煤制油煤粉制备工艺磨煤机煤粉泄露危险性分析

龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 煤制油煤粉制备工艺磨煤机煤粉泄露危险性 分析 作者:焦洪桥 郭中山 范为鹏 来源:《中国科技博览》2017 年第 18 期 [摘 要]使用粉尘层最低着火温度测定装置,对煤样进行了煤尘层最低着火温度测试,结果 表面测试煤样的最低着火温度为 240℃,依据测试结果对煤制油煤粉制备工艺中的磨煤机开展 了煤粉泄露危险性分析,认为落煤管和拉杆是重要的泄露危险源;泄露的煤粉可能会在磨煤机 入口管路及底座处堆积形成煤尘层,受热表面影响可能会发生燃烧事故;并提出了日常巡检、 视频监控及重点检查等应对措施。 [关键词]磨煤机;煤粉泄露;煤尘层 中图分类号:V562 文献标识码:A 文章编号:1009-914X(2017)18-0240-01 煤制油是以煤炭为原料,通过化学加工过程生产油品和石油化工产品的一项技术。煤粉制 备是煤制油的准备环节,是利用磨煤机将原煤研磨至所需粒径的工艺。磨煤机是工艺中最重要 的辅机之一,磨煤机出口煤粉细度和均匀度直接关系到气化炉安全、稳定、经济的运行[1]。 由于设备内部长期承受气体和粉尘的摩擦,磨煤机自身可能因磨损产生破裂而导致煤粉泄露。 泄漏的煤 1 粉如果没有被及时清理,则在环境中可能发生燃烧,产生更大的事故。因此,分析 磨煤机煤粉泄露危险对于有效预防及控制煤粉泄露及燃烧事故具有重要意义,也为现场巡检人 员提供了参考依据。 1 煤尘层最低着火温度测试 由于泄露的煤粉大多数处于设备表面、地面等位置,且这些区域都存在一定的温度,因此 有必要进行煤尘层最低着火温度测试。依据 GB/T16430-1996[2],对我公司煤样进行了实验测 试。 实验设备采用粉尘层最低着火温度测定装置,如图 1 所示。测试时环境温度为 15~ 25℃,环境相对湿度在 70~90%rh 之间,煤尘层的厚度为 5mm。实验结果显示,当温度为 240℃时,煤尘层出现了火星,其状态如图 2 所示。根据相关标准的规定,实验煤尘层的最低 着火温度为 240℃。 虽然达到 240℃时煤尘层才出现火星,但在温度低于 240℃时,随着温度的升高,煤尘层 已经出现干裂、冒烟等现象。因此,高温热表面可以促使煤尘层内部温度升高,加速煤尘的燃 烧过程,在日常工作中需要重点检查存在高温热表面的设备。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 2 磨煤机煤粉泄漏源分析 我公司选用的磨煤机为中速磨,设计能力 98.8t/h。其碾磨部件由 2 组相对运动的碾磨体构 成,煤块在这 2 组碾磨体表面间受到挤压、碾磨而被粉碎[3]。为了保证磨煤机内部的温度,机 体外包覆了保温层。原煤进入磨煤机内进行研磨,利用外部产生的热惰性气体(主要成分为氮 气)进入磨煤机进行干燥,通过旋风分离器筛选,研磨合格的煤粉进入煤粉收集器。 通过对磨煤机的工艺流程进行分析,发现磨煤机主要有两处易发生泄露,是重要的泄漏危 险源。一是磨煤机顶部的落煤管。落煤管是原煤由称重给煤机进入磨煤机的唯一渠道,一条圆 柱形管道。块状原煤在下落过程中与落煤管发生摩擦,时间久了管壁容易变薄,甚至出现损 坏。由于落煤管位于顶部,日常监管不易,且管壁的磨损情况与落煤数量及工作时间有关,难 以预计,所以,落煤管发生轻微泄露不易察觉。 第二处可能发生泄露的位置是磨煤机的拉杆处。拉杆是传递液压缸的加载力给磨辊的设 备,由于拉杆附近环境恶劣,与拉杆接触的密封部位的粉尘、细煤粉粒浓度较大,细微煤粒容 易形成高速涡流冲刷拉杆所在的密封部位,拉杆在运行时存在较大的剪切应力及振动现象,因 此拉杆局部位置极易出现磨损。另外,为了节约成本,对拉杆多采用补焊修复措施,补焊区域 存在的焊接缺陷和较大的应力可能会使拉杆出现断裂。拉杆处磨损后易产生煤粉泄露。 3 泄露煤粉燃烧危险性分析 根据泄露源分析,磨煤机在运行一段时间后会因为磨损出现泄露。泄露的煤粉可能会堆积 在磨煤机的入口管路、底座内部或者四周的地面上。磨煤机四周地面如果有煤尘堆积,会被巡 检人员及时发现并处理,因此需要重点分析其他两个区域。 3.1 磨煤机入口管路分析 磨煤机的入口管路呈箱体结构,顶部是面积约 6m2 的平台。磨煤机入口的内部温度达到 290℃—320℃,虽然外围包裹保温层,但保温层外部表面仍有较高温度。如果发生煤粉泄露, 则泄露的煤粉可能在入口管路平台上堆积。通过温度测试,平台表面平均温度约为 81℃,靠 近磨煤机的部位最高可达 91.7℃。根据粉尘层最低着火温度测试结果,当热表面温度达到 240℃时,煤尘就会燃烧。平台的温度虽然较低,但如果煤尘堆积时间过长,则煤尘堆内部的 温度就会不断上升,也有燃烧的危险。 3.2 磨煤机底座分析 磨煤机底座无保温层,底座内部空间较为封闭,内部地面温度最高可达 60℃。拉杆与底 座间有直径约 5cm 的开孔,煤粉可通过开孔直接泄露到底座内部,或者从底座侧面的敞开处 飘落进去。由于光线等原因,底座内部的煤粉不易被发现,如果清理不及时,积聚的煤粉可能 会自燃。并且,底座内有外露的电缆,可能会被烧毁,对仪器仪表、电机等设备造成危害。 龙源期刊网 http://www.qikan.com.cn 4 应对措施 根据分析结果,磨煤机存在泄漏可能,且泄露的煤粉可能会发生燃烧,造成更大的事故。 因此,需要采取针对性地处置措施。 (1)日常巡检和监护是泄漏危险源监控最基础的措施,公司各班组应根据提前辨识的泄 漏危险源进行日常巡检,并做好检查记录。 (2)针对磨煤机落煤管区域人工巡检不便的情况,可在磨煤机顶部附近增设视频监控。 (3)对于表面存在高温的设备及区域要重点检查,防止煤粉积聚时间过长发生燃烧。 参考文献 [1] 张东.旋转分离器在运行中出现的故障及日常维修注意事项[J].内蒙古石油化工,2016, 1、2:41-43. [2] GB/T16430-1996,粉尘层最低着火温度测定方法[S],北京:中国标准出版社,1996. [3] 郭永峰.磨

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