基于电厂圆形煤场自燃防治措施分析

基于电厂圆形煤场自燃防治措施分析

林泽鹏

广州华润热电有限公司广东广州510000

摘要：圆形煤场有其优点，同时也存在一些问题，尤其是圆形煤场内的煤堆自燃现象时有发生，且发生频率明显高于普通露天煤场，给电厂的安全运行带来了隐患。本文结合电厂实际情况对圆形煤场自燃防治措施进行了探讨分析，可供同行技术交流。

关键词：电厂；圆形煤场；自燃；混合缓氧法；防治

前言

随着我国节能降耗工作的强力推进，各电厂的单机和总装机容量不断扩大，总的耗煤量和存煤量都不断上升。随着电厂加大控制燃料成本力度，越来越多电厂选用掺烧褐煤等易自燃煤种（挥发分≥25%）。大量储存易自燃煤导致煤炭氧化与自燃问题非常严重，基本上存储10天左右即冒烟自燃！煤炭的氧化与自燃问题给煤场的安全、环保、节能工作带来了巨大的挑战。下文将结合我厂情况对圆形煤场自燃防治措施进行探讨分析。

1.电厂概述

广州华润热电厂设1座100m直径的圆形封闭煤场。环形钢筋混凝土侧墙高15m，一般煤堆高度约24m。圆形煤场内设置1台圆形堆料机，堆料出力2000t/h；入煤场胶带输送机伸至煤场内，其头部架于圆形堆取料机顶端，用于卸煤系统向煤场存煤。煤场设置1台刮板取料机，取料出力1000t/h。出煤场胶带输送机由煤场中心的圆锥形煤斗延伸至转运站，用于煤场向系统上煤。

我厂年煤耗量200多万吨，目前主要煤种为印尼进口煤，约占总煤量的90%以上。印尼进口为褐煤，挥发分高，特别容易自燃，加上海运周期的不确定性，通常来煤堆放后7天左右即发生冒烟现象。电厂自2015年因环保要求关闭露天煤场后，目前仅一个圆形煤场存煤，存煤压力剧增，因此无法做到及时周转，先进先出，导致了存煤周期偏长，特别是底煤。随着近些年来环保压力的收紧，煤场粉尘污染以及煤炭自燃释放的刺激性气味频繁引起周边居民的投诉，环保压力巨大。

2.煤炭氧化与自燃的影响

2.1安全隐患

对于封闭式煤场的钢筋混凝土结构，会造成承载墙体的损坏等严重的安全隐患。同时，阴燃的煤被送到输送和研磨设备，容易造成燃烧和爆炸事故。另外，大量有毒有害气体严重影响现场工作人员职业健康安全。

2.2经济损失

煤炭自燃是一个缓慢复杂的“氧化-积热-自燃”过程，热值不断的损耗。经相关研究表明，褐煤经分层压实后堆放7天、15天、30天、60天，煤炭发热量分别降低0.81-0.91%、1.77-1.99%、3.67-4.13%、7.45-8.41%。而一旦发生自燃状态，热值损失更为严重。

2.3污染环境

阴燃煤不完全燃烧，释放出大量的NO、CO和SO2等有毒有害气体。刺鼻烟气易引起周边居民的投诉，增加环保压力，影响社会和谐。

3.圆形煤场防止煤堆自燃的措施分析

3.1控制存煤时间及边坡处优先回取

电厂煤存储量越大存放的时间就越长，煤的氧化程度越深，其自燃的可能性也就越大，而一旦发生自燃，在封闭的圆形煤场中处理自燃煤是比较困难的，为此应控制煤炭的存储周期，在圆形煤场设计时应尽量做到使存煤“先进先出”。

卸煤时应注意观察来煤情况，一旦发现已有自燃现象，应专门将其堆放在取料区域附近，与已有煤堆留出适当距离，并且及时在煤场内采用消防炮喷洒，当主厂房需上煤时优先取用。

3.2适当降低煤堆高度

当煤场内存煤长时间储存量较大时，电厂在实际运行中通常将煤集中到某一个区域内堆高储存，这种方法不宜提倡。因为煤堆较高时，煤堆下部的煤氧化后所放出的热量不易散发，易使煤堆内部的温度升高，引发自燃。

3.3建立防止煤自燃的监视系统

为了防止煤场的自燃，应建立相关煤场制度，对贮煤场进行监视和测定：在自燃起火的初期，由于低温氧化而产生发生变化，可以设置一氧化碳和氧气的检测装置，连续地进行监视。贮煤场要保持通风，以有效降低环境温度，为了早期发现贮煤场内气温上升，可设温度检测器连续进行监测。

3.4覆盖隔氧阻化技术

对长期未用的煤堆，有条件的话可在煤堆表面上特别煤堆四周边角地方喷洒防护膜，例如结壳型抑尘剂、凝胶阻化剂、石灰水或煤泥浆，让煤堆表面板结或无缝隙，减少空气渗透，缓解贮煤被氧化而发生自燃。

3.5科学合理应用化学混合缓氧技术

煤炭自燃是一个复杂的化学反应及物理积热的过程，经考察和试用后，我厂现采用化学混合缓氧技术，选用广州普凯环保科技有限公司的自燃抑制剂（发明专利号ZL201210270412.8），在卸煤堆煤期间，将自燃抑制剂通过一套粉料加药装置投加于2#皮带头部，加药量为万分之一，经3#输送皮带输送到圆形煤场堆料机，煤炭与自燃抑制剂经2次落料混合后一起堆存。自燃抑制剂可有效去除煤堆内部的游离氧，并抑制金属离子对煤炭氧化催化作用，从而缓解煤炭堆存过程中氧化积热现象，降低自燃风险，达到煤堆33天不自燃的效果。

经过2年多的投加实施，我厂已摸索出经济性投加措施，即对容易发生自燃的区域进行针对性投加，例如煤场底部、底煤和靠近挡煤墙的煤。利用最少的自燃抑制剂消耗品成本投入，满足煤场进口褐煤长期堆存不自燃的要求。经横向对比加药前2年和加药期间2年的煤炭热值大数据分析，2015和2016年通过投加自燃抑制剂后，煤炭热值的燃料成本分别降低603和909万元，在有效抑制煤炭自燃现象的同时，经济效益显著。

4.结论

为了抑制煤炭扬尘污染，我厂近年来采用了船舱注水润湿和煤场水喷淋等措施，高含水率给煤炭堆存过程中氧化反应提供了充足的反应条件，煤炭自燃倾向增加和热值损耗巨大。我厂积极探索煤炭自燃防治新技术新应用，采用混合缓氧技术，经过多年的现场使用效果看，现场煤炭自燃现象得到有效抑制，极大缓解了煤炭自燃带来的安全隐患和环保压力。

总之，圆形煤场及其设备技术先进性、环保性、安全性和可靠性已经过国际上数十年的运行证明；但处理圆形煤场防爆和自燃问题主要立足于“以防为主，以治为辅”，采取科学合理的综合防治措施，自燃抑制剂符合国家环保和节能政策，净化职工工作环境，减少居民投诉，缓解环保压力，树立起良好的电力企业社会形象，彰显国企的社会责任；同时也是应对全球气候变化，促进经济发展方式转变，建设资源节约型、环境友好型社会，增强可持续发展动力新型措施之一。

参考文献：

[1]熊立红.燃料运输设备及系统[M].中国电力出版社，2006.

[2]李春艳，刘志华，盛春林.褐煤存储损失试验研究.吉林电力.2008（04）.