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　　煤粉制備工藝簡介及著火邊界條件分析

　　當前在煤粉制備生產(chǎn)工藝中，令許多企業(yè)頭痛的一件事----煤粉火災，更嚴重的是極有可能引起爆炸，造成人員傷亡等。怎樣才能避免類似事故的發(fā)生，是每個設(shè)計者的首要任務(wù)。要防止類似事故的發(fā)生，首先要了解煤粉制備設(shè)備的工藝流程，從中分析引起火災或爆炸的主要原因。

　　一般來說，煤粉通過原煤倉、定量由送料機送入煤粉系統(tǒng)，在磨機中進行干燥和粉磨，煤粉通過出磨氣體送入煤粉動態(tài)選粉機，分離出的粗粉返回磨頭再次粉磨，細粉隨氣體進入高濃度煤粉專用袋式除塵器，收集的煤粉送入帶荷載傳感器的煤粉倉。

　　從消防燃燒學的角度來講,火災或火災爆炸發(fā)生必須滿足以下條件,即可燃物,助燃物,點火源(三個條件稱為火災三要素)。三個條件中破壞任何一個條件,火災事故將不會發(fā)生。針對煤粉制備設(shè)備工藝,我們依次分析引起爆炸或火災的具體因素。

　　易燃材料：煤粉制備過程中的易燃材料是煤粉，而由于煤粉是生產(chǎn)過程中不可缺少的原料，顯然無法杜絕或減少。另一種易燃材料是一氧化碳，由于煤粉長期受到高溫和研磨，部分煤粉會熱解產(chǎn)生一氧化碳氣體，當一氧化碳濃度在爆炸極限范圍內(nèi)時，遇明火就會燃燒或爆炸?，F(xiàn)在市場上常用的方法是用一氧化碳在線分析儀檢測工藝環(huán)境中的一氧化碳濃度，并將信號傳送到中央控制室。

　　助燃物：即空氣中的大量氧氣，煤粉制備工藝是一種在厭氧環(huán)境條件下工作的工藝,所以減少氧氣是一種可取的防火方法，那么如何才能做到呢？目前市場上已經(jīng)有很成熟的方法----反吹系統(tǒng)采用氮氣氣源，以此來降低工藝環(huán)境中氧氣的濃度，并用運氧濃度監(jiān)測儀來隨時監(jiān)測工藝環(huán)境中氧氣的濃度，將氧氣的濃度控制在可燃氧濃度下限以下。

　　點火源：對于煤粉制備工藝來講，點火源多種多樣：有磨煤機出口處的大量熱氣源，球磨在研磨過程中產(chǎn)生的火花，煤粉在煤粉倉中因積壓陰燃而產(chǎn)生熱氣源以及靜電火花等等。顯然，我們要杜絕以上所有的點火源是不可能的---因為投資太高，我們只能檢測并杜絕其中的一部分點火源。目前常用的是方法是采用溫度傳感器采集溫度數(shù)據(jù)，并通過控制入口溫度的方法將溫度控制在工藝條件允許的范圍內(nèi)。

　　● 火災探測及滅火技術(shù)詳解

　　嚴格意義上講“消防”應(yīng)該說是“防消”，因為消防的理念是“以防為主，防消結(jié)合”, “消”畢竟是我們無奈的手段，而如何在火災出現(xiàn)前“防”住火災、并將其消滅在萌芽狀態(tài)是我們主要探索的方向。

　　火災探測目前市場上有很多種類：如溫度探測、煙氣濃度探測、火焰光學探測、火焰成形探測等等，而針對煤粉制備工藝來講，主要的探測有溫度探測、煙氣濃度探測、氧濃度探測三種，將以上探測數(shù)據(jù)傳送至中央控制室，達到“以防為主”的目的。下文將詳細分析這幾種煤粉制備設(shè)備中用到的探測方法。

　　溫度探測：在傳統(tǒng)的設(shè)計中,煤粉制備設(shè)備采用的溫度探測設(shè)備主要是插桿式溫度探測器，插桿式溫度探測器最大的優(yōu)點是可以在惡劣的環(huán)境中使用,且探測范圍從0℃～800℃，屬于寬量程探測器，基本滿足設(shè)計及使用的要求,但根據(jù)本人以前在蘇安公司水泥事業(yè)部5年工作期間的一些實際經(jīng)驗和客戶反饋情況來看，設(shè)計部分仍然有很大不足。

　　設(shè)計人員在設(shè)計時，單純的考慮了選用什么類型的探測器，但如何將探測器于實際的生產(chǎn)工藝相關(guān)聯(lián)，任然有很多不足之處，我們以煤粉倉溫度測定來分析。

　　很多二氧化碳生產(chǎn)廠家在配套溫度探測裝置時，選用傳統(tǒng)的熱電偶或熱電阻探測器，其長度一般在250cm—400cm 之間，一般安裝在倉壁上。也就是說，這類探測器探測到的溫度為倉壁附近溫度。但在實際煤粉制備生產(chǎn)工藝中，倉內(nèi)著火往往是由倉的中心部位、拐彎部位等煤粉容易長期滯留部位以及容易出現(xiàn)陰燃的部位向外圍擴散，等火源點溫度傳播到倉壁時，火勢已經(jīng)發(fā)展到不可控制的程度。因此我們需要選用“加長型”溫度探測器，這樣才能夠真實的測定著火時火源起點真實的溫度。

　　一氧化碳 / 氧氣濃度探測：不論是水泥廠還是電廠或者化工廠，一氧化碳（含氧氣濃度分析）分析已經(jīng)是比較成熟的產(chǎn)品，這里將不再深入談?wù)摗?/span>

　　二氧化碳設(shè)計用量及主要作用：在以往的許多設(shè)計中,很多設(shè)計單位千篇一律的采用傳統(tǒng)的設(shè)計思路進行設(shè)計，但卻忽略了三個很重要的因素：

　　一是二氧化碳設(shè)備使用環(huán)境,由于煤粉制備設(shè)備長期處于高溫環(huán)境，尤其是磨煤機進口溫度高到250～300℃，實驗測定顯示高溫會嚴重影響滅火藥劑的滅火效率。因此在設(shè)計時，一定要加大設(shè)計用量；

　　另外一個重要的原因就是在實際的運用中,很多煤粉制備設(shè)備與設(shè)備之間的連接管路相互連通，在火災條件下二氧化碳噴灑過程中，藥劑往往會有流失，因此在加大設(shè)計用量的同時，必須采用隔離設(shè)備，防止滅火藥劑流失。

　　第三點也是最關(guān)鍵的一點，很多設(shè)計單位包括使用單位都知道二氧化碳滅火效果非常理想，但卻忽略了二氧化碳的另一個重要作用，冷卻降溫和稀釋。下文就二氧化碳冷卻降溫和稀釋做詳細的論述。

　　冷卻降溫：二氧化碳在噴灑時出現(xiàn)“升華”現(xiàn)象，狀態(tài)由液態(tài)直接轉(zhuǎn)化為氣態(tài)，在此過程中二氧化碳能夠吸收空氣中大量的熱量，因此在煤粉制備設(shè)備出現(xiàn)間歇性的溫度超高現(xiàn)象時，開啟若干瓶二氧化碳，能夠起到很好的降溫效果。關(guān)于這一點，已經(jīng)在很多單位的實踐經(jīng)驗中得到證實。

　　稀釋：上文講述可燃物時提到，一氧化碳是引起粉塵爆炸的很重要原因，但不是所有的一氧化碳都能引起爆炸，根據(jù)相關(guān)實驗數(shù)據(jù)表明，空氣中一氧化碳濃度濃度在12.5%～74%才會發(fā)生爆炸，因此我們可以利用一氧化碳在線分析儀，測定一氧化碳濃度，一旦其濃度值超過一氧化碳爆炸濃度的下限，立即向保護區(qū)內(nèi)噴灑一定量的二氧化碳，便可以稀釋一氧化碳濃度值，防止爆炸事故的發(fā)生。

　　消防系統(tǒng)與一氧化碳分析系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)：任何聯(lián)動設(shè)備光有“眼睛”還不夠，必須將“眼睛”觀察到的信息反饋到“大腦”----消防主機與中央控制系統(tǒng)，而就目前市場上已投入使用的二氧化碳滅火系統(tǒng)來看，“眼睛”和“大腦”是分隔開的、相互獨立的。很多廠家花錢采購了一氧化碳分析系統(tǒng)及溫度探測系統(tǒng)，但由于二氧化碳滅火設(shè)備廠家與一氧化碳分析儀廠家牽扯到很多對接技術(shù)緣故，一氧化碳分析系統(tǒng)探測到的信號往往只進入到中控室DCS系統(tǒng)，卻沒有將一氧化碳分析儀報警信號和二氧化碳控制系統(tǒng)相關(guān)聯(lián)，促成了“有勞無獲”的尷尬局面。

　　可能有人產(chǎn)生懷疑，溫度探測信號怎么不能及時發(fā)現(xiàn)火災呢?這里我們需要對溫度探測器和一氧化碳探測器的反應(yīng)時間做簡單說明，在火災成長階段，煙氣的傳播速度遠大于溫度的傳播速度，因此從理論上講，一氧化碳分析系統(tǒng)的反應(yīng)時間要比溫度探測器的反應(yīng)時間快。

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