电厂输煤系统电除尘设备防燃防爆设计及处理措施的探讨谢逢俊冯肇霖车秀兰广州广一大气治理工程有限公司华南理工大学科技开发公司摘要：本文针对电厂输煤系统的除尘选择配置电除尘器时出现的燃爆事故，尝试从设备和系统的防燃爆设计原理进行分析，提出设备和系统的设计原则和运行中的防燃防爆措施。关键词：煤粉尘电除尘器防燃防爆1概述我国80%以上的大型发电厂都使用煤作能源，火力发电厂运煤系统是电厂煤尘污染最严重的场所。煤进入电厂直至送入煤库中，要经过卸、运、存、取、破碎、配煤几个环节。在这些生产过程中，煤每次转运都将有大量煤尘产生和扩散。由于煤尘中含有很多有机成分和挥发物质，如：炭、氢、氧、氮、硫、磷以及少量的硅酸盐和游离二氧化硅。煤尘对生产环境和自然环境造成污染，从而影响文明生产和安全发电，同时对作业工人的身心健康造成损害，所以必须解决火力发电厂煤尘污染的问题，在重要部位设置除尘设施。受环境空间、技术设备和设备造价所限，传统的除尘系统一般是采用布袋过滤式除尘器和湿式除尘器技术。由于滤式和湿式除尘器的阻力较大，要选用风压较大（＞1500Pa）的引风机，这样能耗和噪音较大，另外在使用中管理和维护工作量和费用也较高。湿式除尘器除尘效率较低，不适应环保对大气的排放要求。这两类除尘设备都有设备风阻力大、能耗高、运行和维护费用高的缺点。因此，从八十年代至九十年代初期，电厂输煤系统就尝试使用电除尘器，但由于当时的技术所限，几经尝试，未能解决使用中的设备体积、效率、安全等问题，一直不能推广使用。2000年从韶关电厂10#300MW机组由广东省电力设计院设计输煤系统采用华南理工大学研发的库顶电除尘器和输送带电除尘器的使用成功开始，全国电力系统新建、扩建电厂以及电厂技改开始推广使用输煤系统专用电除尘器设备。但在七年多的使用中，出现了一些燃爆安全问题，引起了系统设计及设备选型方的电力设计院和设备使用方的电厂的高度重视。以下就电除尘器应用在输煤系统时，运行中出现的燃爆安全问题，从系统的设计和设备的设计及燃爆措施方面进行探讨。2输煤系统原煤粉尘的特性输煤系统在转运和输送过程产生的原煤粉尘的扬尘用电除尘设备处理时，主要需考虑的煤尘特性有：可燃基挥发份、煤尘浓度、粒径分布、吸湿性、爆炸性等。2.1煤尘细度：粒径主要分布见表1：表1煤尘粒径分布粒径范围＜1μm1－5μm6－10μm11－50μm重量分散度9.5％64.5％20.0％6.0％2.2煤尘比电阻：一般范围为104～1011Ω·cm；2.3煤尘可燃质挥发份一般小于46％；2.4粉尘比重：1000㎏/m3。2.5吸湿性：煤粉与水接触，一般不与水生成硬结，且比较容易被水湿润，属非粘结性粉尘。2.6爆炸性：与颗粒状的煤块相比，煤粉的比表面积大大增加，化学活性也大大增加，悬浮在空气中与氧气充分接触，在合适的浓度和温度下，极易发生燃烧或爆炸。各种煤的爆炸粉尘特性参见表2⑴。表2爆炸性粉尘特性⑵粉尘名称高温表面堆积粉尘层（5mm）的引燃温度℃粉尘云的引燃温度℃爆炸下限浓度g/m3粉尘平均粒径µm危险性质泥煤粉（堆积）26045060~90可导褐煤粉（生褐煤）26049~682~3可褐煤粉2301853~7可导有烟煤粉23559541~575~11可导瓦斯煤粉22558035~485~10可导煤炭用煤粉28061033~455~10可导贫煤粉28568034~455~7可导无烟煤粉＞430＞600100~130可导木炭粉（硬质）34059539~521~2可导泥煤焦碳粉36061540~541~2可导褐煤焦炭粉2354~5可导煤焦碳粉430＞75037~504~5可导危险性质栏中：用“爆”表示爆炸性粉尘；用“可、导”表示可燃性导电粉尘，用“可”表示可燃性非导电粉尘。2.7粉尘浓度：输煤系统的煤尘浓度一般低于30g/m3。从以上煤尘特性可见，原煤粉尘的物性完全符合采用电除尘的条件，各主要特性均在电除尘的高效和有效除尘范围条件之内，因此输煤系统除尘可以采用电除尘设备。但由于电除尘器在使用中不可避免的会出现电场闪络的现象，因此在输煤系统的使用中，电除尘器的设计应特别增加煤尘的防燃防爆措施。3原煤自燃的主要条件原煤自燃的条件主要有五点:较干燥的原煤和煤粉尘、煤的可燃挥发份较高、堆积放置高度和厚度超过15厘米、堆放处通风较差、堆放时间超过4小时。同时具备以上条件，原煤堆中才会积聚可挥发份，使温度升高，当可燃挥发份达到一定浓度，温度升高到一定程度，就可能发生原煤或煤粉尘自燃。电除尘设备内积聚煤粉尘产生自燃，这种情况只有在关停电除尘器时集灰斗大量积灰时可能发生。4在电厂输煤系统的使用中出现的燃爆安全事故在输煤系统应用电除尘器的环境中，易发生的安全或燃爆事故主要有：煤库内瓦斯的