煤的自燃與露天煤場的安全

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1、煤的自燃與露天煤場的安全運(yùn)行摘要：煤的自燃是煤的自然屬性，但不同煤種其自燃的性能也不同，這取決于煤生成的年代、煤的成分等因素。露天煤場中，預(yù)防煤的自燃，宜采取一些有效的措施，以保證安全運(yùn)行。關(guān)鍵詞：煤；自燃；煤場；預(yù)防露天煤場在電力系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛，是一種非常普遍和經(jīng)濟(jì)的貯煤方式。但從運(yùn)行情況來看也出現(xiàn)過各種各樣的問題，這些問題中尤以煤自燃帶來的問題居多。雖然不會(huì)輕易釀成大禍，但小事故時(shí)有發(fā)生；自燃嚴(yán)重威脅著露天煤場的安全運(yùn)行，并降低了煤的熱值，造成經(jīng)濟(jì)損失。因此研究煤的自燃就顯得尤為重要。一、煤的自燃任何一種煤都具有氧化放熱性，這是煤的一種自然屬性。煤的自燃實(shí)際上是

2、煤表面分子中各種活性結(jié)構(gòu)物與氧發(fā)生物理吸附和化學(xué)反應(yīng)，并放出熱量。如果該熱量不能及時(shí)散發(fā)，在煤堆中越積越多使煤的溫度升高，煤的溫度升高反過來又促進(jìn)煤的氧化，煤溫每升高10℃其氧化速度增加一倍，當(dāng)煤溫度達(dá)到60℃～70℃煤的自燃與露天煤場的安全運(yùn)行摘要：煤的自燃是煤的自然屬性，但不同煤種其自燃的性能也不同，這取決于煤生成的年代、煤的成分等因素。露天煤場中，預(yù)防煤的自燃，宜采取一些有效的措施，以保證安全運(yùn)行。關(guān)鍵詞：煤；自燃；煤場；預(yù)防露天煤場在電力系統(tǒng)中應(yīng)用非常廣泛，是一種非常普遍和經(jīng)濟(jì)的貯煤方式。但從運(yùn)行情況來看也出現(xiàn)過各種各樣的問題，這些問題中尤以煤自燃帶來的問題居多

3、。雖然不會(huì)輕易釀成大禍，但小事故時(shí)有發(fā)生；自燃嚴(yán)重威脅著露天煤場的安全運(yùn)行，并降低了煤的熱值，造成經(jīng)濟(jì)損失。因此研究煤的自燃就顯得尤為重要。一、煤的自燃任何一種煤都具有氧化放熱性，這是煤的一種自然屬性。煤的自燃實(shí)際上是煤表面分子中各種活性結(jié)構(gòu)物與氧發(fā)生物理吸附和化學(xué)反應(yīng)，并放出熱量。如果該熱量不能及時(shí)散發(fā)，在煤堆中越積越多使煤的溫度升高，煤的溫度升高反過來又促進(jìn)煤的氧化，煤溫每升高10℃其氧化速度增加一倍，當(dāng)煤溫度達(dá)到60℃～70℃時(shí)，煤的氧化速度將急劇加快，燃點(diǎn)又會(huì)急劇降低，當(dāng)煤溫升高到一定值時(shí)就引發(fā)了煤的自燃。煤的自燃，并非所有煤種表現(xiàn)相同，而是隨煤化程度的增加其自

4、燃的可能性降低。煤化程度高的煤（如無煙煤），其抗氧化作用能力強(qiáng)，因此煤化程度高的煤不容易自燃，而煤化程度低的煤種，尤其是褐煤其結(jié)構(gòu)單元中有不飽和鏈極易與氧結(jié)合，所以褐煤的抗氧化能力差，極易自燃，開采六、七天后就能發(fā)生自燃，這也是燃用褐煤電廠難以解決褐煤自燃的原因。二、影響煤自燃的因素煤自燃與煤的成分有很大關(guān)系，其中以煤的水分mt、揮發(fā)份vdaf、含硫s及顆粒度尤為重要。1、煤的水分含量對(duì)煤自燃的影響煤中水分的含量對(duì)煤的自燃有很大的影響。煤在開采、運(yùn)輸、貯存時(shí)由于各種原因都可能使煤的水分有所增加。煤中水分的蒸發(fā)可以使煤塊發(fā)生爆裂，增加了煤與空氣接觸的表面積，有利于煤吸氧量

5、的增加，有利于氧化進(jìn)程的發(fā)展。煤被水浸潤時(shí)，有熱量放出，此熱稱為潤濕熱。潤濕熱可以使煤溫升高幾度甚至是幾十度。因?yàn)樗梢允姑褐心承┕倌軋F(tuán)發(fā)生水解，并放出熱量，從而造成煤的活性基因更易氧化，降低活化能。水分越多這種情況越嚴(yán)重，因此煤吸氧量隨著水分的增加而增加。雖然煤的水分對(duì)煤的自燃率有很明顯的影響，但是煤在氧化過程中所產(chǎn)生的熱量不能彌補(bǔ)水分蒸發(fā)損失的熱量，因此可以保持煤有一定的水分存在，只要水分值遠(yuǎn)離其臨界值，煤的自燃有明顯延時(shí)。這個(gè)特性對(duì)煤的運(yùn)輸和儲(chǔ)存是有益的，同時(shí)從防止煤的自燃和防止煤塵飛揚(yáng)這兩個(gè)方面我們需要利用煤的這個(gè)特性，為電廠的安全運(yùn)行服務(wù)。通過多次試驗(yàn)，測(cè)出煤

6、中的水分與吸氧量之間的關(guān)系如圖1所示，從圖1中我們可以看出：煤的吸氧量隨煤的水分增加而增加。圖1吸氧量與水分的關(guān)系2、揮發(fā)份對(duì)煤自燃的影響煤的揮發(fā)份是表征煤的燃燒特性的一個(gè)參數(shù)，它是在規(guī)定條件下隔絕空氣加熱，煤中有機(jī)質(zhì)受熱分解析出的產(chǎn)物，因此煤的揮發(fā)份是煤加熱分解的產(chǎn)物。揮發(fā)份不是煤中固有成分，它取決于煤的種類、煤的熱解條件等因素。揮發(fā)份的組成及其各種成分的閃點(diǎn)如表1：表1揮發(fā)份的組成及其各種成分序號(hào)名稱及其化學(xué)符號(hào)質(zhì)量份額比例閃點(diǎn)備注1甲烷ch428%～32%537℃2氫h42%～51%585℃3一氧化碳co7%～10%651℃4二氧化碳co22%～4.5%5乙烷c2

7、h22%～3%260℃6硫化氫hs0.75%423℃7乙炔c2h2o少量450℃從表1可以看出揮發(fā)份的組成中除co2外均是可燃?xì)怏w。煤中的揮發(fā)份隨煤化程度的深淺而異，煤化程度高的煤（無煙煤）其揮發(fā)份低，而煤化程度淺的煤（褐煤）其揮發(fā)份高。資料表明高揮發(fā)份的煤容易氧化而發(fā)生自燃。資料還表明，隨著揮發(fā)份的增加，氧化后煤的燃點(diǎn)下降。當(dāng)揮發(fā)份vdaf大于30%時(shí)其燃點(diǎn)下降幅度較大（見圖2），煤陰燃的溫度隨煤揮發(fā)份含量的增高而降低，如：當(dāng)vdaf=15%～30%時(shí)其陰燃溫度270℃～300℃，當(dāng)vdaf=40%時(shí)其陰燃溫度210℃。這都表明貯存高揮