煤粉是原煤被碾磨后的粉末,它的特性對于制粉系統(tǒng)的正常運行和燃煤粉燃燒器燃燒的安全性、經(jīng)濟性都有很大的影響,為此必須加以研究。
煤粉的特性主要表現(xiàn)在以下三個方面。
一、煤粉的流動性
煤粉顆粒的大小一般在0~100μm(1mm=1000μm)之間,其中20~50μm的煤粉顆粒占絕大多數(shù)。煤粉顆粒形狀是不規(guī)則的,并且隨燃料的種類及制粉設備的型式不同而異。新磨制的干煤粉由于小而輕,因而在其表面上有吸附大量空氣的能力,故煤粉能夠與空氣混合而具有良好的流動性。
煤粉燃燒器設備正是借助煤粉的這一特性,用管道對煤粉進行氣力輸送至燃燒設備。煤粉的流動性給運行工作帶來的不利因素是:煤粉會從不嚴密處泄漏出來,影響制粉系統(tǒng)的安全運行,并且污染環(huán)境。此外煤粉的自流也會給運行帶來不良的影響。為此對制粉系統(tǒng)的嚴密性和煤粉的自流問題應給予足夠的重視。
二、煤粉的自燃性和爆炸性
積存的煤粉會由于緩慢的氧化而釋放出一些熱量,在散熱不良的情況下,煤粉溫度會自行升高著火,這種現(xiàn)象稱為煤粉的自燃性。制粉系統(tǒng)中的煤粉自燃或有其他火源,會使煤粉混合物被點著,并迅速傳播開來,形成大面積的著火燃燒,使壓力升高到0.2~0.3MPa并發(fā)出巨大的爆炸聲,這一現(xiàn)象稱為煤粉的爆炸性。煤粉爆炸將危及人身和設備的安全,并影響煤粉燃燒器設備正常運行。為此,制粉系統(tǒng)的防爆十分重要。
(1)、揮發(fā)分高的煤粉易爆炸,揮發(fā)分低的煤粉不易爆炸。當揮發(fā)分含量Vdaf<10%時,一般沒有爆炸的危險。但是,當Vdaf>20%時,因為其很容易自燃,所以爆炸的可能性很大。
(2)、煤粉越干燥越容易爆炸;反之潮濕的煤粉爆炸的危險性就很小。煤粉的水分與磨煤機出口氣粉混合物的溫度有關。對于不同煤種和制粉系統(tǒng),只要控制適當?shù)某隹跉夥刍旌衔餃囟龋涂梢苑乐姑悍圻^干而引起爆炸。
(3)、煤粉越細越容易自燃和爆炸;反之,煤粉越粗,爆炸的危險性就越小。所以,對于揮發(fā)分高的煤不應磨得過細。
(4)、煤粉的濃度是影響煤粉爆炸性的重要因素。實踐證明,煤粉濃度為1.2~2.0kg/(m3空氣)時,爆炸性最大,這是因為在該濃度下,火焰的傳播速度最快。大于或小于該濃度時,爆炸的可能性都將減小。在實際運行中,一般很難避開這一危險濃度。但是,氣粉混合物只有在遇到火源時才有可能發(fā)生爆炸,因此控制火源和煤粉自燃對于防止煤粉爆炸是極為重要的。
(5)、氣粉混合物的流速對煤粉自燃和爆炸也有影響。流速過低,易造成煤粉沉積在某些死角上而引起自燃;流速過高又會引起靜電火花,也會導致煤粉爆炸。所以,流速一般控制在16~30m/s的范圍內(nèi)。
基于上述分析,對于揮發(fā)分含量較高的易爆燃料,為了防止煤粉爆炸現(xiàn)象的發(fā)生,應嚴格控制磨煤機出口氣粉混合物的溫度、將煤粉磨得粗些;為了防止煤粉的沉積,在制粉系統(tǒng)中應避免傾斜角度小于45°的管段,且防止死角,嚴格控制氣粉混合物的流速;嚴格按規(guī)程對停爐后將煤粉倉中的煤粉用盡;加強原煤管理,防止易燃和易爆物混入煤中。
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