煤的自燃与露天煤场的安全

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1、煤的自燃与露天煤场的安全运行摘要：煤的自燃是煤的自然属性，但不同煤种其自燃的性能也不同，这取决于煤生成的年代、煤的成分等因素。露天煤场中，预防煤的自燃，宜采取一些有效的措施，以保证安全运行。关键词：煤；自燃；煤场；预防露天煤场在电力系统中应用非常广泛，是一种非常普遍和经济的贮煤方式。但从运行情况来看也出现过各种各样的问题，这些问题中尤以煤自燃带来的问题居多。虽然不会轻易酿成大祸，但小事故时有发生；自燃严重威胁着露天煤场的安全运行，并降低了煤的热值，造成经济损失。因此研究煤的自燃就显得尤为重要。一、煤的自燃任何一种煤都具有氧化放热性，这是煤的一种自然属性。煤的自燃实际上是

2、煤表面分子中各种活性结构物与氧发生物理吸附和化学反应，并放出热量。如果该热量不能及时散发，在煤堆中越积越多使煤的温度升高，煤的温度升高反过来又促进煤的氧化，煤温每升高10℃其氧化速度增加一倍，当煤温度达到60℃～70℃煤的自燃与露天煤场的安全运行摘要：煤的自燃是煤的自然属性，但不同煤种其自燃的性能也不同，这取决于煤生成的年代、煤的成分等因素。露天煤场中，预防煤的自燃，宜采取一些有效的措施，以保证安全运行。关键词：煤；自燃；煤场；预防露天煤场在电力系统中应用非常广泛，是一种非常普遍和经济的贮煤方式。但从运行情况来看也出现过各种各样的问题，这些问题中尤以煤自燃带来的问题居多

3、。虽然不会轻易酿成大祸，但小事故时有发生；自燃严重威胁着露天煤场的安全运行，并降低了煤的热值，造成经济损失。因此研究煤的自燃就显得尤为重要。一、煤的自燃任何一种煤都具有氧化放热性，这是煤的一种自然属性。煤的自燃实际上是煤表面分子中各种活性结构物与氧发生物理吸附和化学反应，并放出热量。如果该热量不能及时散发，在煤堆中越积越多使煤的温度升高，煤的温度升高反过来又促进煤的氧化，煤温每升高10℃其氧化速度增加一倍，当煤温度达到60℃～70℃时，煤的氧化速度将急剧加快，燃点又会急剧降低，当煤温升高到一定值时就引发了煤的自燃。煤的自燃，并非所有煤种表现相同，而是随煤化程度的增加其自

4、燃的可能性降低。煤化程度高的煤（如无烟煤），其抗氧化作用能力强，因此煤化程度高的煤不容易自燃，而煤化程度低的煤种，尤其是褐煤其结构单元中有不饱和链极易与氧结合，所以褐煤的抗氧化能力差，极易自燃，开采六、七天后就能发生自燃，这也是燃用褐煤电厂难以解决褐煤自燃的原因。二、影响煤自燃的因素煤自燃与煤的成分有很大关系，其中以煤的水分mt、挥发份vdaf、含硫s及颗粒度尤为重要。1、煤的水分含量对煤自燃的影响煤中水分的含量对煤的自燃有很大的影响。煤在开采、运输、贮存时由于各种原因都可能使煤的水分有所增加。煤中水分的蒸发可以使煤块发生爆裂，增加了煤与空气接触的表面积，有利于煤吸氧量

5、的增加，有利于氧化进程的发展。煤被水浸润时，有热量放出，此热称为润湿热。润湿热可以使煤温升高几度甚至是几十度。因为水可以使煤中某些官能团发生水解，并放出热量，从而造成煤的活性基因更易氧化，降低活化能。水分越多这种情况越严重，因此煤吸氧量随着水分的增加而增加。虽然煤的水分对煤的自燃率有很明显的影响，但是煤在氧化过程中所产生的热量不能弥补水分蒸发损失的热量，因此可以保持煤有一定的水分存在，只要水分值远离其临界值，煤的自燃有明显延时。这个特性对煤的运输和储存是有益的，同时从防止煤的自燃和防止煤尘飞扬这两个方面我们需要利用煤的这个特性，为电厂的安全运行服务。通过多次试验，测出煤

6、中的水分与吸氧量之间的关系如图1所示，从图1中我们可以看出：煤的吸氧量随煤的水分增加而增加。图1吸氧量与水分的关系2、挥发份对煤自燃的影响煤的挥发份是表征煤的燃烧特性的一个参数，它是在规定条件下隔绝空气加热，煤中有机质受热分解析出的产物，因此煤的挥发份是煤加热分解的产物。挥发份不是煤中固有成分，它取决于煤的种类、煤的热解条件等因素。挥发份的组成及其各种成分的闪点如表1：表1挥发份的组成及其各种成分序号名称及其化学符号质量份额比例闪点备注1甲烷ch428%～32%537℃2氢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硫化氢hs0.75%423℃7乙炔c2h2o少量450℃从表1可以看出挥发份的组成中除co2外均是可燃气体。煤中的挥发份随煤化程度的深浅而异，煤化程度高的煤（无烟煤）其挥发份低，而煤化程度浅的煤（褐煤）其挥发份高。资料表明高挥发份的煤容易氧化而发生自燃。资料还表明，随着挥发份的增加，氧化后煤的燃点下降。当挥发份vdaf大于30%时其燃点下降幅度较大（见图2），煤阴燃的温度随煤挥发份含量的增高而降低，如：当vdaf=15%～30%时其阴燃温度270℃～300℃，当vdaf=40%时其阴燃温度210℃。这都表明贮存高挥