电厂褐煤存储自燃原因分析及防控措施

王德君

摘 要：煤场储存过程中褐煤发生自燃现象是较为突出的问题，既威胁设备安全运行，又会造成经济损失。分析储存褐煤发生自燃的原因，有效采取技术控制措施，预防褐煤自燃，提高企业的安全性及经济性。

关键词：褐煤 储存 自燃 原因 防控

1 前言

长春二热装机容量为6台200MW机组，每年燃煤耗量在330-350万吨，其中褐煤约300-315万吨。储煤场为三个条形露天储煤场，设计储煤量25万吨，最大储煤量32万吨。冬季供暖期6台机组全部运行，日均耗煤量1.5万吨。长春二热是长春市冬季采暖供热源头企业，供热面积约占长春市总量35%，保持供热稳定关系到民生大事，是国企义不容辞的责任，做好安全储煤是确保稳定供热的前提。

2 褐煤存储发热自燃现状

煤场褐煤存储容易发生发热、自燃现象，如不及时进行置换、翻烧，自燃现象会形成较大的火势，严重影响企业的安全生产并造成较大的经济损失。褐煤存储时间不能过长，一般控制在1个月之内为最佳，否则即使不发生自燃现象，热值损失也会随着储煤时间的加长而加大。一般褐煤自燃堆积成垛，大约会在3个月左右产生发热、自燃的现象，如煤炭入厂前在煤矿进行了储存，就会缩短入厂后的存放时间。陈煤不适合进行储存。

烟煤中长焰煤具有褐煤的特征，长焰煤的水分、挥发份、灰分与褐煤接近，所以不适合长时间存储。

煤炭存储是企业经营过程的必要行为，尽管褐煤不易存储，有发热、自燃的问题隐患，但通过科学采取技术措施，是可以实现安全储煤，适当延长储煤时间的目标的。

3 褐煤存储发热自燃现象的原因分析

褐煤存储过程中产生发热、自燃现象，主要是煤质指标、煤场内存放及煤场管理三方面原因。

（1）煤炭入厂前煤质指标的影响

a.煤质硫分含量高。硫在一定的温度下，就会产生化学反应，生成氧化硫，氧化硫遇到水就会生成稀硫酸，形成煤垛温度升高的现象，持续反应会使煤垛温度升至煤炭燃点，引起煤垛自燃。硫分的化学反应过程是循环反复、逐渐反应加快的过程。

b.入厂煤水分过高或过低。一定量水分可以促使煤硫份产生化学反应，初始过程中是煤炭中外水参与化学反应，反应过程中温度升高又会析出煤炭内水，加入到化学反应过程，加剧了煤的自燃。

c.煤质挥发份含量高。挥发份会随着煤炭储存时间而不断加快析出过程，汇集煤炭的化学反应过程后，會加剧煤炭升温、氧化、自燃的过程。

d.入厂煤质为陈煤，有风化或发热现象，缩短了煤炭在厂内的存放时间，易引起发发热、自燃现象。

e.煤垛的堆积密度小，影响煤垛中含氧量高。

（2）煤场内存放的自然因素

a.未采取防风苫盖措施，春、秋季风大，对煤垛有强化增氧作用，促进煤炭氧化化学反应。

b.未采取防雨苫盖措施，雨水浇淋煤垛，对煤垛有强化增氧作用，促进煤炭氧化化学反应。

c.未采取遮阴防晒措施，夏日暴晒使煤垛温度过高，氧化作用增强。

（3）煤场管理的原因

a.未采取分层压实，降低煤垛氧量的措施等。

b.未规范煤场测温监控煤垛温度变化，未及时采取对发热煤倒垛或翻烧措施。

c.煤场置换不彻底，留下发热隐患，影响后续储煤效果。

4 电厂采取预防褐煤存储发热自燃的具体技术措施

（1）储煤前期准备工作

a.煤场储煤工作小组做好成员分工，任命一名专职储煤管理，全面负责整个煤场堆煤作业管理。储煤工作设储煤记录本，记录储煤流程中场地平整、分层堆煤压实、苫盖等各阶段验收环节事项、记录储煤物资使用情况及储煤时间、煤种、煤量、测温、天气情况等信息。

b.储煤所需20吨振动压路机、履带式挖掘机租赁及厂内煤炭倒运项目随时进场作业；防水苫布、丝袋子及绑绳采购到位。

c.煤场封垛区域场地按时清理完毕，场地压实阶段压路机进场，达到储煤条件。煤场地面存在凹陷时，先采用铺垫煤层，铺垫煤场宜选用低质价低烟煤，并采用压路机进行压实，压实后的煤场地面应有缓坡度，防止雨水侵入，并利于排水。

d.燃料物资部把住监装管理关，确保来煤为新开采煤源，并通报煤源信息。

e.燃料物资部采样班对入厂煤逐车进行温度测量，并经目测来煤无风化现象，发现某批次入厂煤温度超过40℃，通报燃运禁止堆存在封垛区。

f. 管控好储煤作业安全风险。安排专人统一协调指挥，避免交叉作业；减少或避免夜间高空机械作业，履行好安全监护制；杜绝驾驶人员疲劳作业。

（2）储煤技术措施

a.在褐煤堆煤作业中，按分层堆煤、逐层压实的方式进行。每层层高必须为0.5米以下，先用推土机或装载机进行初步平整，再上振动式压路机进行压实操作，煤层压实必须达到紧密的效果。经煤场作业组长验收合格后，做好记录，方可进行上一层的堆煤作业。

b.堆煤时必须在煤垛北侧留有供压路机上下的坡道，满足压路机安全上下的条件。为了保证安全，压路机工作时距离煤堆边缘不低于0.3m，并将来煤压碎至直径30mm以下煤块或煤粉，确保煤层表面最大限度压实，保证煤垛高度升高后，压路机的作业安全。

c.入厂煤温度高于40℃时，禁止堆存在封垛区。

d.做好堆煤作业期防雨工作。堆煤作业中，根据天气情况，及时对作业中及作业后的煤垛进行苫盖，确保煤垛不能淋大雨。

e.煤堆顶部最后一层苫盖一层低质烟煤，经反复压实，并留有防雨坡度。

f.煤垛边坡属于压路机无法压实的区域，在煤垛达到既定堆煤高度后，采用挖掘机或装载机清除边坡浮煤后，再拍实。

g.褐煤煤垛顶面苫盖防水苫布，用绳索两侧拉紧苫布，防止风大挂卷苫布。

h.若具备条件可以采取用丝袋子装煤泥或粉煤灰压在煤垛四周，高度0.5米，起到挡水作用。

i. 雨后组织煤场排水。

（3）封垛后的技术措施

a.每天检查煤垛，应无明显煤垛温升及发热、冒气现象；测量封垛区域表面温度，未封垛区域按规定进行深度测温，做好记录，进行温度趋势监控。

b.发现煤垛温升，采用掀开苫布的方式进行散热降温，并继续观察温升趋势。

c.发现局部点状温度达到60℃，采取注入二氧化碳的措施，窒息降温。

d.发现煤垛发热、冒气、冒烟，应将发热点的褐煤用装载机端出，消除热点，防止扩大范围。

e.发现煤垛发热超过60℃，且冒气、冒烟面积较大，经采取注入二氧化碳或将发热煤端出，仍不能有效控制温升趋势，煤垛发热超过70℃时，必须采取置换翻烧措施。

f.封垛后禁止向封垛煤堆上堆煤，由于重新堆煤，很难再采用压实措施。即使煤堆被雨水沖出水沟，也不要进行回填，只要把冲落的煤运走即可。

5 电厂采取预防褐煤存储发热自燃的控制措施效果

通过对2017年及2018年2个夏季储煤工作进行总结，对比煤场置换区的存煤，采取防自燃储煤技术措施后，经过了6个月以上的考验，没有发生明显的发热自燃现象，局部点状发生的发热现象，经过处置后得到消除，储煤时间达到了预期目标和效果。另外，煤垛表面喷涂阻燃剂，对煤垛进行密封，也是一条有效的密闭隔氧的措施，也会增加储煤费用。

6 结束语

褐煤长期存储是燃料管理工作中的技术难题，通过采取防自燃技术措施，的确达到了延长储煤期的作用，但存在几点不足：一是租赁机械设备、采购储煤物资等增加了额外管理费用；二是需要对燃料市场做出价格走势的精准判断，2018年燃料价格始终居高不下，燃料市场始终处于卖方市场，提早储煤造成大量煤炭资金被占用同时增加了管理成本；三是煤炭长时间储存，产生的热值损失。总之，通过实践检验了延长褐煤存储期限的技术措施，需要将储煤的综合收益应该考虑到储煤工作中去。

参考文献：

[1] 煤炭科学技术 作者：刘贝 黄文辉 敖卫华 滕娟 《我国煤炭自燃影响因素分析》

[2] 太原理工大学 作者：刘艳 《煤升温氧化过程中氡的析出与自然发火指标气体关系的实验研究》