李岸然

(廣東國華粵電臺山發(fā)電有限公司，廣東 臺山 529228)

0 引言

長期積存的煤會因緩慢氧化作用而溫度逐漸升高，達(dá)到燃點(diǎn)后會發(fā)生自燃[1-3]。貯煤時間越長，發(fā)生自燃的概率也就越大，并且自燃是一個相對緩慢的過程，不容易提前發(fā)現(xiàn)。因此，存煤自燃是電廠安全運(yùn)行的重大隱患，及時監(jiān)測和判斷原煤倉存煤自燃趨勢，采取有效措施防止自燃，對電廠設(shè)備安全具有十分重要的意義。

本文介紹一種新的裝置，在原煤倉倉壁敏感部位安裝溫度傳感器，輔以頂部的CO及煙氣傳感器信號來監(jiān)測預(yù)警。整個系統(tǒng)通過PLC模塊控制，實(shí)現(xiàn)自動判斷火情和自動噴氣惰化。這種方法設(shè)備改造簡單，操作方便，具有較高的實(shí)用價值。

1 煤粉自燃的常規(guī)控制措施

(1)噴水降溫，鉆孔注水。利用插管或鉆孔注水到自燃部位,用水濕潤降低煤的溫度，抑制了煤氧化自燃。使煤堆保持適當(dāng)?shù)乃帜苎娱L煤的氧化期，有效防止煤自燃[4-6]。

(2)蒸汽滅火。在原煤倉頂部噴入低壓蒸汽來隔絕空氣,該方法對初起自燃階段沒有抑制作用，是一種事后措施。

(3)使用煤炭阻化劑。該方法同噴水降溫，只是在水中摻加了阻化劑，防火效果提高，但是不能克服噴水降溫的弊端，且成本提高。

(4)惰性氣體惰化技術(shù)。通過向原煤倉中噴入惰性氣體，降低孔隙中氧氣濃度，抑制自燃的發(fā)生。常用氣體有七氟丙烷氣體、N2、CO2等[7-9]。

(5)均壓通風(fēng)降溫。從原煤倉底部持續(xù)噴入壓縮空氣，通過通風(fēng)降溫的原理來降低存煤溫度在燃點(diǎn)以下，防止自燃發(fā)生。增加通風(fēng)量，孔隙氧氣濃度提高，控制不好容易得到相反結(jié)果。

(6)做好燃煤管理工作。原煤倉儲煤周期不要超過7天，期間做好測溫防火工作。對高揮發(fā)分易燃煤種要縮短周期，并少量存儲。

2 原煤倉存煤自燃預(yù)警與惰化防火裝置

2.1 裝置的基本原理

針對原煤倉存煤自燃的物理和化學(xué)現(xiàn)象，通過測量儀器及時監(jiān)督相關(guān)參數(shù)變化趨勢，可以有效的進(jìn)行火情判斷。鑒于煤在低溫氧化階段溫度會升高以及會產(chǎn)生CO和煙氣，溫度、CO和煙氣可作為監(jiān)視和判斷自燃情況的三個敏感指標(biāo)。根據(jù)原煤倉自燃的數(shù)值模擬結(jié)論，倉斗下部錐段1/3～1/2高位置溫度最高，該處最易先發(fā)生自燃[10]。在該敏感區(qū)域倉壁安裝溫度傳感器，連續(xù)監(jiān)測溫度變化趨勢，根據(jù)存煤易燃指數(shù)設(shè)置自燃溫度閾值數(shù)據(jù)，監(jiān)測倉壁溫度與設(shè)定溫度閾值差值ΔT來推測煤的自燃趨勢；在原煤倉頂部設(shè)置CO和煙氣傳感器，若發(fā)現(xiàn)濃度超限，便提前預(yù)警，并通過控制裝置噴射CO2滅火。裝置原理圖如圖1所示。

圖1 原煤倉自燃預(yù)警與惰化防火裝置示意

該裝置主要由探測單元、控制單元和噴射單元三部分組成。當(dāng)存煤自燃時溫度升高，同時倉頂產(chǎn)生CO和煙氣，溫度傳感器、CO傳感器和煙感探測器將信號傳送到控制單元的PLC模塊中做邏輯演算。如果信號超過上限值，發(fā)出聲光報警，同時噴射CO2，利用CO2密度大于空氣密度的特點(diǎn)，逐步將煤粉間隙中的空氣向上排出原煤倉，以達(dá)到窒熄的作用使存煤失去自燃條件。正常情況下CO2氣瓶出口壓力為0.5MPa左右，流量控制在10L/min。

整個系統(tǒng)通過PLC模塊控制，可實(shí)現(xiàn)自動判斷火情和自動噴氣惰化的過程。噴射的時機(jī)可以根據(jù)傳感器信號自動噴射，亦可以在原煤倉上煤前先噴入適量CO2，這種情況下噴射阻力小，CO2會沉積在原煤倉底部，上煤時可以均勻的充滿煤粒間隙，效果好。還可以定期噴射CO2，作為一種防御自燃的措施，主要用于高溫煤、或制粉系統(tǒng)檢修長期停運(yùn)的原煤倉。裝置構(gòu)造簡單，可靠性高，操作方便，可實(shí)現(xiàn)自動與手動兩種模式運(yùn)行，另外具有較強(qiáng)的可移植性和可擴(kuò)展性。

2.2 注意事項(xiàng)

由于原煤倉中煤粒間隙小，且常帶靜電荷，噴入CO2時需注意噴射速度不應(yīng)太大，防止摩擦生熱引起爆燃；CO2由高壓儲氣罐減壓后溫度降低，現(xiàn)場接觸相關(guān)系統(tǒng)的人員應(yīng)防止凍傷；經(jīng)過一定時間的噴射，CO2會從倉頂溢出，倉頂工作人員要及時通風(fēng)，防止窒息。

3 結(jié)語

原煤倉存煤自燃預(yù)警與惰化防火裝置，采取溫度、CO濃度和煙氣信號三種通道進(jìn)行預(yù)警，可以有效的避免單一參數(shù)檢測帶來的誤差，可實(shí)現(xiàn)全程自動監(jiān)測、自動報警、自動噴氣，運(yùn)行可靠，維護(hù)成本低；也可用于對存煤的惰化防火，較傳統(tǒng)的方法效果好，降低了存煤自燃概率，具有較高推廣價值。

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