煤粉制备系统泄漏危险分析及控制措施(2)
2)输煤管线磨损泄漏
在煤粉制备、加压输送工序存在多处特殊管件,管线在拐弯、连接处易磨损。煤粉加压输送系统中煤粉给料线,管径为DN800mm,内部输送压力5.02MPa。煤粉气流在输送过程中与管路存在摩擦,容易将管壁磨穿,形成小孔,泄漏面积按0.5cm2计算。由于管路内为高压,会造成煤粉泄漏,形成煤尘云或造成煤粉堆积。根据小孔泄漏模型计算煤粉泄漏量为Qm=2.27 kg/s。
3)旋转给料阀下方橡胶膨胀节泄漏
旋转给料阀位于煤粉收集器灰斗与橡胶膨胀节之间。旋转给料阀有独立的设计工作能力,为17~18.5t/h,切断了煤粉储仓与橡胶膨胀节直接连通,从而泄漏量会大大降低。橡胶膨胀节位于旋转给料阀下方1m处,假定橡胶磨损或撕裂小孔的面积为1cm2,根据泄漏模型计算,煤粉泄漏量为 Qm=0.21kg/s。
2.3 煤粉泄漏危险源分析
通过泄漏模型计算,对五个危险位置的煤粉泄漏量进行对比分析,如图2所示。图2中a、b、c、d、e分别代表了煤粉收集器防爆板泄漏、粉煤仓顶部防爆板泄漏、粉煤仓锥部橡胶膨胀节泄漏、输煤管线泄漏、旋转给料阀下方橡胶膨胀节泄漏。
图2 不同危险位置煤粉泄露对比分析
通过对比可知,煤粉收集器防爆板和输煤管线磨损泄漏要明显高于其他泄漏源,这是因为泄漏板面积大、气流中煤粉含量高,而输煤管线内部压力高、介质堆密度大。所以,影响煤粉泄漏量的主要因素为内部压力、煤粉密度、泄漏面积等。
3 煤粉泄漏扩散防治措施
煤化工企业煤制油项目泄漏危险位置较多,且不能完全消除。泄漏的煤粉在局部空间极易形成煤尘云,存在发生爆炸危险,而泄漏堆积的煤粉时间过长可能发生自燃[5]。因此,需要在煤粉泄漏的第一时间发现危险并采取一定的措施,将泄漏危险扼制在初始状态。
1)人工清扫
对于一般泄漏危险源,如皮带输送机区域,原煤仓区域、检修口位置等位置。由于泄漏量不大,或能够在第一时间发现,不会在短时间内造成较大危害。可以在发生泄漏后及时将沉积的煤粉清扫干净,避免形成煤尘云或造成煤粉堆积。针对泄漏位置采取处置措施,消除隐患。
2)粉尘浓度传感器监测
由于煤化工系统工艺中存在多个严重或不可控泄漏危险点,需要在危险泄漏位置安设煤粉浓度传感器,对环境中煤尘浓度进行监测。煤尘浓度传感器能够全覆盖所有危险位置,环境适用性强,弥补监控及人员巡检的缺失。
粉尘浓度传感器信号可以接入监测监控系统,当环境中煤尘浓度超限后输出报警信号给监控系统,能够在第一时间采取适当措施防止煤粉扩散。
3)水雾喷淋装置
水雾喷淋是一般情况煤粉泄漏后防止扩散的最有效措施之一,能有效降低煤粉在空气中的浓度,同时降低设备表面温度,防止附着的煤粉发生自燃就爆炸事故。
水雾喷淋装置主要由消防水系统、增压泵、过滤器、电动开关、压力表、喷头等组成。当发生煤粉泄漏后,水雾喷淋装置在短时间内快速喷洒细水雾,防止粉尘扩散及爆炸危害发生。水雾喷淋装置的保护范围、供给强度、喷嘴布置依据GB《水喷雾灭火系统设计规范》标准中的要求进行设计及安装。
4)定期检测及更换
利用超声波测厚仪或超声波探伤仪对易磨损管线及膨胀节进行磨损、腐蚀检测是一种准确有效的方法。系统中易磨泄漏位置主要包括煤粉输送管线、磨煤机落煤管、气力输送系统管线、返煤输送管线、橡胶膨胀节等。现场人员对管线易磨损位置及管线的弯管处定期进行厚度检测,对焊接处定期探伤检测,当检测到磨损严重时应立即进行更换。
4 结语
以煤化工煤粉制备工艺过程为研究对象,测试分析了煤化工所用煤粉的爆炸危险特性,煤粉粒径小、挥发分高,更容易发生自燃或爆炸。采用混合气体泄漏模型、小孔泄漏模型,对重要泄漏危险位置的进行了计算分析。对系统工艺中存在的煤粉泄漏及扩散危险提出了防治措施,为煤化工煤粉泄漏危险的监测、危险控制提供了有效措施。
[1]董燕,李齐,秦可珍.煤直接液化中煤粉火灾危险性分析[J].工业安全与环保,2013,39(8):77-79.
[2]周丽,任相坤,张希良.我国煤制油产业政策综述[J].化工进展,2012,31(10):2207-2212.
[3]黄斌,姚敏,李俊挺,等.煤粉收集器下锥作业区抑爆设计[J].煤矿安全2017,48(9):120-123.
文章来源:《爆炸与冲击》 网址: http://www.bzycjzz.cn/qikandaodu/2021/0216/455.html
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