硫和一氧化碳等氣體對(duì)在場(chǎng)內(nèi)工作人員的人體危害較大。

(4)對(duì)鋼結(jié)構(gòu)有腐蝕作用。自燃煤產(chǎn)生的二氧化硫?qū)γ簣?chǎng)上部的鋼架結(jié)構(gòu)具有較大的腐蝕性，會(huì)影響鋼架結(jié)構(gòu)的使用壽命。

3 圓形煤場(chǎng)的優(yōu)缺點(diǎn)

同室外條形煤場(chǎng)相比，圓形煤場(chǎng)[1]具有以下優(yōu)點(diǎn)。

(1)建設(shè)投資額度大。每座圓形煤場(chǎng)的建設(shè)費(fèi)用需要近億的資金。

(2)環(huán)保性能優(yōu)越。煤場(chǎng)上部為相對(duì)封閉式設(shè)計(jì)，煤粉塵被抑制在煤場(chǎng)內(nèi)部，煤場(chǎng)外部比較干凈，對(duì)周邊的環(huán)境基本無污染。

(3)節(jié)能效果明顯。圓形煤場(chǎng)的封閉式設(shè)計(jì)，減少了風(fēng)損、雨損，儲(chǔ)存的煤炭為干煤狀態(tài)，降低了煤中水分對(duì)鍋爐燃燒的影響。

(4)堆料、取料的自動(dòng)化程度高。

相對(duì)其優(yōu)點(diǎn)，圓形煤場(chǎng)還有以下不足。

(1)由于高空自然堆積密度相對(duì)較小，導(dǎo)致大塊煤向擋墻堆積易發(fā)生自燃現(xiàn)象。

(2)自燃后的擋煤墻易被燒壞，影響圓形煤場(chǎng)的安全運(yùn)行。

(3)自燃發(fā)生后，機(jī)械設(shè)備不易對(duì)墻角等事故區(qū)域進(jìn)行處理。

4 自燃的傾向性因素分析

某電廠2012年6月—2014年6月圓形煤場(chǎng)共出現(xiàn)15次自燃現(xiàn)象，自燃情況見表1。

煤表面與空氣充分接觸，水分損失到一定程度后，氧化的煤達(dá)到自燃點(diǎn)而發(fā)生自燃。自燃的原因是多方面的，實(shí)踐中煤炭自燃傾向性因素主要包括儲(chǔ)存時(shí)間、空氣流通、不同品種煤疊加等。

4.1 大塊煤的自燃傾向

某電廠在堆煤時(shí)用堆料臂從31 m高空堆煤，由于煤的離析作用，大塊煤滾落到邊角處，擋煤墻邊角處因此累積大量的大塊煤，由于空氣在大塊煤中流通，大塊煤氧化加快，導(dǎo)致在較短的時(shí)間內(nèi)出現(xiàn)自燃現(xiàn)象。

表1 圓形煤場(chǎng)自燃情況統(tǒng)計(jì)

4.2 空氣流通強(qiáng)時(shí)的自燃傾向

把已冒氣的煤放置在室外(有3～4級(jí)風(fēng))堆成堆做試驗(yàn)，在風(fēng)力的作用下，經(jīng)過5 h，原本冒氣的煤變成明火，并越燒越旺。再觀察事故煤斗邊上已自燃煤，因?yàn)榇箝T口及室內(nèi)空氣對(duì)流，明火更旺，直至煤燃盡變成灰分。在取料機(jī)取煤過程中，經(jīng)常出現(xiàn)冒氣或出現(xiàn)明火現(xiàn)象，原因是煤堆內(nèi)部積聚大量熱量，在取料后煤炭迅速氧化導(dǎo)致自燃發(fā)生?；诖死恚芾砣藛T將煤場(chǎng)大門保持關(guān)閉或打開狀態(tài)分別進(jìn)行觀察60 d，發(fā)現(xiàn)打開大門導(dǎo)致門口邊墻角處大塊煤自燃2次，關(guān)閉時(shí)未發(fā)生自燃現(xiàn)象，再聯(lián)系以前投產(chǎn)前長(zhǎng)時(shí)間儲(chǔ)煤時(shí)，多發(fā)生在大門邊角處的自燃情況，分析認(rèn)為空氣流通是導(dǎo)致自燃的原因之一。

4.3 市場(chǎng)混煤的自燃傾向

某電廠曾經(jīng)出現(xiàn)過將來煤分別存放在兩個(gè)圓形煤場(chǎng)中，只經(jīng)過20 d先后發(fā)生自燃現(xiàn)象。經(jīng)查此船煤系市場(chǎng)混煤，是煤炭供應(yīng)商通過不同品種煤摻配成約定的熱值的煤。表1中市場(chǎng)混煤自燃曾經(jīng)出現(xiàn)過5次。對(duì)品種較單一的煤(如神混煤)長(zhǎng)時(shí)間觀察，出現(xiàn)自燃現(xiàn)象明顯減少。

4.4 冒氣煤的自燃傾向

實(shí)踐中，煤場(chǎng)經(jīng)常會(huì)產(chǎn)生冒氣現(xiàn)象(冬季更甚些)。有時(shí)氣流較快且夾雜著刺鼻的硫味，可以判斷其內(nèi)部已出現(xiàn)自燃傾向。若出現(xiàn)此現(xiàn)象，應(yīng)當(dāng)及時(shí)采取倒堆等辦法，或者優(yōu)選將冒氣的存煤取用，并注意不能把明火放入輸煤系統(tǒng)。

4.5 存儲(chǔ)時(shí)間長(zhǎng)的自燃傾向

某電廠在機(jī)組試運(yùn)階段，曾經(jīng)在2個(gè)圓形煤場(chǎng)滿負(fù)荷儲(chǔ)存共28余萬t，用汽車運(yùn)輸入場(chǎng)(可以認(rèn)為煤堆是壓實(shí)的)，最長(zhǎng)放置8個(gè)月時(shí)間，因未能實(shí)現(xiàn)煤堆周轉(zhuǎn)[2]，在此期間曾經(jīng)在2個(gè)圓形煤場(chǎng)的大門口兩側(cè)邊角處出現(xiàn)過7次小面積(有明火苗頭即被處理)自燃現(xiàn)象。隨著機(jī)組相繼投運(yùn)，煤場(chǎng)內(nèi)周轉(zhuǎn)正常(摸索出規(guī)律：一般情況下2個(gè)月為一個(gè)周期)，未出現(xiàn)自燃現(xiàn)象；但在冬季儲(chǔ)煤和迎峰度夏煤場(chǎng)滿負(fù)荷運(yùn)行狀態(tài)下，有的煤超過60 d，自燃現(xiàn)象就有增加的趨勢(shì)。分析認(rèn)為，圓形煤場(chǎng)滿負(fù)荷存儲(chǔ)而周轉(zhuǎn)不暢，導(dǎo)致存儲(chǔ)時(shí)間較長(zhǎng)(超過60 d)，也是產(chǎn)生自燃現(xiàn)象的原因之一。

4.6 未徹底清底的自燃傾向

因圓形煤場(chǎng)滿負(fù)荷運(yùn)行，或因新舊煤疊加，未能及時(shí)安排清理煤場(chǎng)底部未取盡的煤(主要是機(jī)組試運(yùn)儲(chǔ)煤、過冬儲(chǔ)煤、迎峰度夏儲(chǔ)煤的壓力大，來不及清底)，在新舊煤交接處，特別是不同品種煤疊加在一起易出現(xiàn)冒氣、冒煙，直至明火現(xiàn)象。某電廠曾經(jīng)把已放置室外平均近3個(gè)月時(shí)間的3種煤放置在圓形煤場(chǎng)底部(實(shí)際上是混煤，汽車運(yùn)輸后算是倒堆)，不到10 d即出現(xiàn)自燃現(xiàn)象。建議加快圓形煤場(chǎng)周轉(zhuǎn)頻率，并對(duì)煤場(chǎng)徹底清底[3]。堆存時(shí)盡可能將煤?jiǎn)为?dú)存放，減少新舊煤、不同品種煤疊加存放。

綜上所述，圓形煤場(chǎng)自燃有如下規(guī)律：圓形煤場(chǎng)墻角處大塊煤易自燃；空氣流通過強(qiáng)易自燃；存儲(chǔ)時(shí)間超過60 d易自燃；煤場(chǎng)未徹底清底易自燃；取料機(jī)取煤過程中易自燃；市場(chǎng)混煤易自燃；冒氣的煤易自燃；不同品種煤疊壓在一起易自燃。

5 防范措施

經(jīng)過原因分析和上述規(guī)律的總結(jié)，可以采取以下措施，避免或減少圓形煤場(chǎng)自燃。

(1)對(duì)擋墻邊的大塊煤，可以采取上部覆蓋鮮細(xì)煤堵縫壓實(shí)的方法。

(2)煤場(chǎng)儲(chǔ)存時(shí)間不宜超過60 d，按燒舊存新、先進(jìn)先出原則，定期合理安排取用，加快存煤周轉(zhuǎn)頻率。

(3)剛性執(zhí)行煤場(chǎng)清底制度，特別是把擋墻角處的大塊煤徹底清理干凈。

(4)建設(shè)備用煤場(chǎng)，減小圓形煤場(chǎng)存儲(chǔ)壓力。

(5)合理存儲(chǔ)，存儲(chǔ)量以滿負(fù)荷存儲(chǔ)量的80%～90%為宜，留出圓形煤場(chǎng)內(nèi)機(jī)動(dòng)清底的空間和時(shí)間。

(6)分堆、分類、分品種存放，盡可能把不同品種的煤分別存放。

(7)日常管理中，采取措施減少煤場(chǎng)內(nèi)通風(fēng)對(duì)煤氧化的影響程度，如把煤場(chǎng)大門關(guān)閉，定期檢查并維修擋墻毀損情況。

(8)盡可能從源頭上摸清煤炭出井后的存儲(chǔ)時(shí)間，掌控煤炭的自燃傾向性特點(diǎn)。

(9)減少市場(chǎng)混煤的采購量。

(10)對(duì)冒氣的煤及時(shí)安排取用。

6 結(jié)束語

隨著圓形煤場(chǎng)的廣泛使用，防自燃成了火力發(fā)電企業(yè)必須面對(duì)的課題。為管好煤場(chǎng)，從機(jī)組試運(yùn)儲(chǔ)煤到正式運(yùn)營(yíng)，經(jīng)歷了了解自燃、處理自燃、不斷整改、防止自燃、摸索規(guī)律的探索過程，記錄自燃現(xiàn)象并認(rèn)真分析總結(jié)，從不斷地探索和總結(jié)中積累了豐富管理經(jīng)驗(yàn)。經(jīng)過整改，該電廠的煤場(chǎng)自燃現(xiàn)象大大減少，在保障電廠安全運(yùn)行的同時(shí)，電廠的經(jīng)濟(jì)效益不斷提高，為類似煤場(chǎng)的建設(shè)和運(yùn)營(yíng)提供了寶貴借鑒。

[1]符永正.圓形煤場(chǎng)的特點(diǎn)及自燃防止措施[J].內(nèi)江科技,2008,123(7):123.

[2]常瑞麗,鄭祖東,謝忠泉.火電廠封閉式圓形貯煤場(chǎng)及其防自燃安全措施研究[J].工業(yè)安全與環(huán)保,2012,38(11):63-65.

[3]黃國(guó)斌.封閉式圓形煤場(chǎng)貯煤防自燃探討[J].中國(guó)高新技術(shù)企業(yè),2010,154(19):185-186.

(本文責(zé)編：劉炳鋒)

2017-02-13；

2017-02-23

TK 01+8

B

1674-1951(2017)05-0030-02

陳偉(1969—)，男，山東棗莊人，從事入廠煤驗(yàn)收管理和法律顧問方面的工作(E-mail:623271978@qq.com)。