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摘要：本文对中储式制粉系统设备组成及基本工作流程，物料特性，爆炸原因分析，制粉系统安生性分析几个方面着手对粉仓爆炸的进行了定量评价，并提出了针对性的防范性技术措施。文章通过对中储式制粉系统的爆炸安全性评价，对提高制粉系统运行安全性起到了极大的推进作用。
关键词：中储式制粉系统 安全性评价
1 中储式制粉系统的设备组成及其基本工作流程
典型的负压中间仓储式制粉系统由原煤斗、给煤机、低速钢球式磨煤机、木屑分离器、粗粉分离器、细粉分离器、锁气器、煤粉仓、给粉机、排粉机及防爆门等设备组成。
其具体工作流程如下：原煤从原煤仓经给煤机送进钢球磨煤机内，经钢球冲压碾碎后，被风带走，经木屑分离器到达粗粉分离器，不合格的煤粉被粗粉分离器分离出来，经回粉管又回到磨煤机里进行碾磨，整个制粉系统的动力是由排粉机建立起来的，整个制粉系统处于负压状态。合格的煤粉经细粉分离器分离后进入粉仓。其热风来源于上级空气预热器出口，大约300℃，对制粉系统内的原煤及煤粉进行干燥。干燥完后的乏气再作为一次风通过排粉机出口各风门，和经给粉机从粉仓送下的煤粉，在风粉混合器混合，然后送到炉膛进行燃烧。磨煤乏气中大约含有10％的极细煤粉，是细分分离器分离不出来的。这些煤粉在作为一次风时被直接吹入炉膛，直接进行燃烧。
2 物料特性
煤是远古树木在地质变化中形成的，含有一般植物所含有的形成有机物的碳、氢、氧、氮、硫等元素，还有灰分和水份等惰性物。煤的工业分析成分有水份、挥发份、固定碳与灰份四项。由于煤的形成过程及年代的存在差异，煤的成分比例通常很不相同，燃烧特性也很不相同。
煤粉是形状不规则的煤颗粒，它的粒径一般为0～50μm，其中20～50μm的颗粒占多数。干的煤粉能吸附大量的空气，具有很好的流动性，就像流体一样很容易在管道内输送。不仅容易自燃，而且可能发生爆炸。其爆炸下限值为35～45g/m3，最大爆炸压力可达0．31MPa。煤粉爆炸时最大爆炸压力可达初始压力的10倍左右，足以破坏按抗爆炸压力40～150kPa设计的制粉系统设备及部件。
3 爆炸原因分析
爆炸有3个基本要素：可燃物、氧化剂和点火源，三者缺一不可，构成“危险三角”。爆炸的本质是可燃物与氧化剂结合而瞬间形成的强烈的燃烧过程。
影响煤粉爆炸的因素很多，如挥发份含量，温度湿度和输送煤粉的气体中氧的成分比例等。
一般说来挥发份含量低于10%的煤没有爆炸危险性，而挥发份含量高于25%的煤粉(如烟煤等)，很容易自燃，爆炸的可能性也很大。潮湿煤粉的爆炸性较小，对于褐煤和烟煤，当煤粉水份稍大于固有水份时一般没有爆炸危险。但是水份再增大，磨煤机出口温度长期接近低限(60℃)运行，将使进入粉仓煤粉混合物温度偏低，若低于该煤粉混合物露点，同时吸潮管出力不足以将粉仓内湿空气吸出，势必造成煤粉仓中上部内壁结露，结露后吸附煤粉形成挂腊，经过一段时间，挂腊自燃产生明火，当粉仓内煤粉浓度满足爆破浓度时(尤其褐煤挥发分较高，粉仓气空间可燃气体浓度较大)，便发生了爆炸。
爆炸的预防措施都是建立在破坏这个“危险三角”的基础上的，控制其中之一，就可以防止爆炸的发生。制粉系统中的风粉混合物无法控制在安全范围内，因此，为了防止爆炸事故，最重要的是控制点火源和氧化剂的浓度。
4 制粉系统安全性分析
（1）原煤斗存在的安全问题。原煤斗存储着从燃料输煤皮带输送来的煤，为整个制粉系统提供原煤。东北地区冬季寒冷，室内外温差比较大，煤进入原煤斗后经常由于化冻而变得非常粘，因而在原煤斗与给煤机的比较细窄的连接处经常发生堵塞，造成蓬煤，进而给煤机断煤，如发现处理不及时，造成磨煤机出口超温，如制粉系统内有积粉、积煤、自燃等产生的明火就会造成制粉系统爆破。
（2）给煤机存在的安全问题。刮板式给煤机的刮板在长时间的运行后，经常会断掉一些，缺失过多在没有及时补焊时，会造成制粉系统供煤不足，制粉系统出力不足，影响锅炉负荷。
（3）磨煤机存在的安全问题。由于其本身结构上存在的先天不足，低速钢球磨经常在入口斜管、落煤管等处形成“挂腊”。这些部位也就成了制粉系统爆破的最关键不安全点，通常磨煤机入口也是用于干燥煤的热风入口，所以在这里形成的积煤、积粉经常会被热风干燥过度而发生自燃，在制粉系统启停过程中也就经常会发生爆破。
（4）粗粉分离器存在的安全问题。粗粉分离器由于其设计结构上存在先天不足，通常会在其锥形体上和导流栅板上积存大量的煤粉，所以这个部位也需要经常检查，如发现有积粉需要及时处理。另外粗粉分离器上有很多防爆门，通常是用薄铁皮制成的，由于薄所以很容易磨漏，这样就可能造成制粉系统漏风或漏入雨水，给在其内部积粉创造了方便条件。所以制粉系统检查也包含检查防爆门。还有如粗粉分离器内有大量杂物的话就会造成粗粉分离器堵塞，从而积存更大量的煤粉。
（5）细粉分离器存在的安全问题。细粉分离器由于和粗粉分离器结构有很多相似之处，所以它内部也会经常发生积粉现象。通常维护和处理与粗粉分离器的一样。它的防爆门也需要经常检查。
（6）螺旋输粉机存在的安全问题。螺旋输粉机切向挡板和下粉插板成了它最大的不安全因素。切向挡板不严密或切换不好用，就有可能造成制粉系统大量跑粉。螺旋输粉机本体内因此总是会有很多煤粉，这些煤粉如长时间不经处理，就会自燃，进而烧损螺旋输粉机。
（8）排粉机存在的安全问题。排粉机是整个制粉系统的核心设备，它不但为整个制粉系统提供动力来源，也在为锅炉充当一次风机。所以它能否安全稳定运行不仅仅是关系到制粉系统是否能正常运行，更重要的是将直接影响到锅炉的负荷，甚至于锅炉的安全。
（9）各风门及锁气器存在的安全问题。制粉系统的各风门在制粉系统期停操作过程中需要互相切换，它们将直接对锅炉的一次风压造成影响，如果操作不当，就有可能使一次风压失去，造成锅炉灭火。
5 防范技术措施
（1）强化制粉系统运行调整。
（2）合理安排定期工作，加强设备检查。
（3）强化设备维护和改造。
实践证明通过针对褐煤水分大、挥发份高的特点对制粉系统的影响入手，对制粉系统操作的各个环节进行防爆控制是防止制粉系统爆炸的有效措施。
关键词：中储式制粉系统 安全性评价
1 中储式制粉系统的设备组成及其基本工作流程
典型的负压中间仓储式制粉系统由原煤斗、给煤机、低速钢球式磨煤机、木屑分离器、粗粉分离器、细粉分离器、锁气器、煤粉仓、给粉机、排粉机及防爆门等设备组成。
其具体工作流程如下：原煤从原煤仓经给煤机送进钢球磨煤机内，经钢球冲压碾碎后，被风带走，经木屑分离器到达粗粉分离器，不合格的煤粉被粗粉分离器分离出来，经回粉管又回到磨煤机里进行碾磨，整个制粉系统的动力是由排粉机建立起来的，整个制粉系统处于负压状态。合格的煤粉经细粉分离器分离后进入粉仓。其热风来源于上级空气预热器出口，大约300℃，对制粉系统内的原煤及煤粉进行干燥。干燥完后的乏气再作为一次风通过排粉机出口各风门，和经给粉机从粉仓送下的煤粉，在风粉混合器混合，然后送到炉膛进行燃烧。磨煤乏气中大约含有10％的极细煤粉，是细分分离器分离不出来的。这些煤粉在作为一次风时被直接吹入炉膛，直接进行燃烧。
2 物料特性
煤是远古树木在地质变化中形成的，含有一般植物所含有的形成有机物的碳、氢、氧、氮、硫等元素，还有灰分和水份等惰性物。煤的工业分析成分有水份、挥发份、固定碳与灰份四项。由于煤的形成过程及年代的存在差异，煤的成分比例通常很不相同，燃烧特性也很不相同。
煤粉是形状不规则的煤颗粒，它的粒径一般为0～50μm，其中20～50μm的颗粒占多数。干的煤粉能吸附大量的空气，具有很好的流动性，就像流体一样很容易在管道内输送。不仅容易自燃，而且可能发生爆炸。其爆炸下限值为35～45g/m3，最大爆炸压力可达0．31MPa。煤粉爆炸时最大爆炸压力可达初始压力的10倍左右，足以破坏按抗爆炸压力40～150kPa设计的制粉系统设备及部件。
3 爆炸原因分析
爆炸有3个基本要素：可燃物、氧化剂和点火源，三者缺一不可，构成“危险三角”。爆炸的本质是可燃物与氧化剂结合而瞬间形成的强烈的燃烧过程。
影响煤粉爆炸的因素很多，如挥发份含量，温度湿度和输送煤粉的气体中氧的成分比例等。
一般说来挥发份含量低于10%的煤没有爆炸危险性，而挥发份含量高于25%的煤粉(如烟煤等)，很容易自燃，爆炸的可能性也很大。潮湿煤粉的爆炸性较小，对于褐煤和烟煤，当煤粉水份稍大于固有水份时一般没有爆炸危险。但是水份再增大，磨煤机出口温度长期接近低限(60℃)运行，将使进入粉仓煤粉混合物温度偏低，若低于该煤粉混合物露点，同时吸潮管出力不足以将粉仓内湿空气吸出，势必造成煤粉仓中上部内壁结露，结露后吸附煤粉形成挂腊，经过一段时间，挂腊自燃产生明火，当粉仓内煤粉浓度满足爆破浓度时(尤其褐煤挥发分较高，粉仓气空间可燃气体浓度较大)，便发生了爆炸。
爆炸的预防措施都是建立在破坏这个“危险三角”的基础上的，控制其中之一，就可以防止爆炸的发生。制粉系统中的风粉混合物无法控制在安全范围内，因此，为了防止爆炸事故，最重要的是控制点火源和氧化剂的浓度。
4 制粉系统安全性分析
（1）原煤斗存在的安全问题。原煤斗存储着从燃料输煤皮带输送来的煤，为整个制粉系统提供原煤。东北地区冬季寒冷，室内外温差比较大，煤进入原煤斗后经常由于化冻而变得非常粘，因而在原煤斗与给煤机的比较细窄的连接处经常发生堵塞，造成蓬煤，进而给煤机断煤，如发现处理不及时，造成磨煤机出口超温，如制粉系统内有积粉、积煤、自燃等产生的明火就会造成制粉系统爆破。
（2）给煤机存在的安全问题。刮板式给煤机的刮板在长时间的运行后，经常会断掉一些，缺失过多在没有及时补焊时，会造成制粉系统供煤不足，制粉系统出力不足，影响锅炉负荷。
（3）磨煤机存在的安全问题。由于其本身结构上存在的先天不足，低速钢球磨经常在入口斜管、落煤管等处形成“挂腊”。这些部位也就成了制粉系统爆破的最关键不安全点，通常磨煤机入口也是用于干燥煤的热风入口，所以在这里形成的积煤、积粉经常会被热风干燥过度而发生自燃，在制粉系统启停过程中也就经常会发生爆破。
（4）粗粉分离器存在的安全问题。粗粉分离器由于其设计结构上存在先天不足，通常会在其锥形体上和导流栅板上积存大量的煤粉，所以这个部位也需要经常检查，如发现有积粉需要及时处理。另外粗粉分离器上有很多防爆门，通常是用薄铁皮制成的，由于薄所以很容易磨漏，这样就可能造成制粉系统漏风或漏入雨水，给在其内部积粉创造了方便条件。所以制粉系统检查也包含检查防爆门。还有如粗粉分离器内有大量杂物的话就会造成粗粉分离器堵塞，从而积存更大量的煤粉。
（5）细粉分离器存在的安全问题。细粉分离器由于和粗粉分离器结构有很多相似之处，所以它内部也会经常发生积粉现象。通常维护和处理与粗粉分离器的一样。它的防爆门也需要经常检查。
（6）螺旋输粉机存在的安全问题。螺旋输粉机切向挡板和下粉插板成了它最大的不安全因素。切向挡板不严密或切换不好用，就有可能造成制粉系统大量跑粉。螺旋输粉机本体内因此总是会有很多煤粉，这些煤粉如长时间不经处理，就会自燃，进而烧损螺旋输粉机。
（8）排粉机存在的安全问题。排粉机是整个制粉系统的核心设备，它不但为整个制粉系统提供动力来源，也在为锅炉充当一次风机。所以它能否安全稳定运行不仅仅是关系到制粉系统是否能正常运行，更重要的是将直接影响到锅炉的负荷，甚至于锅炉的安全。
（9）各风门及锁气器存在的安全问题。制粉系统的各风门在制粉系统期停操作过程中需要互相切换，它们将直接对锅炉的一次风压造成影响，如果操作不当，就有可能使一次风压失去，造成锅炉灭火。
5 防范技术措施
（1）强化制粉系统运行调整。
（2）合理安排定期工作，加强设备检查。
（3）强化设备维护和改造。
实践证明通过针对褐煤水分大、挥发份高的特点对制粉系统的影响入手，对制粉系统操作的各个环节进行防爆控制是防止制粉系统爆炸的有效措施。