电厂封闭式贮煤场及其防自燃安全措施研究

电厂封闭式贮煤场及其防自燃安全措施研究

刘小华

陕西渭河发电有限公司  陕西省咸阳市  712085

摘要：文章阐述了电厂封闭式贮煤场的特性，对其产生的原因进行了分析，并从管理和设计两方面提出了相应的自燃预防措施。为了有效地预防煤矿自燃，必须在封闭煤场设置安全监控与防护装置，以便对封闭煤场的安全进行实时监控。

关键词：电厂；封闭煤场；自燃安全监测；煤场管理

引言：

对于封闭式贮煤场而言，如果堆放的煤具有高挥发份的特点，那么很容易导致其自燃。通过分析封闭煤场的运营情况可以发现，因为夏季温度较高，大部分的电厂都发生过自燃的情况。如果在封闭的煤场发生火灾，将会给建筑结构和料场的正常运转造成巨大的影响。为了安全可靠地运行煤场设备，对封闭的煤场设施进行维修，必须主动掌握煤场的经营要领，配备完善的安全检查与防护设备。因此，研究煤场自燃现象，并采取相应的安全监控与管理措施，将会具有积极的促进作用。

1封闭煤厂工艺布置

1.1封闭煤厂布置形式

煤厂设置一台斗轮堆取料机作为常用设施，在斗轮堆取料机出现故障或者是检修的情况时，应用推煤机，通过地下煤斗往系统供煤。留出推煤机作业的通道以及场地。采用单台斗轮机进行原煤自然堆取操作时，煤堆回取率大概是67%，其余需要应用推煤机辅助操作。煤棚中设置有消防装置，可以对煤场的安全情况进行直接的观察。

1.2封闭煤场自燃问题分析

在封闭的煤场中对抗挥发份高、热量高的煤，很容易引发自燃的情况。大部分的煤场和煤堆都出现过自燃的情况。煤堆如果自燃会使得煤墙下部发生碳化，如果严重会损坏挡煤墙的部分钢筋混凝土，进而引发安全事故[1]。(1)对于贮煤场而言，煤和氧气的物理作用与化学作用相结合，是引起煤自燃的主要因素，当煤被氧化时，产生的热量超过了它附近所散发的热量，从而使煤温度升高，引起局部燃烧。(2)煤体的自燃特性与其自身的特性有关，例如：变质程度、含水量、挥发份、硫化物含量、煤粒度等。随着煤变质程度的降低，其含水量指数也随之提高，更易引起自燃。当煤粉的挥发分达到40%以上时，其自然发火的可能性也就越大。煤中的硫分含量较高，其燃烧倾向也较大。(3)没堆的堆积情况也会在一定程度上影响煤堆的自燃，比如堆积方式和堆积时间等等。在堆煤时应为大颗粒煤的离析作用，煤堆内侧坡角很容易聚积颗粒煤，导致煤堆内部空隙大，气流容易流动，在存放时间过长、煤堆内部温度升高时，就具备了自燃条件。

2封闭煤场设计方面防自燃措施

通过对煤场运行情况的调查，提出了在设计封闭煤场方案时要注意的问题。(1)在设计封闭煤场时，为了避免易燃气体和煤灰的积聚，必须采取天然通风的方法，对气流组织效果进行优化并将排风口设置在房顶的正中心位置，将进风口设置在屋盖顶部以及附近墙壁的环状开口处。室外空气从四面八方进风口流入并被自动的抽到室内，然后从屋顶天窗排出。(2)在设计挡煤墙封闭煤场时，需要应用科学合理的隔日措施，防止煤堆在自燃的时候出现高温应力，对钢筋混凝土强度带来不良影响，从而导致局部结构的损坏，影响到整体的安全[2]。在挡煤墙中没有设置通风孔，安装好之后，需要封闭温度传感器的孔洞，防止有空气进入到煤堆中。(3)在煤场周围不能设置向外排水的装置，因为如果设置排水沟就会导致煤场和外界大气连通，从而导致外界的空气流入到煤堆使煤自燃。(4)对于封闭式煤场，至少需要配备两门水炮，而且在射流的过程中需要确保在同一时间到达操作的地点，在封闭煤场周围还需要设置环形消防通道和室外消防栓等设备。

3封闭煤场管理防自燃措施

3.1合理的堆煤方式

3.1.1采用合理的堆存方式

尽可能地进行分级存放，不允许自燃和自燃倾向较弱的煤混合，高水分和低水分的煤不可以婚堆，不同粒度级的煤要分类堆放。

3.1.2合理的煤堆作业方法

将高处煤卸下的过程中，因为煤碳自身质量的影响，煤块总是会在煤堆周围自然的滚动。因为煤块之间有缝隙，氧气可以通过缝隙进入到煤堆中，这会在很大程度上提高煤自燃的概率。当所以在进行堆煤的过程中需要采用分层堆叠的形式，借助推土机等设备把煤堆底部有可能存在的间隙清扫完全，然后使用粉煤或者细煤将其覆盖，最大限度的减少煤堆和空气接触的范围。除此之外可以在煤堆表面喷射凝体材料，有效避免外界气体进入到煤堆中。

3.1.3合理的存放时间

煤炭贮存期要视煤炭质量而定，尽量先进先出。工作人员需要遵循煤碳自然的规律，及时对存煤进行更新，合理计算挥发分高与含硫量高的煤炭的储存时间。为避免储藏的底煤自燃，必须对底煤进行清理，并及时将余煤清除。

3.2合理的运行、维护方式

(1)在机组计划大修或者是长时间低负荷运行过程中，操作人员需要对煤场储煤量进行科学合理的安排。完善煤场管理档案，全面记录煤场的煤堆量以及堆存时间等情况。(2)工作人员需要制定预防煤场自燃的方案。实时监控煤场温度和煤堆高度，如果出现问题要及时处理和解决。(3)为了避免煤场出现自燃的情况，需要加大对煤场安全生产管理的力度

[3]。定期组织工作人员进行培训、学习，不断地积累管理经验，提升煤场的管理水平。

4封闭煤场安全监测和保护设备

安全监测与保护设备主要是检测温度，结合可燃气及与烟尘烟雾检测报告，通过数据处理系统，将信息输送到输煤控制室上位机并及时发出警报，而且可以将输出报表打印出来。

4.1温度检测装置

在封闭煤场中，最重要的监控目标是煤堆的温度。常用的测温设备主要有两类，一是红外扫描监测系统，二是分布式光纤测温系统。光纤测温系统安装与挡煤墙的内壁，从地面4米的位置起，沿着挡煤墙的高度排列3个层次。利用大臂转动来监控煤堆表面温度的变化，把红外扫描式温度监控系统安装在堆石料机的悬臂上，通过这种方式监测煤堆表面温度的变化情况。再加上位置传感器的信息，可以准确地判断出高温度点的具体|位置。采用红外扫描仪与光纤测温系统共同组成的数据采集系统，可以对当前时间点煤场温度最高、温度波动最大的位置进行分析，并根据历史资料，确定煤场的潜在自燃倾向。

4.2可燃气体检测装置

可燃气体报警装置有两类，一种是固定的，一种是便携式的。在贮煤区设置固定可燃气体报警器，它包括报警器和检测器两部分，将该检测装置设置在可燃性气体最容易出现泄漏的位置。探测器会把感应到的气体浓度转化为电子信号，然后用电缆传送给控制器，随着气体浓度的增加，电子信号也会变得更加强烈，在气体浓度达到或超出警报控制器设定的报警点时，它会自动发出警报，同时启动电磁阀、排气扇等装置，以消除安全隐患。报警装置的安装高度要视气体的特性而定。根据所探测到的气体浓度，所设置的室内探测器的安装位置也是不一样的。若所测量的气体浓度低于空气密度，则探测器必须远离房顶30厘米，并向下放置；相反，探测器的位置应该离地面30厘米，并且是朝上的。在报警装置的四周不能有大功率的电机、变压器，这些都会影响仪器的正常工作。

结语：

随着电厂规模和能力不断提高，对贮煤量以及环保也有了更加严格的标准规范。封闭式煤场具有诸多优势，如场地利用率高、效率高、利于环保等。在封闭煤堆中，如何防止煤的自然发火，已成为人们普遍关心的问题。针对封闭式煤场，应选择合适的机组类型，科学的堆煤方法，合理储存煤炭的时间，强化有效的管理，以达到预防自燃的目的。同时，对封闭煤场应用安全监控与防护装置，及时分析、总结各种突发事故的应急处理方法，以提升封闭煤场安全管理水平。

参考文献：

[1].封闭式圆形煤场在火电厂输煤系统中的应用[C]//.2021年江西省电机工程学会年会论文集.,2022:356-359.

[2]焦凯迪,陈剑.研究封闭式圆形煤场煤堆自燃与环境温度、可燃气体浓度的关系[J].中国设备工程,2021(23):141-143.

[3]林世瑶,郭羽薇.燃煤火力发电站的超大型贮煤场方案与比选浅析[J].中国设备工程,2021(13):132-134.