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一起噴煤車間煤粉倉爆燃的原因分析及對(duì)策

文檔作者：趙春輝王輝文檔來源：寶鋼集團(tuán)八鋼公司安全監(jiān)督部		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2025年09月04日
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冶 金 動(dòng) 力
MEFALLURGICAL POWER
2013年第9期
總第163期
秣 綜合
《
一起噴煤車問煤粉倉爆燃的原因分析及對(duì)策
趙春輝，王輝
(寶鋼集團(tuán)八鋼公司安全監(jiān)督部，新疆烏魯木齊830022)
【摘要】針對(duì)一起煤粉倉爆燃事故，從煤粉爆炸機(jī)理及噴煤安全設(shè)計(jì)和此次事故發(fā)生時(shí)人、機(jī)、料、法、
環(huán)、測等方面進(jìn)行了分析，提出了防范事故發(fā)生的對(duì)策措施。
【關(guān)鍵詞】煤粉倉；揮發(fā)份；含氧量；充氮；爆破片；漏風(fēng)
【中圖分類號(hào)】TF088．3 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】B 【文章編號(hào)】1006—6764(2013)09—0074—04
Countermeasures of a Deflagration Accident
at a PCI Coal W arehouse
ZhA0 Chunhui．WANG Hui
(The Safety Supervision Department of Bayi Iron&amp;amp; Steel Co．of Baosteel Group，Urumqi，Xinjicmg 830022，China)
【Abstract l In view of a deflagration accident at a PCI coal storehouse，the explosion
mechanism of pulverized coal，coal injection safety design and factors concerning the people，
equipment，material，method，environment，measurement，etc aYe an alyzed and countermeasures
to prevent such accidents are put forward．
【Key words】PCI coal storehouse；volatile；oxygen content；nitrogen filled；rupture disc；
air leakage
1 事故經(jīng)過
某鋼廠噴煤車間1*磨機(jī)2*布袋箱體發(fā)生一起
爆燃事故，造成煤粉倉布袋箱體破損、3 皮帶通廊墻
體傾斜損壞，噴煤I系列停機(jī)202 h，直接經(jīng)濟(jì)損失
27I3萬元。事故經(jīng)過如下：
2013年3月11日上午10：30，噴煤車間按計(jì)劃
安排1 磨機(jī)檢修，處理牙箱漏油及焊補(bǔ)上粉管砂
眼。停機(jī)前全系統(tǒng)處于滿負(fù)荷生產(chǎn)狀態(tài)(制粉量約
35 t，}1)。1 1：42分操作工開始進(jìn)行1 磨機(jī)停機(jī)前的
操作，改廢氣降溫，減負(fù)荷制粉，對(duì)磨機(jī)、布袋充氮惰
化，根據(jù)溫度參數(shù)停磨機(jī)，停氮?dú)?，打開煤矸石門，點(diǎn)
動(dòng)磨機(jī)，排磨機(jī)內(nèi)煤矸石。1l：59分2 布袋箱發(fā)生爆
燃，同時(shí)造成了噴煤主控樓第7層的二次爆燃，監(jiān)控
畫面顯示系統(tǒng)氧含量和溫度瞬間達(dá)到上限?，F(xiàn)場處
于燃燒狀態(tài)的煤粉遍布各處。各層建筑物玻璃碎裂
飛落到100 m范圍內(nèi)的地面。12：04分，2 磨機(jī)緊急
停機(jī)；12：07分3 磨機(jī)緊急停機(jī)。全系統(tǒng)充氮惰化，
布袋、粉倉進(jìn)行循環(huán)充氮至全系統(tǒng)斷電，當(dāng)班人員手
動(dòng)打開充氮閥并使其處于常開狀態(tài)。隨后消防隊(duì)員
趕至現(xiàn)場，兩小時(shí)后將各處燃燒的煤塵撲滅。
2 生產(chǎn)現(xiàn)狀
該廠噴煤車間于1994年8月投產(chǎn)，共有1 、2 、
3 三個(gè)磨機(jī)，同時(shí)向4座430 m 高爐供料。其中2
磨機(jī)為正壓操作系統(tǒng)，1 、3 為負(fù)壓操作系統(tǒng)。2007
年，由于高爐改擴(kuò)建需求，將3 磨機(jī)由原來的5 t改
造為現(xiàn)在的15 t球磨機(jī)。自2012年8月以來，由于
提升煤比節(jié)焦降耗的要求日益提高，對(duì)噴煤制粉產(chǎn)
能要求不斷增長，可卻同時(shí)面臨著原料煤的揮發(fā)分
變化較大，設(shè)備缺陷較多的現(xiàn)狀，給生產(chǎn)運(yùn)行帶來一
定困難。其工藝流程如圖1。
3 煤粉爆炸原理分析
3．1 煤粉爆炸的三個(gè)條件
(1)含氧量。煤粉在容器內(nèi)燃燒后體積膨脹，壓
力升高，氣壓力超過容器的抗壓能力時(shí)，容器爆炸。
容器內(nèi)氧濃度越高，越有利于煤粉燃燒，爆炸力越
大?？刂蒲鹾靠煽刂浦紬l件，即控制煤粉的爆炸
條件。因此噴吹煤粉時(shí)必須嚴(yán)格控制氣體中的氧濃
度。
(2)煤粉的懸浮濃度。煤塵分散形成懸浮狀態(tài)，
并在系統(tǒng)介質(zhì)中達(dá)到一定的煤塵濃度，才有可能爆
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l——配煤槽2——配煤皮帶秤3——電磁除鐵器4——帶式輸送機(jī)5——原煤倉6一給煤機(jī)7——磨煤機(jī)
8——煙氣風(fēng)機(jī)9一干燥爐 l0一助燃風(fēng)機(jī) l1——布袋收粉器 l2一主風(fēng)機(jī) 13——煤粉篩
l4-— 煤粉倉 15— —噴吹罐 l6_— 分配器17一噴槍
圖1 工藝流程示意圖
炸。爆炸濃度取決于煤塵的化學(xué)性質(zhì)、塵粒大小及介
質(zhì)氧含量等。煤粉在收集、輸送、倒罐裝料等過程中
都將不同程度地被輸送介質(zhì)所分散，而在局部空間
以煤粉云狀態(tài)懸浮著，其煤塵既無法消除，濃度也無
法控制，因此要消除這一爆炸條件是極為困難的。懸
浮的煤粉與空氣或其他氧化劑混合極易發(fā)生爆炸，
最明顯的規(guī)律是隨揮發(fā)分增加，其爆炸性也增加。一
般認(rèn)為煤粉 1O％ 為基本無爆炸性煤，10％
< 25％為有爆炸性煤， 25％為強(qiáng)爆炸性煤。
(3)溫度達(dá)到著火點(diǎn)。給煤塵提供足夠的點(diǎn)火能
量，使溫度達(dá)到煤粉的最低著火溫度而引起爆燃。煙
煤煤塵的長期沉積、煤粉運(yùn)輸中摩擦升溫、靜電火花
以及外來火源等都可提供煤塵的引爆能量。煤粉燃
燒經(jīng)歷以下步驟：升溫一揮發(fā)分排出一熱分解—分
解產(chǎn)物燃燒。
3．2 控制系統(tǒng)中氧含量是切斷爆炸事故鏈的最關(guān)
鍵因素
從磨煤機(jī)系統(tǒng)中排出的氧氣量O ，可由氧氣量
的平衡求得，即進(jìn)入磨煤機(jī)系統(tǒng)的氧氣量等于從磨
煤機(jī)中排出的氧氣量：
層p：O +Ob+O。+Od=O
式中，O 一升溫爐煙氣中的剩余氧量，m3／h；
0?！?一鼓人磨煤機(jī)密封氣中的氧量，m3／h；
O _一漏人磨煤機(jī)冷空氣中的氧量，m3／h；
O廠一漏人布袋冷空氣中氧量，m3／h；
O — F放煙氣中的氧量，m3／h。
排放煙氣的含氧率O：％為：
。 = × oo％
式中， —_{{}放煙氣量，m3／h。
磨煤機(jī)入口、磨煤機(jī)出口、布袋出口、主排風(fēng)機(jī)
出口各個(gè)點(diǎn)的煙氣中含氧率都不相同。在一般情況
下，排放煙氣中的含氧率最高，把這一點(diǎn)的含氧率稱
為系統(tǒng)含氧率。根據(jù)《高爐噴吹煙煤系統(tǒng)防爆安全規(guī)
程》規(guī)定，磨煤機(jī)負(fù)壓系統(tǒng)末端的設(shè)計(jì)氧含量應(yīng)≤
12％ 。
4 針對(duì)此次事故的具體原因分析
對(duì)噴煤車間此次煤倉爆燃事故，利用5M1E
(人、機(jī)、料、法、環(huán)、測)展開分析如下：
4．1 人員的因素
(1)專業(yè)技術(shù)人員制定的作業(yè)指導(dǎo)書未根據(jù)工
藝條件的變化，及時(shí)更新作業(yè)要求。
(2)作業(yè)指導(dǎo)書要求充氮惰化時(shí)間為10 min，
而此次停機(jī)充氮惰化為4 rain。
4．2 設(shè)備的因素
(1)噴煤磨煤機(jī)托盤部位漏風(fēng)嚴(yán)重，導(dǎo)致磨煤機(jī)
出口氧含量不能有效控制，影響系統(tǒng)安全。
(2)布袋箱體泄爆孔處的私自換裝的膠帶片未
起到應(yīng)有的泄爆作用是造成閃爆事故擴(kuò)大成爆燃，
導(dǎo)致布袋箱體爆開。根據(jù)GB 567—1999(爆破片與
爆破片裝置》及1'sG《爆破片技術(shù)規(guī)定》的相關(guān)條款，
爆破片須經(jīng)專業(yè)部門進(jìn)行設(shè)計(jì)并按照使用說明進(jìn)行
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檢測、安裝、使用。而此次2 布袋箱體防爆裝置2005
年底未經(jīng)評(píng)審改為0．8 mm的膠帶片，原設(shè)計(jì)為濾
袋箱防爆門。
4．3 原料的因素
噴煤原煤煤質(zhì)管理存在不足，造成近期使用的
原配揮發(fā)份較高，最低20％，最高35％，平均31．2％，
屬于高易燃易爆原料煤。自2012年9月原煤直供
后，人廠原煤僅進(jìn)行工業(yè)分析后即進(jìn)入生產(chǎn)現(xiàn)場使
用，未對(duì)其可磨性及工藝特性(爆炸特性、著火點(diǎn))進(jìn)
行相應(yīng)分析。期間新老區(qū)高爐也已發(fā)生多次煤粉自
燃及噴煤軟管爆管事故：
2012年l2月13日一煉鐵噴煤5 皮帶通廊底
部夾層煤粉自燃。
2012年12月25日～29日二煉鐵噴煤噴吹軟
管連續(xù)爆管9次(煤粉閃爆)。
2013年1月～2月二煉鐵噴煤噴吹軟管爆管2
次(煤粉閃爆)。
4．4 方法的因素
停機(jī)時(shí)系統(tǒng)含氧量控制操作管理存在嚴(yán)重缺
陷。停機(jī)時(shí)磨機(jī)氧含量4．66％，布袋氧含量8．01％，
負(fù)壓系統(tǒng)末端已達(dá)到14．5％，各處含氧量均已超標(biāo)。
按作業(yè)指導(dǎo)書要求磨機(jī)含氧量≤4．5％，布袋出口含
氧量≤8％，根據(jù)GB 16543—2oo8((高爐噴吹煙煤系
統(tǒng)防爆安全規(guī)程》之7．3．1規(guī)定：制備煤粉時(shí)，負(fù)壓系
統(tǒng)末端氣體的氧含量不應(yīng)大于12％。
(1)磨機(jī)停機(jī)后點(diǎn)動(dòng)排矸石的操作：此操作是停
氮后將排矸石門打開，會(huì)造成磨機(jī)內(nèi)進(jìn)人空氣。而磨
機(jī)點(diǎn)動(dòng)排矸石操作時(shí)，磨球碰撞產(chǎn)生火花是造成煤
粉閃爆的點(diǎn)火因素。作業(yè)指導(dǎo)書對(duì)此項(xiàng)操作危害未
識(shí)別到位。
(2)磨機(jī)檢修時(shí)，排煙風(fēng)機(jī)未停，只是將其風(fēng)門
關(guān)閉(不能完全切斷風(fēng)機(jī)與系統(tǒng)聯(lián)系)。系統(tǒng)仍處于
負(fù)壓狀態(tài)，由于磨機(jī)與箱體未有效隔離，磨機(jī)停機(jī)后
造成系統(tǒng)進(jìn)風(fēng)。作業(yè)指導(dǎo)書未明確要求磨機(jī)停機(jī)時(shí)
排煙風(fēng)機(jī)停機(jī)，避免空氣進(jìn)入。
4．5 環(huán)境的因素
(1)噴煤主廠房及通廊內(nèi)存有積粉，造成此次閃
爆后，二次爆炸，沖擊波造成3 皮帶通廊磚混結(jié)構(gòu)
的墻體傾斜，各層玻璃破碎飛濺。
(2)主廠房設(shè)計(jì)不符合GB 16543—2oo8

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