一．前(qian)言

針(zhen)對大多數(shu)新型干(gan)法線安全生產而(er)(er)言，目前(qian)最普遍的(de)(de)(de)棘手問題(ti)就是(shi)(shi)煤(mei)粉(fen)(fen)在制備、使用及(ji)存(cun)儲(chu)上如(ru)(ru)何避免(mian)燃(ran)燒和(he)爆(bao)(bao)炸。而(er)(er)多數(shu)廠家(jia)把燃(ran)燒和(he)爆(bao)(bao)炸的(de)(de)(de)原因分析、監(jian)測預(yu)防措施僅僅聚焦于單(dan)一(yi)(yi)的(de)(de)(de)一(yi)(yi)氧化(hua)碳（CO）氣體上，的(de)(de)(de)確是(shi)(shi)失之偏頗的(de)(de)(de)。更(geng)有甚者，把煤(mei)粉(fen)(fen)倉內(nei)的(de)(de)(de)可燃(ran)氣體（如(ru)(ru)CO、瓦(wa)斯(si)(si)）爆(bao)(bao)炸與煤(mei)塵爆(bao)(bao)炸混為一(yi)(yi)談，而(er)(er)事實上，CO和(he)瓦(wa)斯(si)(si)的(de)(de)(de)爆(bao)(bao)炸與煤(mei)塵爆(bao)(bao)炸是(shi)(shi)兩個完全不同(tong)的(de)(de)(de)概念，但又是(shi)(shi)緊密(mi)聯系。

二．煤(mei)粉爆炸的條件及(ji)原因

眾所周知，CO及瓦斯氣體的爆炸必須同時具備三個條件：一是：這些可燃氣體有足夠的濃度；二是：要有一定的引火源，而瓦斯的引火溫度一般認為是650-750℃；三是：有足夠濃度的氧氣，一般大于12%。

上(shang)述條件(jian)一提(ti)到的“可(ke)燃氣(qi)體”，在(zai)(zai)煤(mei)(mei)粉(fen)(fen)里有(you)很多種，一氧(yang)化碳只是(shi)在(zai)(zai)煤(mei)(mei)粉(fen)(fen)制備、使用及存儲(chu)過程(cheng)中產(chan)生的一個主要(yao)代表(biao)物(wu)而已。煤(mei)(mei)粉(fen)(fen)中常見(jian)幾種可(ke)燃性(xing)氣(qi)體及它們的爆炸極(ji)限(xian)見(jian)表(biao)1。

而煤(mei)塵爆(bao)炸(zha)(zha)是由(you)于(yu)其含(han)有(you)并釋放出的(de)(de)(de)可燃(ran)性(xing)揮(hui)發(fa)份聚集(ji)于(yu)塵粒的(de)(de)(de)周圍，在一(yi)定溫(wen)度下放出大(da)量的(de)(de)(de)可燃(ran)性(xing)氣體(ti)(ti)，在點火能(neng)的(de)(de)(de)作(zuo)用下發(fa)生爆(bao)炸(zha)(zha)。煤(mei)塵的(de)(de)(de)爆(bao)炸(zha)(zha)性(xing)由(you)其所含(han)可燃(ran)性(xing)揮(hui)發(fa)份的(de)(de)(de)大(da)小決定，如無煙煤(mei)不(bu)含(han)可燃(ran)性(xing)揮(hui)發(fa)份，就沒有(you)爆(bao)炸(zha)(zha)性(xing)，不(bu)會發(fa)生爆(bao)炸(zha)(zha)。

煤塵(chen)爆炸(zha)也(ye)必(bi)須同(tong)時具(ju)(ju)備(bei)以下三(san)個條件(jian)，一是煤塵(chen)本(ben)身具(ju)(ju)有爆炸(zha)性(當揮(hui)發份＞14%時,煤塵(chen)已(yi)經100%具(ju)(ju)有爆炸(zha)性了);二是煤塵(chen)在空氣中呈懸浮(fu)狀態,并(bing)達(da)到一定(ding)的濃度(du)(爆炸(zha)上下極(ji)限范圍內(nei));三(san)是有引爆的高溫(wen)熱源(溫(wen)度(du)一般為(wei)700-800°C,溫(wen)度(du)愈(yu)(yu)高愈(yu)(yu)容(rong)易(yi)引起爆炸(zha))。

煤粉(fen)(fen)中之所以(yi)存(cun)(cun)在一定數量的(de)(de)(de)以(yi)甲烷為主的(de)(de)(de)烴類氣(qi)體———瓦斯,這與煤的(de)(de)(de)結構狀態密切相關。煤是一種(zhong)復雜的(de)(de)(de)孔(kong)隙(xi)(xi)介質,有著(zhu)十(shi)分發達的(de)(de)(de)、各(ge)種(zhong)不同直徑的(de)(de)(de)孔(kong)隙(xi)(xi)和裂(lie)(lie)隙(xi)(xi),形成了巨(ju)大的(de)(de)(de)自由空(kong)間和孔(kong)隙(xi)(xi)表面。因此,煤在形成過程(cheng)中產生的(de)(de)(de)瓦斯就(jiu)能以(yi)游離(li)和吸(xi)(xi)附兩(liang)種(zhong)狀態存(cun)(cun)在于這些孔(kong)隙(xi)(xi)和裂(lie)(lie)隙(xi)(xi)中。而煤粉(fen)(fen)在制備使(shi)用過程(cheng)中重(zhong)點要防范(fan)的(de)(de)(de),就(jiu)是這種(zhong)被稱為吸(xi)(xi)附在煤的(de)(de)(de)微(wei)(wei)孔(kong)表面和煤的(de)(de)(de)微(wei)(wei)粒內(nei)部(bu)的(de)(de)(de)吸(xi)(xi)附瓦斯。

煤粉(fen)倉的(de)爆(bao)炸(zha),就(jiu)(jiu)宏(hong)觀來說,主(zhu)要是指一氧化(hua)碳與(yu)氧氣(qi)發生(sheng)劇烈(lie)的(de)氧化(hua)反應;就(jiu)(jiu)微觀而(er)言,卻(que)是由煤粉(fen)中存在(zai)的(de)多種(zhong)“活性氣(qi)體”共同參與(yu)的(de)熱—鏈式化(hua)學反應。目(mu)前(qian)國內(nei)多數生(sheng)產線在(zai)設計上,對(dui)煤粉(fen)倉內(nei)的(de)監(jian)測對(dui)象主(zhu)要是CO,這是因為該項成分便于檢測且能(neng)反映供氧不足。但我們不能(neng)就(jiu)(jiu)此妄下結論說:控制了CO濃度指標就(jiu)(jiu)不會發生(sheng)爆(bao)炸(zha)!

因為(wei)大量的(de)(de)實(shi)驗(yan)表(biao)明,煤(mei)(mei)(mei)粉(fen)倉內存在的(de)(de)多種“活(huo)性氣(qi)(qi)體”,如H2、CH4和(he)(he)(he)芳(fang)香烴(jing)等(deng)易(yi)(yi)燃氣(qi)(qi)體,其易(yi)(yi)爆性和(he)(he)(he)釋放能(neng)量明顯(xian)高(gao)于CO。同時(shi),含有CO、瓦(wa)斯和(he)(he)(he)空氣(qi)(qi)等(deng)混(hun)(hun)合(he)氣(qi)(qi)體的(de)(de)爆炸界限(xian)會因其它可燃氣(qi)(qi)體的(de)(de)混(hun)(hun)入(ru)(ru)、煤(mei)(mei)(mei)塵(chen)的(de)(de)混(hun)(hun)入(ru)(ru)、高(gao)溫(wen)等(deng)多種因素的(de)(de)變(bian)化而變(bian)化。尤其是煙煤(mei)(mei)(mei)煤(mei)(mei)(mei)塵(chen)的(de)(de)混(hun)(hun)入(ru)(ru),當(dang)溫(wen)度達(da)300-400℃時(shi)就能(neng)從煤(mei)(mei)(mei)塵(chen)內揮(hui)發出可燃性氣(qi)(qi)體,從而使(shi)CO和(he)(he)(he)瓦(wa)斯等(deng)混(hun)(hun)合(he)氣(qi)(qi)體的(de)(de)爆炸下限(xian)降低,爆炸的(de)(de)危(wei)險性增加。

三．預防和采取的措施(shi)

    綜(zong)上所述,只(zhi)要控(kong)制好煤(mei)粉(fen)倉(cang)內可燃氣體(ti)爆(bao)炸的(de)三個條件中的(de)任(ren)何(he)一條,爆(bao)炸便不會發生。所以預防煤(mei)粉(fen)倉(cang)爆(bao)炸的(de)措施也主要是從以下三條入手(shou)。

3.1倉內可(ke)燃氣體(ti)濃度的控(kong)制措(cuo)施

煤(mei)粉(fen)倉中(zhong)的(de)(de)(de)(de)瓦斯(si)等烷烴氣體(ti)是煤(mei)粉(fen)在升溫(wen)(wen)(wen)過程中(zhong)解析、氧(yang)化(hua)分解而來(lai);而CO的(de)(de)(de)(de)來(lai)源有(you)兩處(chu);①煤(mei)粉(fen)在倉內(nei)(nei)(nei)低溫(wen)(wen)(wen)氧(yang)化(hua)產生;②熟(shu)料煅(duan)燒過程中(zhong),由(you)輸送給煤(mei)磨(mo)的(de)(de)(de)(de)熱源帶入(ru)。所以預防(fang)的(de)(de)(de)(de)措施(shi)至少(shao)要有(you)以下幾條(tiao):(a)完善良(liang)好的(de)(de)(de)(de)抽(chou)風條(tiao)件,也即在煤(mei)粉(fen)倉錐體(ti)和頂部產生的(de)(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)(wen)混合(he)可燃氣體(ti)能夠(gou)(gou)及時(shi)排(pai)出,將其濃度(du)控制在報警設定指標以內(nei)(nei)(nei);(b)保證攪(jiao)拌設備正常運轉以使煤(mei)粉(fen)在倉內(nei)(nei)(nei)不留死角,不為煤(mei)粉(fen)提(ti)供足(zu)夠(gou)(gou)長的(de)(de)(de)(de)氧(yang)化(hua)時(shi)間。

3.2烘干熱(re)源溫(wen)度的控制(zhi)措施

煤(mei)磨(mo)的(de)供熱(re)有一(yi)(yi)(yi)定(ding)的(de)溫度(du)變化范圍(wei),這就(jiu)要求負(fu)壓下的(de)熱(re)風(feng)(feng)速度(du)和供給量也要有一(yi)(yi)(yi)個(ge)變化范圍(wei),所以輸送給煤(mei)磨(mo)的(de)熱(re)源(yuan)必須有一(yi)(yi)(yi)個(ge)內(nei)錐體(ti)設(she)計合理(li)的(de)沉(chen)降(jiang)室(shi)(shi)(shi)(干擾(rao)式分(fen)離器(qi)),使其熱(re)風(feng)(feng)中(zhong)帶火(huo)(huo)(huo)星(xing)塵粒能夠在其內(nei)部(bu)旋(xuan)轉并被有效收留,防止火(huo)(huo)(huo)源(yuan)進(jin)入煤(mei)磨(mo)內(nei)。同時,進(jin)風(feng)(feng)管道與沉(chen)降(jiang)室(shi)(shi)(shi)的(de)連接處要偏離沉(chen)降(jiang)室(shi)(shi)(shi)筒體(ti)中(zhong)心(xin)線,這有利(li)于(yu)熱(re)風(feng)(feng)在沉(chen)降(jiang)室(shi)(shi)(shi)內(nei)能夠產生較好的(de)旋(xuan)流狀態(tai)。至于(yu)管道本(ben)身,也應設(she)計成帶一(yi)(yi)(yi)定(ding)角度(du)的(de)“∧”形(xing),進(jin)一(yi)(yi)(yi)步防止大(da)顆粒火(huo)(huo)(huo)星(xing)料(liao)進(jin)入煤(mei)磨(mo)。

實(shi)驗數據(ju)表明(ming)(ming),煤(mei)炭在(zai)常溫下就有CO出(chu)現,其量隨著(zhu)煤(mei)溫的(de)升高(gao)而急劇(ju)上升,一旦(dan)超過自熱(re)的(de)臨界溫度(du)(60-80°C),煤(mei)溫急劇(ju)地上升,特別在(zai)自燃過程中(zhong)(煙(yan)煤(mei)著(zhu)火點為320-380°C),CO產(chan)生的(de)量較(jiao)多、產(chan)生的(de)速(su)度(du)較(jiao)快(kuai)。所以(yi)煤(mei)磨出(chu)磨風(feng)溫在(zai)(煙(yan))煤(mei)質比較(jiao)干燥(zao)、揮發分較(jiao)高(gao)、灰分較(jiao)低（＜30%)的(de)情況下,要小于60 °C。實(shi)驗證明(ming)(ming),在(zai)CO呈(cheng)緩慢增加(jia)(jia)現象時,說明(ming)(ming)煤(mei)的(de)自熱(re)溫度(du)還在(zai)100°C以(yi)下:如果增加(jia)(jia)得比較(jiao)快(kuai),那么(me)可能(neng)就是100-160°C之間;如果是急劇(ju)上升,那么(me)就可能(neng)在(zai)160°C以(yi)上了,并且很快(kuai)就會發展到(dao)明(ming)(ming)火燃燒。

3.3氧氣濃(nong)度的控制措施

在(zai)確認(ren)煤粉倉熱電偶沒有故障的情況下(xia),一(yi)旦溫度(du)超過報警設定(ding)(一(yi)般為60℃),并且有上(shang)升趨(qu)勢(shi),應(ying)立即啟動(dong)應(ying)急(ji)預案(an),止煤停(ting)磨對煤粉倉進(jin)行(xing)安全處理。處理方案(an)可參考如下(xia):

第一步:關閉烘干(gan)熱風閥(fa)門,止(zhi)煤(mei)、停煤(mei)磨,開始排空煤(mei)粉(fen)倉(cang)工作(此(ci)時窯投料量應(ying)隨(sui)煤(mei)倉(cang)噸位

和轉子負荷率下降而逐(zhu)漸(jian)減少),無關人(ren)員(yuan)撤離到(dao)安全地帶;

第二步：倉(cang)內煤(mei)粉還(huan)剩下正常倉(cang)重的1/3時，關閉煤(mei)倉(cang)錐體(ti)壓(ya)縮(suo)空氣吹(chui)風閥，停(ting)止向倉(cang)內供風，減少(shao)氧氣濃度(du)，觀察各熱(re)電偶溫度(du)升高情(qing)況，并做好記錄。

煤(mei)粉(fen)倉(cang)(cang)(cang)(cang)位(wei)下(xia)(xia)降的(de)過程中，一般倉(cang)(cang)(cang)(cang)內(nei)(nei)溫度還(huan)將(jiang)繼續升高。當(dang)快(kuai)要(yao)(yao)達到80℃時(shi)(shi)，關(guan)停煤(mei)粉(fen)倉(cang)(cang)(cang)(cang)小袋收塵器和煤(mei)磨系統主排風機，迅速向倉(cang)(cang)(cang)(cang)內(nei)(nei)噴(pen)入(ru)高壓CO2氣體(ti)(ti)，繼續觀察倉(cang)(cang)(cang)(cang)溫。如果倉(cang)(cang)(cang)(cang)溫還(huan)在高位(wei)或通CO2氣體(ti)(ti)管道表面(mian)的(de)凝霜消(xiao)退，說明CO2氣體(ti)(ti)量不(bu)(bu)夠，或者(zhe)前面(mian)噴(pen)入(ru)的(de)氣體(ti)(ti)已用(yong)完，此(ci)時(shi)(shi)需要(yao)(yao)重新繼續噴(pen)灌，直到煤(mei)粉(fen)倉(cang)(cang)(cang)(cang)溫度下(xia)(xia)降到不(bu)(bu)超過環境(jing)溫度10℃以內(nei)(nei)時(shi)(shi)，方(fang)可(ke)重新開啟煤(mei)磨生產(chan)。在這里務必強調一點，即煤(mei)粉(fen)倉(cang)(cang)(cang)(cang)溫度雖然(ran)在下(xia)(xia)降，但(dan)如果不(bu)(bu)低于自

熱臨界溫度60℃就重(zhong)新(xin)開(kai)磨制備煤粉(fen)，以此希望用(yong)低溫煤粉(fen)來降低倉溫，可能照樣會(hui)發生爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)事故！因開(kai)啟風機后，可能將噴入(ru)倉內(nei)的(de)CO2氣(qi)體(ti)排出，同時(shi)將新(xin)鮮空氣(qi)帶入(ru)，煤粉(fen)可能重(zhong)新(xin)產生自燃現象(xiang)，而新(xin)制備的(de)煤粉(fen)彌漫懸浮于倉內(nei)整個(ge)(ge)(ge)空間(jian)，極易釋(shi)放出可燃成份(fen)，從(cong)而改變了氣(qi)體(ti)發生爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)下位(wei)界限，一旦同時(shi)具備了爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)的(de)三(san)個(ge)(ge)(ge)條(tiao)件(jian)，爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)是不(bu)可避免的(de)。———相山水泥公司2008年10月24日(ri)晚(wan)的(de)煤粉(fen)倉爆(bao)(bao)炸(zha)(zha)就是這樣一個(ge)(ge)(ge)鮮明(ming)有力的(de)佐證！

四．在線監測系統-山東新澤儀器

磨煤機(ji)一氧化碳(tan)CO在線(xian)監測系統(tong)                         

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產品介紹：

一、系(xi)統概述

   磨煤(mei)機(ji)一氧(yang)化碳監(jian)測(ce)系統(tong)主要針(zhen)對磨煤(mei)機(ji)及儲煤(mei)倉(cang)內(nei)部(bu)的火警(jing)做(zuo)出早期報警(jing)。山東新澤儀器有限公司對其設計思路(lu)是監(jian)測(ce)煤(mei)料(liao)燜燒(shao)產生的CO濃(nong)度值(zhi)。

  系(xi)統通過進口采樣泵(beng)將磨煤(mei)機或煤(mei)粉倉內的(de)CO氣體經取樣探頭抽入，樣氣再(zai)經過預處理，S2000型(xing)紅外線CO分析(xi)儀，從而完(wan)成對CO氣體濃(nong)度的(de)檢測。任何CO濃(nong)度的(de)增加(jia)，都是早期(qi)火警的(de)跡象，系(xi)統可以做出相應報警。

   TK-2000型(xing)成(cheng)(cheng)套(tao)裝置(zhi)由取(qu)樣、反(fan)吹(chui)掃、氣(qi)樣預(yu)處理、氣(qi)樣分析、儀表(biao)校準、程序控制(zhi)及訊號輸出七個部分組(zu)成(cheng)(cheng)。成(cheng)(cheng)套(tao)裝置(zhi)由PLC控制(zhi)。成(cheng)(cheng)套(tao)性服務包括(kuo)針對用戶的(de)工況(kuang)和要求進行設(she)計(ji)、供(gong)貨、技術培訓直至(zhi)現場投運(yun)，是(shi)工業生(sheng)產(chan)過程工藝監控、安全生(sheng)產(chan)和環境保護的(de)有(you)效手段。

二、系統特點

★ 取樣探頭免維護，新澤公司創新設計，過濾原理創新，根本解決堵塞問題。煙塵過濾能力＜200g/NM³，維護量小。

★ 系統響應時(shi)間(jian)＜10S，儀(yi)表響應時(shi)間(jian)＜1.5S，抽氣泵流(liu)量大（6L/min），系統響時(shi)間(jian)＜10S是(shi)國內同類產品(pin)中最快的。有(you)效指導安全生產。

★ 系統過濾精度(du)≤0.1μm

★ 系統可(ke)靠(kao)性MTBF＞3年(nian)

★ 產品性價比高，1套系統可實現多組份同時在線檢測(ce)。

★ 系統為全干法過濾，取樣(yang)不失真，分析準確。

★ 真正完全無人管理的全自動化系統(tong)。

★ 熱值直觀顯示(shi)，時(shi)時(shi)觀察熱值變化。

★ 實時監測，全自(zi)動化(hua)觸摸屏控制，真正做到(dao)全天(tian)候24小時在(zai)線監測。

三、系統主要技術參數

 ;  （1）測量(liang)范圍：（組份可(ke)選）（量(liang)程可(ke)選）；

   （2）最大(da)允許誤差：±0.1%F.S；

   （3）分(fen)辨率：0.01%；

   （4）穩定性(xing)：零(ling)點(dian)漂移±1%FS/7d；

                量程漂移±1%FS/7d；

   （5）重復性：0.1%；

   （6）預熱時間：10min；

   （7）樣(yang)氣流量：（0.3～0.5）L/ min；

   （8）樣(yang)氣接(jie)口(kou)尺寸(cun)：G1/2；

   （9）電器接(jie)口尺寸：1/2NPT；

   （10）工作電(dian)源：AC220V±10%，50HZ；

   （11）工作環境(jing)：溫度 －5℃～+45℃；

                   濕度 ≤90%RH；

   （12）防爆(bao)(bao)等級：ExdIICT6；（可選(xuan)擇不防爆(bao)(bao)）

   （13）模擬輸出：4～20mA；

   （14）樣(yang)氣壓力(li)：0.05MPa≤入口壓力(li)≤0.1Mpa。

四、適用(yong)工況條件

★ 煙氣含塵量： ≤2000g/Nm3

★ 氣樣溫度：   ≤400°C

★ 極限氣樣壓力：   -lOOhpa

★ 反咬掃(sao)氣(qi)：   0.6MPa、無(wu)油、走水、無(wu)塵的空氣(qi)

★ 耗氣量約：   5Nm3/H