煤炭自燃与封闭储煤安全课件

1汇报提纲煤炭自燃封闭储煤安全煤炭自燃的定义及危害煤炭自燃机理煤炭自燃的过程指标气体选择煤炭自燃的条件及防治几种储煤方式比较封闭储煤安全隐患封闭储煤安全措施煤炭自燃煤尘爆炸瓦斯爆炸圆形煤场筒仓并列群仓煤炭自燃封闭储煤安全煤炭自燃的定义及危害煤炭自燃机理煤炭自燃2煤炭自燃煤炭自燃煤炭自燃13煤炭自燃定义及危害煤炭自燃的定义煤炭自燃是指有自燃倾向性的煤层被开采破碎后在常温下与空气接触，发生氧化产生热量使其温度升高，出现发火和冒烟的现象，自然发火=煤炭自燃煤炭自燃的危害严重污染环境毁坏储煤设施、取料机等引发煤尘、瓦斯爆炸影响电厂等以煤为原料行业正常运行产生大量的有毒有害气体毁坏大量煤炭资源煤炭自燃的定义煤炭自燃是指有自燃倾向性的煤层被开采破碎后在常4煤炭自燃机理煤自燃学说细菌学说酚基学说煤氧复合学说黄铁矿学说细菌煤体发酵氧化产热煤自燃黄铁矿+空气中的水份+氧气黄铁矿易氧化体积增大对煤体胀裂作用比表面积增大煤的氧化增加煤+氧芳香结构氧化成酚基（）生成醌基（）发生芳香环破裂羧基（）煤自燃学说细菌酚基煤氧复合学说黄铁矿学说细菌煤体发酵氧化5煤炭自燃机理细菌学说英国学者将具有自燃倾向性的煤放置在100的真空烘箱中烘烤长达20小时，所有细菌均已死亡，然而测得煤的自燃倾向性并没有呈现减弱趋势，因此，细菌学说并没有完全解释煤的自燃机理。酚基学说芳香结构被氧化成酚基需要在较为剧烈的反应条件下进行，这就使得所产生的中间产物及最终产物的成份和数量与实际有较大的偏移量，因此，酚基导因学说也未能得到较为广泛的承认。细菌学说英国学者将具有自燃倾向性的煤放置在100的真空烘箱6煤炭自燃机理黄铁矿学说从采煤的实践和科学研究角度上看，都说明了发生自燃的煤炭并不都含有黄铁矿，不含黄铁矿的煤仍能自燃。故黄铁矿学说也未能得到广泛认可。煤氧复合学说还不能采用准确的系统方法测定煤的氧化产物以及放热量，但该假说还是很好地揭示了煤炭氧化生热的本质问题，并可作为防治煤炭自燃的重要依据黄铁矿学说从采煤的实践和科学研究角度上看，都说明了发生自燃的7煤炭自燃过程分析u气、液、固燃烧过程煤受热：一方面产生CO、CH4、C2H4等可燃气体，使得O2不能进入煤表面阻碍煤颗粒本身的燃烧；另一方面可燃气体在煤周围的燃烧对煤本身有强烈的加热作用，导致不分解不挥发的固体颗粒最后迅速在其表面燃烧起来。气、液、固燃烧过程煤受热：一方面产生CO、CH4、C2H4等8煤炭自燃过程分析TCTBTAtAtBtCtDTDABCDTtt1t2煤炭自燃温度变化过程潜潜 伏伏 期期自自 热热 期期燃烧期或风化燃烧期或风化风化A：此阶段煤与氧的作用是以物理吸附为主，放热很小，无宏观效应环境初始温度氧化起始温度平衡温度着火温度B：此阶段煤开始氧化并放热，由于温度较低，氧化速度较慢，Q产Q散Q产Q散Q产Q散燃烧阶段风化阶10煤炭自燃过程分析具有自燃倾向性的煤被置入筒仓中自然堆积状况下，可分为三个带：l冷却层：散热条件好，不自燃条带宽度大致为0.51.5ml氧化层：具备漏风供养和蓄热条件，达到自然发火期就能自燃，该层宽度14ml窒息层：煤层相对压实，供氧不充分，且含水率较高，氧化程度较低，不易发生自燃。筒仓煤炭自燃分带具有自燃倾向性的煤被置入筒仓中自然堆积状况下，可分为三个带：11指标气体的选择煤炭自燃指标气体是指能预测和反映其自然发火状态的某种气体，因煤质、地质条件等因素的不同而有差别，指标气体的选择基于几个原则：灵敏性煤温超过一定值时，该气体出现，其生成量与煤温成正比，并且检测到的温度要尽可能低规律性同一煤层同一采区各煤样出现指标气体的最低温度基本相同，其生成量与煤温有较好的对应关系且重复性好可测性现有检测仪器能够检测到指标气体的变化，并快速、准确独立性指标尽可能不受或少受外界因素的干扰煤炭自燃指标气体是指能预测和反映其自然发火状态的某种气体，因12指标气体的选择CO随煤温的上升呈现：前段曲线CO增幅不大，当自燃到一定温度后，CO产生量急剧上升。但实践证明生产过程中煤体摩擦也可产生较多的CO，故CO作为指标气体，应视具体情况而定，并与其他气体结合来预报煤炭自燃。有机气体有机气体乙烷乙烷乙烯乙烯丙烷、丙烯、丁烷丙烷、丙烯、丁烷丁烯丁烯出现温度7080110130130150150170乙烯的出现是煤进入加速氧化阶段的一个重要标志CO乙烯煤种煤种长焰煤长焰煤气煤气煤肥煤肥煤焦煤焦煤瘦煤瘦煤贫煤贫煤无烟煤无烟煤乙烯出现温度90120110130110140200+CO随煤温的上升呈现：前段曲线CO增幅不大，当自燃到一定温度13指标气体的选择乙烷出现的时间几乎与CO同步，贯穿于全过程，但浓度低于CO，而且随煤自燃的温度升高浓度变化不明显，灵敏度低。乙烯/乙烷比值随煤温的升高，比值逐渐增大，可用来预测煤炭自燃的发展。丙烷/乙烷与丁烷/乙烷的比值随煤温的升高而升高，比值随煤温的变化关系比较明确，煤温与比值之间有较准确的对应关系。乙烷乙烯/乙烷烷比气体乙烷出现的时间几乎与CO同步，贯穿于全过程，但浓度低于CO，14指标气体的选择综上所述，确定采用以下指标体系进行煤炭自燃危险性监测：煤炭温度指标气体lCO浓度l烷烃气体乙烷、丙烷浓度，以计算烷比l乙烯气体，丙烷、丙烯、丁烷气体，用于气体成分监测与评价综上所述，确定采用以下指标体系进行煤炭自燃危险性监测：煤炭温15指标气体的选择预测预报气体测定程序升温箱预测预报气体测定程序升温箱16指标气体的选择气相色谱仪预测预报气体测定气相色谱仪预测预报气体测定17煤炭自燃条件及防治具有自燃倾向性且呈破碎状态积聚供氧条件热量积聚持续一定时间煤炭自燃的条件粒度水分灰分湿度环境温度压实程度煤炭自燃具有自燃倾向性且呈破碎状态积聚供氧条件热量积聚持续一18煤炭自燃条件及防治煤炭自燃的防治正确设置通风设施用堆土机将煤一层一层压实，减少煤与氧气的接触消除供氧条件惰化隔氧核定不同煤种的储存时间核定或降低煤的自燃倾向性缩短煤的存储时间，先进先出消除堆积死角缩短煤的氧化时间增加碎煤的分散程度定期向煤堆喷洒水、阻化剂破坏蓄热环境煤炭自燃的防治正确设置通风设施消除供氧条件惰化缩短煤的存储时19封闭储煤安全封闭储煤安全封闭储煤安全220储煤方式比较优点点缺点缺点露天储煤经验丰富；设备国产化程度高；周期短；费用低；煤质散热快占地面积大；受暴雨影响大；环境污染严重；煤炭损失；冻结半开放式减少煤的流失；煤质不受影响；环保条件得以优化占地面积大封闭式储煤占地面积较小；土石方量小；自动化水平高；结构简单；使用方便；环境污染小；煤质不受影响土建及设备投资大；施工工期长优点缺点露天经验丰富；占地面积大；半开减少煤的流失；占地面积21储煤方式比较条形煤条形煤场圆形煤形煤场筒筒仓并列群并列群仓占地面积大较小小土石方量大小大利用率较低较高高煤流动性及成分损失煤堆的回取率约为67%，存煤无法真正做到先进先出，造成热值损失和自燃。煤场内部充满度低，并直接与大气相通，燃煤有氧化损失底部整体出料，不易结拱、堵塞。煤仓内部充满度最高，仓内密封好，燃煤不易氧化结 构安全性穹顶网架封闭煤棚，整体结构安全性较高结构体安全性较高，无需设置防爆门安全性较高。全密闭结构，仓体上部设防爆门、温度、可燃气体监测报警装置、高低料位计等外观造型一般大穹顶结构，外形美观圆筒形结构，外形美观条形煤场圆形煤场筒仓并列群仓占地面积大较小小土石方量大小大利22储煤方式比较条形煤条形煤场圆形煤形煤场筒筒仓并列群并列群仓防火性能侧墙设置红外消防炮灭火系统。燃煤局部自燃时，喷水并采用推煤机压实先进先出，煤场护壁柱上设消防炮，存煤局部自燃时可调整取料机定点取料先进先出，燃煤局部自燃时，可运行该区域取料机，实现局部取料设备运行维护维护工作量较大维护方便且工作量较小检修环境较好，且维护工作量较小环保条件拱形封闭煤棚密封性较好，基本不漏粉尘，对环境影响小球拱型罩壳密封性较好，基本不漏粉尘，对环境影响小高度密封结构，无粉尘外溢，对环境影响小施工技术要求施工较简单建筑周期长施工难度较大专门工艺施工，施工周期长条形煤场圆形煤场筒仓并列群仓防火性能侧墙设置红外消防炮灭火系23储煤方式比较封闭式圆形煤场与半封闭式条形煤场相比，具有占地面积小、土石方量较低、场地利用率高、自动化程度高等优点。同时，圆形煤场无粉尘飞扬、噪声污染；不受外界天气的影响，达到了提高燃煤系统效率和保护环境的双重目的，是值得推广应用的贮煤方式圆筒仓并列群仓占地面积小、有效利用率高、燃煤流动性较好、不易氧化、对环境污染小、具有较好的防火性能、维护工作量小等优点，故筒仓储煤是未来火力发电厂贮煤设施的一个发展方向综上所述封闭式圆形煤场与半封闭式条形煤场相比，具有占地面积小、土石方24封闭储煤安全煤尘爆炸瓦斯爆炸有毒有害气体煤炭自燃热值损失煤尘爆炸瓦斯爆炸有毒有害气体煤炭自燃安全隐患热值损失25煤炭自燃煤的堆积低温氧化放热热量积聚达到燃点煤种煤种燃点燃点/煤种煤种燃点燃点/煤种煤种燃点燃点/褐煤260290气煤330340焦煤370380长焰煤290330肥煤340350无烟煤400500煤的堆积低温氧化热量积聚达到燃点煤种燃点/煤种燃点/煤种26煤尘爆炸煤尘受热温度升高，形成粉尘蒸气或分解气体气体被点燃将能量传递给附近的煤尘煤尘受热气化并燃烧，并循环扩展煤尘爆炸空气膨胀，密度稀薄，形成负压区外部空气向爆炸地点反流冲击补充新鲜空气二次爆炸使煤体破碎形成新的煤尘煤尘受热温度升高，形成粉尘蒸气或分解气体气体被点燃将能量传递27瓦斯爆炸T0烷空气体烷空气体燃烧产物燃烧产物预热带预热带反应带反应带T1T2燃烧带在传播过程中，燃烧带和未燃烷空气体和燃烧产物燃烧带在传播过程中，燃烧带和未燃烷空气体和燃烧产物之间进行热量和质量交换之间进行热量和质量交换已燃气体膨胀形成已燃气体膨胀形成燃气活塞燃气活塞，经过反复加热、加压，使火，经过反复加热、加压，使火焰速度加快，波速加快焰速度加快，波速加快形成形成激波激波，该波足够强以致依靠本身的压缩温度就能点燃，该波足够强以致依靠本身的压缩温度就能点燃烷空气体形成爆轰烷空气体形成爆轰爆源T0烷空气体燃烧产物预热带反应带T1T2燃烧带在传播过程中，28瓦斯爆炸甲烷反应方程式：1体积体积CH4与与2体积体积O2完全反应（完全反应（即即2(1+79/21)=9.52体积体积）因此，理论上瓦斯浓度为因此，理论上瓦斯浓度为9.5%瓦斯爆炸最猛烈瓦斯爆炸最猛烈CH4在空气中的爆炸：下限为56，上限为1416。CCH4 5%时，发生燃烧；CCH4 15%时，新鲜空气界面处燃烧。CCH4=7 8%时，爆炸最容易。甲烷反应方程式：1体积CH4与2体积O2完全反应（即29瓦斯爆炸爆炸下限随着温度的升高呈下降趋势，随着环境压力的增大变化不明显爆炸上限随着温度的上高呈上升趋势，随着环境压力的增大呈明显的上升趋势爆炸下限随着温度的升高呈下降趋势，随着环境压力的增大变化不明30瓦斯爆炸不爆炸区混入新鲜空气后可能爆炸区ABC246810 12 14 16 18 2024681012141618200CH4浓度O2浓度爆炸区AC-爆炸下限，BC-爆炸上限A(5,19.89)，B(15,17.79)C爆炸临界点掺入惰性气体成分不同其值不同。掺入CO2时，C（5.69,12.32）掺入N2时，C（5.18,9.47）常温下，常温下，CH4的爆炸界限与混的爆炸界限与混合气体中氧浓度的关系，呈三合气体中氧浓度的关系，呈三角形，人们称为角形，人们称为“爆炸三角形爆炸三角形”不爆炸区混入新鲜空气后ABC246810121416182031封闭储煤安全措施l在诱导期内将煤使用掉 先存先取，易燃先取，有效地防止煤的自燃l取煤死角最小化 改变挡煤墙角的土建结构，达到取煤死角的最小化l增设耐火砖圆形煤场安全措施筒仓并列群仓安全措施l在容易积存煤部位安装空气炮 可提高放煤效率，减少煤在仓内滞留时间l在仓顶部增加两个检查孔，在检查孔下面装设消防平台l煤场底部垫底改用条石 防止底煤堆积时间过长；污水可以从条石之间的缝隙直接渗漏到地下在诱导期内将煤使用掉圆形煤场安全措施筒仓并列群仓安全措施在容32封闭储煤安全措施基本安全措施l掌握煤场温度变化、预存煤种的自燃倾向性，建立一套完整的煤炭温度和易燃指标测量机制及消防设施l制定一整套适合煤场的管理制度、应急预案等，增强员工的安全意识，加强煤场的现场管理l保证良好的通风设施，不仅可以降低煤场内爆炸发生的概率，而且还提高煤堆的散热条件l对煤仓清仓时间、炼焦煤种物理化学成分(水分、细度、挥发分等)要有详细的记录基本安全措施掌握煤场温度变化、预存煤种的自燃倾向性，建立一套33u展望及设想危险源辨识安全隐患排查安全等级划分（通过建立评价指标体系：管理制度制定、人员配备、设备设施、安全防护措施、发生事故后的安全应急预案）针对不同的煤种，数据预警值是否需要做出适当调整展望及设想危险源辨识34谢谢大家！谢谢大家！谢谢大家！