在水泥行业,磨煤的收尘采用袋式除尘器已广为应用,但是由于磨煤设备的发展,煤粉的输送已取消细粉分离器,而由袋式除尘器取而代之,而磨煤袋除尘器是根据煤粉尘防燃、防爆原理,以及袋除尘器过滤机理相结合研制成功的。煤粉在输送、粉磨与除尘过程中的主要危险是燃烧、爆炸。因此,防燃、防爆是煤粉系统及除尘器设计时必需考虑的两大因素。
1 磨煤烟气的特性
磨煤烟气中所含粉尘为煤粉,其浓度大,粒度细,易燃易爆。
1.1 煤粉的几项特性
据煤炭科研部门试验表明,煤粉具有如下特性:
(1)爆炸极限:烟煤爆炸下限浓度为110~335g/m3,爆炸上限浓度为1500g/m3;无烟煤爆炸下限浓度为45~55g/m3,爆炸上限浓度为1500~2000g/m3。
(2)煤粉可燃爆的粒度:上限为0.5~0.8mm,粒经小于75μm更易于燃爆。
(3)煤粉的着火温度:500~530℃,自燃温度:140~350℃。
(4)煤的挥发份:无烟煤挥发份≤10%,无爆炸危险;烟煤挥发份>10%,有爆炸危险,百分比愈大,爆炸性愈大。
1.2 煤粉只有具备如下三要素,才可能进行燃烧和爆炸,缺一不行
(1)有可燃物质一煤粉;
(2)有氧气;
(3)有点燃源。
1.3 粉尘浓度较低
水泥厂磨煤工艺流程是磨煤排出的含煤粉烟气先流经粗粉分离器再经细粉分离器至除尘器,其粉尘浓度较低,约为70g/m3左右。随着技术的发展与进步, 取消细粉分离器,含煤粉烟气经粗粉分离器后即直接至除尘器。此时,煤粉的浓度提高至300~700g/m3,在除尘器空间内煤粉弥漫正处于燃爆范围内。而煤粉的浓度很细,比表面积大,粒度<80μm的占80%左右;水泥厂现又多采用烟煤,挥发性一般在10%~30%,也均处于燃爆范围。此外由于磨煤属于烘干磨,烟气中有一定水份含量,露点一般在50~55℃,易于结露。
1.4 易引起燃爆
氧气的浓度在15%~17%以上,易引起燃爆,小于14%视为惰性气体。
水泥厂煤粉制备工艺系统——磨煤布置在窑尾(指回转窑),利用窑尾烟气作为烘干介质时,烟气中含氧量低,有抑制燃煤的作用——而用冷却机热风作为烘干介质时,热风中含氧量将高达21%,具备燃爆条件。
1.5 点燃源,磨煤是否具有煤粉燃爆的自燃或着火温度范围
水泥厂磨煤入口温度一般不大于400℃,磨煤出口烟气温度为避免结露需高于露点温度 15~30℃,一般控制在70~85℃,但当利用窑尾烟气作烘干用时,因其水份含量有时高达6%,磨煤烟气出口应高于露点温度30~35℃,一般控制在 85~90℃。可见其出口烟气温度均在着火或自燃温度范围外。
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