6.3 煤粉制备

表4 惰性气氛的最高允许氧含量（%）（湿基）

    注：（）中表示的是现行行业标准《火力发电厂煤和制粉系统防爆设计规程》DL/T5203-2005中表4.1.6中的数据。
    国内电力行业按上述要求设计，实践证明是安全的，未曾出现过爆炸现象。在煤化工工程设计中，国外公司结合煤化工煤粉的特点，提出惰性气氛的最高允许氧含量（湿基，体积分数），对于硬煤为8%，对于褐煤为6%。多项工程均按照此要求进行设计，实际运行是安全的。根据经验，着火爆炸多发生在系统开车、停车和事故停车后再启动时，这些情况下危险性更大。因此在这些工况下其氧含量必须严格保证。
    煤粉制备系统设置必要的监测仪表（如温度、压力、流量、料位及氧分析、一氧化碳分析等）及完整的控制联锁系统，是保证煤粉制备系统正常运行的关键因素，万一发生设备及操作事故，报警联锁并按正确的程序停车，避免事故扩大而引发火灾爆炸事故。由于煤粉制备系统各工程均有差异，在这里未一一列出在何处设何种监测仪表及如何联锁，应在工程设计时按工艺流程具体确定。
6.3.3 本标准虽未对煤粉制备系统磨煤机出口的气粉混合物的最高温度做出限制，但其最高温度不允许超过煤粉分离收集器的滤袋材料的允许使用温度。煤粉制备系统是一个闭路循环系统，介质的水蒸气含量较高，其露点在70℃左右，为防止温度过低，水蒸气凝结，使滤袋上的煤粉黏结，或使煤粉黏附在设备管道上，或结块，影响煤粉输送，必须使煤粉制备系统介质末端温度高于水蒸气的露点。
    电力行业规定中间储仓系统磨煤机出口温度比水蒸气的露点高15℃。本标准结合煤化工行业煤粉制备系统的特点，推荐磨煤机出口温度比水蒸气的露点高20℃～35℃。
6.3.4 参照现行国家标准《高炉喷吹烟煤系统防爆安全规程》GB16543-2008第5.1.2条编写。
    煤化工煤粉制备系统是一个磨煤机入口为正压、出口为负压的闭路循环系统，如果密封性不好，正压部分将会使煤粉泄漏，负压部分将会漏入空气，提高了系统氧含量，这些都不利于防火，故提出气密性要求。
    国内外的有关标准规定，按惰性气氛设计的系统，抗爆设计压力可不按0.35MPa设计。考虑到目前国内的中速磨及给煤机产品均已按0.35MPa设计。系统运行时，可能出现氧含量超过允许最高值的情况，故本条仍要求抗爆设计压力为0.35MPa。已有的工程设计均是按此要求进行的。
6.3.5 煤化工煤粉制备系统采用高浓度袋式过滤器一次分离收集，由于煤粉是属于导电可燃爆炸性粉尘，因此应符合现行国家标准《粉尘爆炸危险场所用收尘器防爆导则》GB/T17919的规定。同时结合煤化工煤粉制备系统特点，补充和强调了具体要求：
    1 箱体和灰斗一般为非圆筒形，参照电力行业对煤粉仓的要求，相邻两壁交角的内侧（包括箱体、灰斗）应制成圆弧半径不小于200mm的圆弧形，以防止积粉。灰斗壁面与水平面的交角一般不小于65°，对黏接性强的煤粉，灰斗壁面与水平面不小于70°。
    2 煤粉阴燃闷烧将会进一步起火爆炸，损坏滤袋，为防止万一收尘器内堆积煤粉阴燃闷烧（如停车后清灰不彻底），要求其气体出口设置一氧化碳检测报警设施，同时当仓内一氧化碳、温度等超过设定值时，采取自动紧急通入氮气保护。
    3 进入袋式过滤器的气粉混合物中水蒸气含量高，露点在70℃左右，袋式过滤器散热降温如低于露点，将会产生粘袋、堵塞引发事故，故要求其外表面设伴热保温，控制温度在80℃（高于露点）。
    4 某工程曾发生过因清灰氮气气源压力不稳定，有时低于要求值、清灰强度不够，使部分滤袋上煤粉过厚，使滤袋碳化，发生着火事故。故提出气源压力稳定、清灰可靠的要求。
    6 灰斗积料堵塞漫至滤袋同样会引发上述事故。灰斗温度异常亦可反映灰斗料位情况。选择可靠的料位计很关键，电容式料位计经实验证明可靠性差，射线料位计可靠性很高，但其使用受限。本标准未指明用什么型式的料位计，但要求可靠性高。
6.3.6 煤化工用的煤粉的水分低、粒度细、易燃易爆，因此无论是送至煤气化的加压给料，还是送至煤液化的油煤浆制备，煤粉输送必须是密闭输送。输送和处理煤粉的机械，如称重给煤机、旋转给料机、螺旋输送机、埋刮板输送机、纤维分离器等，都应是气密性良好的，保证煤粉不外漏，空气又漏不进去，因此要求其轴封处喷吹密封氮气，使密封可靠。密封气的选择方法是：主要进入系统内部的密封气采用氮气，主要逸至环境的密封气，为保证人身安全、不被窒息而采用空气。注意这类设备内部应没有物料积聚的部位，并能排尽。经过预干燥后的褐煤粒度小、易燃易爆，可参照本条执行。
6.3.7 参考电力行业煤粉仓的有关规定，并结合煤化工工程设计实际情况，提出了本条要求。实际煤化工项目中，煤粉仓及其锁斗、给料仓等，壁面与水平面的交角按75°设计，本条规定不应小于70°，比电力行业规定大5°～10°。根据煤化工煤粉的特点，提出了连续充氮保护、外表面伴热保温及出口助流要求。
    煤化工所用煤粉粒度细、水分低、温度高，其自燃爆炸危险性较高，只要煤粉仓中存有煤粉，不论系统是否处于运行状态，煤粉仓都要充氮保护，控制氧气含量。
    为了实时监控煤粉仓的运行状态，应设置料位、温度等检测仪表。温度过低，煤粉流动性变差，容易堵塞；温度超高，表明煤粉阴燃或着火，均应采取防范措施。

6.3.12 煤粉堆积时间过长容易引起自燃和二次扬尘，故要求煤粉制粉系统的设备和管道以及与制粉系统同厂房布置的设备和管道的保温表面要光洁，方便及时清扫堆积的煤粉。

6.3.13 本条对煤粉制备系统需要设置防爆门的部位和防爆门的设计做出了规定。

    （1）本条要求煤粉制备系统中的煤粉收集袋式过滤器和可能超压的煤粉仓，应设置防爆门：

        1）按照电力行业规定，在惰性气氛下运行的煤粉制备系统，可不设防爆门。煤化工行业虽在惰性气氛下运行，但为了安全起见，防止氧含量超过允许值或煤粉堆积阴燃引发的事故，在煤粉收集袋式过滤器上设置防爆门。

        2）煤气化装置的常压煤粉仓属于非常情况下可能超压的煤粉仓。煤气化煤粉仓是在充氮下运行，不会发生爆炸，而在煤粉仓上设置爆破板的目的在于防止煤粉仓装料袋式过滤器堵塞，或者煤粉仓至袋式过滤器的气流量过大，流速过高，而引起管道阻力过大憋压而引起煤粉仓超压。煤气化工程多起煤粉仓爆破板破裂的原因是因为煤粉仓至袋式过滤器的管径过小，在煤粉循环或气化炉开停车时气体流量大、阻力过高。解决途径是增大管径，此爆破片一般不会破裂。

        3）现行行业标准《火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术规程》DL/T5203-2005规定的防爆门设计，均是按可能渗入空气引起爆炸的情况来考虑泄压（泄爆）面积。煤化工工程均采用氮气保护，不存在这种情况。故本标准未提及。

    （2）防爆门的设计参照国家现行标准《火力发电厂与变电站设计防火标准》GB 50229-2006 第6.2.6条及《火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术规程》DL/T 5203-2005编写。