浅析顶装煤车装煤放炮

浅析顶装煤车装煤放炮

申维兵

唐山中润煤化工有限公司 河北 唐山 063611

【摘要】装煤放炮即装煤车在进行装煤作业时由于种种原因导致的在炉口处、装煤车除尘环形管道和地面除尘站除尘管道中引发的爆炸现象。因此怎样避免这一现象的发生至关重要，首先要对装煤除尘的整个工艺过程和与之相关的装煤车、除尘设备及装煤过程的特点进行详细的剖析，才能正真找出装煤放炮的原因，并采取针对性措施进行控制。

【关键词】装煤放炮、装煤除尘、高压氨水、吸力

1. 装煤除尘工艺过程

1.装煤过程中：当煤车除尘推杆推出时，地面除尘站装煤除尘风机开始高速运转。煤车司机通过观察确认装煤吸力达到200以上开始装煤，煤在炭化室内与炽热的炉墙接触产生大量的荒煤气。顶装煤焦炉装煤时采用高压氨水喷洒和地面除尘的装煤方式，高压氨水喷射在桥管处形成负压将装煤时产生的荒煤气吸入到集气管中，随氨水进入净化分厂。装煤过程中荒煤气由于压力作用会从煤车内套与炉口接触面不严处外逸同时携带有煤粉尘。大量荒煤气和煤粉尘在吸力的作用下通过煤车内套与内导套形成的环形排风管沿除尘管道进入地面除尘站除尘仓内。

2.装煤除尘运行过程：荒煤气及粉尘进入除尘仓后，通过除尘布袋将煤粉尘和荒煤气进行分离净化，附着在除尘布袋上的煤粉尘在反吹系统的作用下被吹落到灰仓，净化后的气体（颗粒物<10mg>）通过风机烟囱排到大气。在除尘器后还设置有一个非常阀，主要作用就是在煤车装完煤后，风机达到低速后，非常阀打开，除尘系统发生短路，减少对除尘仓前的吸力。反吹系统启动（一般压力大于0.4MPa有利于反吹），之后反吹阀开始对除尘仓每个布袋进行反吹，将布袋上的除尘灰吹到灰仓里，通过排灰系统排走，来保证布袋的过滤效果和透气性，确保除尘器阻力在控制参数范围内（<2kPa，1.5kpa最宜）。直到下次装煤时，风机在达到高速的过程中，预喷涂系统同时运行将干焦粉附着在除尘器的布袋上来保护布袋（确保预喷涂风压≧0.35MPa），以免煤粉尘中的焦油粘结在布袋上而影响布袋的除尘效果，到此完成一个装煤除尘过程。

二、装煤放炮的原因分析

装煤放炮的原理是装煤过程中产生的荒煤气、烟尘等和空气混合达到爆炸极限范围内，遇明火发生瞬时燃烧，同时积聚大量能量而以爆鸣的形势散发的一种现象。

（一）从工艺过程和设备方面分析放炮原因

1.第一阶段：装煤开始时，配合煤与炽热的炉墙接触产生大量的荒煤气，通常在装煤开始10-20s时煤气发生量会达到一个峰值，当高压氨水压力低或者氨水管道以及喷头堵塞又或者切换搬把回弹时，高压氨水喷洒效果差，桥管处不能形成足够的吸力（＜400Pa），致使大量的荒煤气不能被及时抽入集气管，而从装煤口和装煤车内套不严密处外逸，当外逸的荒煤气和空气混合达到爆炸极限时就会在装煤口和内套之间发生放炮。

2.第二阶段：装煤过程中开始平煤：通常装煤量达到一定高度后，煤在炭化室内呈现波峰煤堆形状，为保证装煤效果此时要进行平煤作业，确保炭化室内煤料装平、装满、装匀、装实，且不堵眼、不凹腰，同时保证荒煤气顺利导出；由于平煤杆平煤时占据了一定的炉顶空间，当平煤杆前进时，平煤杆会带入一定量空气同时阻碍荒煤气通过桥管吸入到集气管中，荒煤气会从四个炉口与煤车内套接触不严密处冒出，造成装煤放炮，当平煤杆后退时（类似针管抽水），炭化室内空间通畅，冒烟减少，不易放炮；

3.第三阶段：平煤结束到盖好炉盖：当装煤达到规定转数螺旋停止，在除尘吸力的作用下大量荒煤气和空气从内套下方进入装煤车除尘管道，而此时推焦车仍在平煤，空气随平煤杆前进和小炉门缝隙进入炭化室，炭化室内煤料处于燃烧状态，煤车除尘管道内的荒煤气和烟尘遇火极易发生放炮。（长期现场实践操作验证，当装煤车即将停螺旋前用对讲机联系推焦车，推焦车司机收到通知后操作平煤杆后退或已经在后退位置不操作平煤杆前进可以减少放炮。装煤车提起内套盖好炉盖，推焦车继续平煤直至煤料被拉平。平煤结束关闭小炉门通知装煤车，此时装煤车再提起外套收回除尘导套，可以避免从炉口不严处冒出的荒煤气，污染环境。）

4.其它因素

（1）配煤水分一般稳定在10%左右，水分过低装煤时产生的烟尘量增大，会增加放炮几率。

（2）炉口不平造成装煤车内套与炉口结合处密封不严。

（3）炉顶除尘管道变形、移位或盖板盖不严有漏点，吸力低。

（4）装煤车内套变形，内套盖板有缝隙，四个除尘支管翻板位置调节不当，正常情况下放散盖板未关闭。

（5）司机违反装煤操作规程，使用除尘不当，两辆煤车同时装煤。若装煤对错炉号，装错炭化室，揭盖后大量荒煤气涌入除尘管道和除尘站遇明火极易发生爆炸。

（6）地面除尘站反吹系统压力低，反吹次数少；预喷涂系统管路堵塞，大量焦油粘结在布袋上降低了除尘布袋的透气性增大压差。

（7）装煤过程中除尘高速信号中断，风机不再高速运转，吸力降低，低于50pa，甚至吸力全无。

（8）炭化室炉墙石墨多，炉顶空间不通畅，桥管积料多通道变窄，装煤过程中产生的荒煤气不能顺利导入集气管。

（二）从工艺参数上分析装煤放炮原因

装煤作业通常为3-4分钟，放炮主要发生在平煤阶段，停螺旋提内套，有时开小炉门时也会发生轻微的放炮，严重时甚至会在炉顶装煤除尘管道发生爆炸。据实测装煤时产生的烟尘量（标准状态）约为0.6m3/(min·m2),据统计装煤烟尘中的粉尘散发量的平均值约为200g/t。煤粉尘和荒煤气的混合性爆炸物的爆炸极限在20-6000mg/m3空气，因此要杜绝装煤放炮最根本就是要解决装煤冒烟的问题即减少可燃物的外逸，破坏爆炸条件。

1.利用高压氨水喷洒，可使上升管根部产生约400Pa的负压，使装煤过程中产生的烟尘迅速导入集气管。因此高压氨水压力的高低直接决定了装煤过程中烟尘是否外逸。然而高压氨水压力不能过高，否则平煤开小炉门的瞬时会发生回火爆鸣现象，根据经验，一般认为高压氨水压力为2.2~2.7MPa较为合适。

2.在高压氨水压力正常情况下，装煤除尘风机在装煤过程中高速运转，装煤除尘总管吸力达到-600~-800Pa，装煤车吸力一般达到-300Pa左右，可以吸走装煤过程中产生的荒煤气和烟尘，同时吸入大量的空气确保可燃物在爆炸范围以下。若除尘吸力因风机转速降低、管路阻塞、密闭性差等原因降至-50Pa以下时，大量荒煤气和烟尘外逸或在除尘管道内集聚，由于外逸的煤粉尘经炭化室高温而燃烧成火星，燃烧的煤粉火星进入到除尘系统中聚集的混合性爆炸气体中便会发生严重的爆炸现象。

三、针对原因可采取的措施

鉴于以上原因分析，在实际装煤生产过程中可以采取一系列针对性的措施：

要严格遵守操作规程，装煤之前确认高压氨水压力，定期清理上升管和桥管以保持装煤时荒煤气导出顺畅；确保装煤除尘风机高速运转吸力达到规定值，定期检查好反吹和预喷涂系统的运行情况及压力，确保除尘布袋透气性良好，如有损坏及时更换布袋；做好装煤车除尘设备和炉顶除尘管道以及除尘仓的密封性检查，发现漏点及时补漏；保持对讲机联系畅通，做好装平煤操作的确认联系，尤其是停螺旋和提内套时平煤杆应向后拉；通过组织桌面演练和特殊操作演练的形式提高装煤车司机在除尘故障和停高压氨水等紧急情况下的处理能力。

四、参考文献： 

［1］张响，薛士科，丑晓红.《炼焦生产实用技术》.北京：化学工业出版社，2011.12

［2］王小琴.《炼焦工艺》.北京：化学工业出版社，2015.9