煤堆自燃原因及预防措施

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煤堆自燃原因及预防措施

　　煤堆自燃原因及解决措施近几年，在火电厂实施职业健康安全管理体系过程中，都会把贮煤场煤堆的自燃识别为危险源，进行风险评价，找出治理措施，尽可能地防止煤堆自燃现象的发生。那么造成煤堆自燃的原因是什么呢？应采取什么措施呢？下面是小编帮大家整理的煤堆自燃原因及预防措施，供大家参考借鉴，希望可以帮助到有需要的朋友。

　　煤堆自燃原因及预防措施篇1

　　近几年，在火电厂实施职业健康安全管理体系过程中，都会把贮煤场煤堆的自燃识别为危险源，进行风险评价，找出治理措施，尽可能地防止煤堆自燃现象的发生。那么造成煤堆自燃的原因是什么呢？应采取什么措施呢？

　　众所周知，火力发电厂的主要燃料是煤炭。为了保证锅炉用煤，一般都建有一个或多个贮煤场，基本为露天堆放。这样煤与空气的接触，风化使煤的质量变坏，还会经常发生煤堆发热和自燃现象。普遍认为，煤的自燃是由煤氧复合作用而产生的。当煤体与空气接触后，空气中的氧便会随着空气的流动而进入煤体内部。平衡状态被破坏的煤表面分子与氧气接触，形成新的平衡状态，迅速与氧发生物理吸附、化学吸附及化学反应等一系列变化，产生并放出热量。当煤体释放的热量大于向环境散失的热量时，热量积聚使煤体温度上升，最终便导致煤体发生自燃。

　　煤体自燃发生机率的大小受水份、空气中氧气及散热条件的直接影响。以下几方面影响煤体自燃的因素:

　　（1）水份对自燃的影响

　　在一定程度上，煤堆中一定量的水份对煤的自燃起到催化作用。当煤中水份处于引起自燃的临界范围内时，它可以促使煤各种放热反应的进行。如硫份的酸化等会产生大量的热量，产生的热量又加快了氧化反应过程，加剧了煤的自燃。但有研究表明，当煤中水份超过12%时，由于水份的大量蒸发移走了热量，自燃趋势反而下降。潮湿空气中的水份大，会使煤对氧的吸附能力增强，对煤体的自燃也起到一定的促进作用。

　　（2）煤的挥发份对自燃的影响

　　煤中挥发份的主要成分是低分子烃类，如甲烷、乙烯、丙烯、—氧化碳、二氧化碳、硫化氢等。煤的挥发份大大地降低了煤体自燃的祸源温度。根据观察和统计表明，挥发分较高的煤，即使是同样条件下的露天存贮，发生自燃的'机率也要比挥发分较低的煤大一倍。根据观察，高挥发分的煤种（Vad＞28%以上），当温度达50~60℃时，一、二日内便会发生自燃，；较低挥发分的煤种（Vad＜21%以下的煤种），一般要到80℃以上，才会发生自燃现象。

　　（3）煤的硫份对自燃的影响

　　煤中含有一定的硫份，硫在一定温度下化学性质会发生变化，生成氧化硫，氧化硫遇水生成稀硫酸，这一系列氧化反应过程为放热过程，从而提高了煤堆中的温度。因此，一般来说，含硫量高的煤更易发生自燃。

　　（4）气候条件对自燃的影响

　　经验表明，每年的秋后10~12月份是煤自燃的多发季节。这主要是煤堆在夏末秋初受到雨水和热带风暴伴随的大量降水的影响，煤层被雨水渗透。大量雨水在底部排出时，把煤中的灰分和末粉一起带走，煤层变得疏松，尤其在底部形成了许多空洞，这些空洞给热量的聚积提供了条件。秋后又是风高物燥的时节，大气密度比煤堆内空气密度大得多，所以渗入煤堆内的空气量增大，煤的氧化加剧。此时又经常刮东北风，更有利于煤堆的煽风点火。

　　（5）空气中氧气对自燃的影响

　　在各种光、热、雨水等自然力的作用下，煤炭表面与大气中的氧气充分接触后，发生氧化分解与碎裂，并放出热量。同时，形成新的表面，新表面又再次氧化。如此反复循环，导致煤堆温度不断上升，逐渐达到自燃的温度。

　　了解以上引起煤体自燃的主要因素，可为我们制定和实施控制措施提供指南。根据以上煤体自燃的分析，如何控制煤中的水份含量，做好通风散热措施，减少空气与煤的接触层面是防止煤堆自燃现象发生的关键所在。在火电厂防止煤场自燃的管理实践中，以下的方法切实可行。

　　1、尽可能缩短堆放时间

　　煤堆的存放时间应根据煤质而定，一般无烟煤和贫煤的存放时间可稍长一些，但以不超过四个月为宜。长焰煤、不粘煤、弱粘煤和褐煤的堆存时间以不超过一个月为宜。

　　2、选择适当的堆煤场地

　　堆煤的场地以水泥地面最为理想，地面不宜铺垫空隙度较大的炉渣等物，以防空气由此进入煤堆而增加自燃的危险。场地四周应设有排水沟与煤泥沉淀池，以便排除积水及回收煤泥。煤堆的地势最好比四周稍高一些，以保证排水的通畅，减少水量积聚，便于有效控制煤中水份的含量。

　　3、做好煤堆的维护

　　煤堆部分采煤后，应避免煤堆顶部出现凹陷的面积过大，以减少雨水的聚积及阳光的照射。每年的秋后季节应加强对煤堆温度的监控，如果发现煤堆温度偏高，则及时使用灌水降温法，降低煤堆内的温度并保持在比较低的状态。煤堆旁应布置足够的水喷淋装置，以便于煤堆在自燃或表面温度异常上升时降温。长期未用的煤堆，煤堆上可铺放一层粘土，在夏季也可在煤堆上喷洒一层石灰水以减少煤堆的吸热。

　　4、采用合理的堆煤方位

　　由于我国地处北半球，阳光照在顶空时偏南，因此，煤堆的方向以南北方向取长为好。这样，东西两面可以半天日照，半天背阴，以减小阳光对整体煤堆的直接照射面，从而减少煤堆中太阳辐射的热量聚集。另外，每座煤堆可堆成长方形，并使煤堆的长向与主导风向平行，以减少煤堆与空气的接触。

　　5、采用合理的堆煤方式

　　尽量在较低的温度下贮存煤炭，避开中午烈日下进行堆煤，以减少热量的携带。块煤、粉煤混在一起的煤堆，由于煤堆里面既有相当多的空气可以把煤氧化，空气又不能畅通，所以氧化时产生的热量就容易积聚在煤堆里而使温度迅速升高。因此，块煤和粉煤以分开贮存为宜。煤堆不宜过高，相邻两煤堆之间还应留有一定的防火间距。含硫份、挥发份高的煤应分成小堆堆放，不同种类的煤与混合后的煤应单独堆放。粉煤单独贮存时可以用推土机一层一层地压紧，尽量减少煤堆里的空气，这样也就减少了煤体表面氧化放热反应的机率。

　　6、其它管理措施

　　科学合理预防自燃的技术措施要靠人去实施。在火电厂导入职业健康安全管理体系贯标认证过程中，着重对下列几个方面的管理内容进行规范和加强。

　　6.1建立健全煤场化学监督与安全监测仪器管理台帐。包括化验分析设备、煤场测温元件等，定期校验和维护，确保其在使用期间内测量数据的准确性和有效性。

　　6.2建立健全煤场煤质管理档案。对煤场煤堆的存放时间、煤种化学成分、数量、堆位情况用图样、表格等形式随时进行统计、整理、归档，为不断提高煤场管理水平积累管理经验。

　　6.3建立健全煤场各项管理制度。工作人员要培训到位，明确其责任，使之在日常巡视、监督管理上做到人尽其责，发现隐患及时报告，并组织人力、机械进行消患处理。

　　6.4组织制定煤场自燃应急预案。

　　根据现有的经验可分别采取以下不同的应急措施：

　　（1）若煤堆由于贮存时间太长，而产生更大面积的自燃时，要果断采用隔离处理措施，即用推土机把患区断开一道4~5m宽的“壕沟”，防止自燃的蔓延，然后安排“患区”的煤优先取用，并配合做翻堆处理。

　　（2）当局部或表层(深度不超过1m)煤层发生自燃时，用水喷淋降温扑灭。

　　（3）煤堆较深部位的煤层自燃，用淋水处理后又死灰复燃时，可用镀锌管直接插入煤层深部，连接水源灌注，以达到降温的目的。

　　（4）隐患区域较大，用淋、注无法消患时，要用推土机进行翻堆处理，并配合喷淋降温，这是根治大面积煤堆自燃的有效方法之一。

　　总之，要想使以上方法措施真正发挥出实效，还要靠不断地强化管理去实现，如果火力发电企业能把职业健康安全管理体系的系统化管理思想充分运用到煤场管理实践中，那么煤场安全管理的绩效就一定会不断地提高。

　　煤堆自燃原因及预防措施篇2

　　煤大体上由有机物和无机物组成,主要可燃元素是碳(约占65%～95%),其次是氢(约占1%～2%),并含少量氧(约占3%～5%,有时高达25%)、硫(约占10%),上述元素一起构成可燃化合物,称为煤的可燃质。除此之外,煤中还含有一些不可燃的矿物质灰分(5%～15%,也有高达50%)和水分(一般在2%～20%之间变化),这些物质称为煤的惰性质。

　　煤被空气中的氧气氧化是煤自燃的根本原因。煤中的碳、氢等元素在常温下就会发生反应,生成可燃物co、ch4及其他烷烃物质。煤的氧化又是放热反应,如果热量不能及时散发掉,将使煤的堆积温度升高,反过来又加速煤的氧化,放出更多的可燃质和热量。当热量聚集,温度上升到一定值时,即会引起可燃物质燃烧而自燃。

　　煤堆发生自燃要同时具备以下4个条件：

　　(1)具有自燃倾向性。煤的自燃倾向性是煤的一种自然属性,反映了煤的变质程度,水分、灰分、含硫量、粒度、孔隙度、导热性,是煤自燃的基本条件。煤在常温下的氧化能力主要取决于挥发分的含量,挥发分含量越高,自燃倾向性越强,而且自燃时间也会相应缩短。根据煤的氧化程度与着火点之间的关系,利用原煤样的`着火点和氧化煤样的着火点的差值Δt来推测煤的自燃倾向。一般,原煤样着火点低,而且Δt大的煤容易自燃;Δt>40℃的煤为易自燃煤;Δt<20℃的煤(褐煤和长焰煤除外)是不易自燃煤。从表1可看出,从褐煤到无烟煤,其着火点越来越高,自燃倾向性越来越弱。

　　(2)供氧条件。煤堆暴露于空气中,表面与空气充分接触,而且空气通过煤块之间的间隙渗透到煤堆内部,给煤堆内部氧化创造了条件。煤的块度越大,煤块之间的间隙越大,其供氧条件越好。

　　(3)氧化时间。煤从氧化发展到自燃有一个过程,氧化时间达到自燃发火期才能自燃。如长焰煤的自然发火期为1～3个月,气煤为4～6个月。

　　(4)储热条件。煤在氧化的过程中放出热量,只有当放出的热量大于散发掉的热量时,才能使热量聚集,温度上升,达到煤的着火点就会自燃。

　　此外,煤的粒度、水分、灰分、压实程度、环境温度、湿度等因素都会影响煤的自燃。粒度越细,比表面积越大,氧化反应越剧烈,越易自燃。一般,煤自燃要经历水分蒸发、氧化、自燃3个阶段。煤的湿度大,将煤浸在水中,能阻止煤与氧气直接接触而发生氧化反应,只要水不流失,也不会影响煤的质量;再者,水分蒸发要消耗大量的热量,煤含水量越大,蒸发期越长,此阶段温度无明显上升。灰分越高,越不易自燃。将煤堆压实,能减少煤块之间的间隙,减少空气在煤堆内的渗透量,削弱供氧条件。环境温度和湿度都会影响煤自燃的时间,温度越高、湿度越大,煤自燃的时间越短。

　　根据电力、冶金、煤炭和水泥行业的煤堆发生自燃的实际情况看,发生自燃的部位既不在煤堆的表面,也不在煤堆深部,而在表层以下。在自然堆积状况下,可将煤堆分为3层。

　　冷却层:煤堆的表层,约0.5～1.5m厚,该层煤较松散,与空气接触充分,虽发生氧化反应,但散热条件好,所以不会发生自燃。

　　氧化层:该层位于冷却层以下,厚度在1～4m左右,具备煤自燃的所有条件,达到自然发火期即会自燃。

　　窒息层:该层位于氧化层以下,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。

　　煤在自然堆放时,一般中心部位处颗粒较细,越往四周颗粒越粗,相应的,从中心往四周,空隙越来越大,通风散热条件越来越好,冷却层和氧化层越来越厚。自燃一般发生在氧化层。同时伴随着温度升高、冒热气、冒烟等现象。当发现煤堆上某处释放热气或冒烟,那么自热或自燃点一定在该部位垂直向下的氧化层内,因为受煤的自热或自燃的热压作用,气体流动方向为垂直向上方向。一旦某个部位发生了自燃,也会改变其上部冷却层的受热条件,使冷却层也自燃。因此,发现煤堆自燃必须立即采取措施,防止自燃范围扩大。

　　防止煤堆自燃的措施

　　防止煤堆自燃要防治结合,以防为主。对煤自燃的原因进行分析,提出如下措施:

　　(1)煤的自燃倾向性鉴定,对掌握煤自燃火灾的规律,有针对性地采取防火措施,保证安全生产具有重要意义。因此,对贮存自燃倾向性较大的煤和贮煤时间较长的煤场,应作煤的自燃倾向性鉴定,测定煤的挥发分的含量、最低着火温度、自燃发火期等指标。

　　(2)应选择合适的贮煤场和堆置方式,保持通风良好,防止煤堆暴晒。宜将贮煤场设置在宽敞的区域,背阳光的地方(如高山的北坡),或设置煤棚。周围和煤场下部不得有高温热源。这样可降低煤的氧化速度。

　　(3)正确核定贮煤时间,尽量不要超过煤的自燃发火期。在露天贮煤场情况下,贮煤时间过长是发生自燃的主要原因之一。而且,贮煤时间越长,氧化程度越高,煤的经济价值下降越多。

　　(4)用推土机将煤一层一层压实,尤其是要将堆边大块部分压实,铺盖一层粘土更好,这样可以减少煤堆的空隙度,赶走煤堆空隙中的一部分空气,减少煤与氧气的接触。铺盖粘土会增加煤的灰分,对煤质要求较高的情况不适用。在煤堆表面喷洒凝体材料,可阻止外界空气向煤堆内部渗透,防止煤堆自燃。该方法适应性较广,但成本较高,而且增加煤的灰分,对煤质有影响。

　　(5)使煤堆保持适当的水分能延长煤的氧化期,有效防止煤自燃。根据分析,煤自燃前的全水分为5%～7%。当煤的含水量达到12%时,不会发生自燃。贮煤场的底部和周边应采用混凝土结构,以防止水分渗漏和流失。煤场周边设置喷洒水设施,定期向煤堆喷洒水,这样做还能够防止煤场扬尘。有把煤浸在水中来防止煤氧化自燃的作法。

　　(6)加强煤场现场管理,尽早发现煤自燃征兆,并采取处理措施。每天派人巡查自燃情况,发现有局部温度升高、冒热气、冒烟等现象时,即可判断该处氧化层已发生自燃。发生自燃还伴随着co浓度升高,因此,用co检测仪能检测出来。处理煤堆自燃主要用喷灌水的方法。将水直接洒在煤堆表面上,或挖沟浇灌的方法都会使渗入煤堆内的水量不均,而且容易流失,把煤冲走,由于受热压作用,进入自燃部位的水量少,防火效果不好。改为插管注水将注水管直接插入自燃部位,用压力水湿润氧化自燃部位的煤体,降低了煤体的自热温度,抑制了煤氧化自燃。对于较小的煤堆,可把发生自燃部位的外表层扒掉,露出氧化自燃层来散热冷却,或经常倒堆破坏氧化层以延缓或阻止自燃。如同时喷洒水,则阻燃效果更好。该方法只适用于煤堆较小、四周有空间的情况。

　　煤堆自燃原因及预防措施篇3

　　1、煤自燃的原因

　　通过长期的堆积和时间磨合，会慢慢的产生氧化反应而发热，这样就导致煤的温度逐渐升高，最终煤就会自然起火。而这就是煤自燃的原因和过程。同时煤的自燃起火与其他的燃烧有着很大的不同，这就是因为它的温度是呈缓慢上升的状态，同时在按照煤的堆积—低温的氧化发热—放热—内部的干燥—温度的急剧上升—自燃起火这些过程而进行的。

　　煤自燃的因素很多，主要与煤的物理化学性质、堆积状态、环境因素等几个方面有关。

　　（1）化学成份的影响

　　煤自身中包含有硫份物质，尤其硫在一定的温度下，就会产生化学反应，并发生变化，从而生成氧化硫，其中氧化硫物质一旦遇到水就会生成稀硫酸，这个反应的过程就是放热过程，通过该反应过程就可以很好的提高煤堆温度现象。

　　（2）氧气的影响

　　在各种光、热、雨水等自然力的作用下，煤炭表面与大气中的氧气接触后发生氧化分解与碎裂，并放出热量，同时形成新的表面，新表面又再次氧化，如此反复循环，导致煤堆温。

　　（3）水分影响

　　煤堆中一定量的水分促使煤中的各种反应的进行，如硫份的酸化，产生的'热量又加快了氧化反应过程，加剧了煤的自燃。

　　（4）气温气压的影响

　　经验表明，煤堆的自燃经常发生在秋后大气温度下降时，此季节大气密度比煤堆的空气密度大，因此，渗入煤堆的空气量增大，导致自燃加剧。一般来说，大气温度降低，密度变大，渗入煤堆内的新鲜空气量增加，煤堆的自燃加快，反之亦然。

　　2、防止煤场自燃措施

　　为了减少或防止煤场自燃，可采用的预防措施：

　　（1）分层压实组堆。对易受氧化的煤如褐煤、长焰煤，组堆时最好分层压实，至少也得将表层压实，有条件时还可以在煤堆表面披上一层覆盖物。实践证明，这是一种很有效且又经济的根本措施。

　　（2）建立定期检温制度。对贮量大、存期长的煤堆特别是变质程度低的煤，需每天检测一次煤堆温度，对其他类别的煤可适当延长检温时间，并做好详细记录。

　　（3）及时消除自燃“祸源”。在检温过程中，一旦发现煤堆温度达到60度的极限温度，或煤堆每昼夜平均温度连续增加高于2度时，就立即消除“祸源”，消除自燃“祸源”的方法是将“祸源”区域内的煤挖出来暴露在空气中散热降温。不要往“祸源”区域煤中加水，这样会加速煤的氧化和自燃。

　　3、煤场灭火措施

　　发生自燃的煤炭，尤其是高硫煤或煤层较厚的区域，用水浇方式处理收效并不明显。浇水后的煤若不及时取用，水到之处即成富氧区，同时易导致煤炭颗粒归集下沉，形成更大的氧化空间，使自燃区域扩大。另外明火炙碳遇水有爆裂伤人的风险。这就需要专业的煤碳防灭火技术。普瑞特防灭火技术是一种有效的煤场灭火技术措施，该技术有徐州吉安矿业科技有限公司联合中国矿业大学研发。

　　技术特点：

　　（1）集凝胶、黄泥灌浆、两相或三相泡沫、惰性气体和阻化剂的防灭火优点于一体，能把泡沫中的水固结在凝胶体内，避免了黄泥灌浆和其它泡沫大量水流失或者溃浆的缺点；

　　（2）在采空区具有良好的扩散性能，生成的普瑞特以泡沫为载体能够对采空区或煤田火区的高、中、低位火源进行大范围、全方位的覆盖，持久保持煤体湿润冷却，隔绝氧气，且添加剂中含有的阻化剂能长久对煤体阻化，彻底防治煤炭自燃；

　　（3）普瑞特被注入火区后，会在火区全方位覆盖一层凝胶层，并且凝胶层中95%以上都是水，具有长久的吸热降温作用，能够有效防止火区复燃；

　　（4）普瑞特以泡沫为载体，在防灭火区域内能向高处堆积，所到之处普瑞特都能有效覆盖并黏附浮煤裂隙，具有良好的封堵漏风通道的性能；

　　（5）泡沫中的氮气缓慢释放，避免单独注氮时氮气容易流失的缺点，持久保持火区惰化。

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