安全工程师辅导资料:输煤系统煤粉尘的危害与治理

　　1、粉尘主要有两大类，无机粉尘和有机粉尘，煤粉尘属无机粉尘中的一种。从广义上来说，无机粉还包括金属粉尘、石英、沙尘等等。严重的粉尘污染不仅造成大气环境污染，带使电气设备绝缘水平下降，给企业安全生产和职工的身心健康带来极大危害。煤粉尘是人体健康的大敌，其中直径0.5~5µm之间的飘尘对人的危害最大，它可以直接到达肺细胞而沉积，并可能进入血液布满全身。 $lesson$

　　粉尘粒子表面有各种有毒物质，进入人体后可引起呼吸道、心肺等方面的疾病。长期在粉尘超标的环境中工作，一方面从业人员易患尘矽肺等职来病，同时也会给企业带来了沉重的经济的负担。

　　2、煤粉尘同金属粉尘(如铝粉、镁粉)、合成材粉尘(如塑料粉、染料粉)、林业品粉尘(如纸粉、木粉)等可燃粉尘一样，属于爆炸危险品。当可燃粉尘与空气混合的浓度达到一定的值(爆炸临界浓度)时，若遇有火星、电弧或适当的温度，其氧化反应即在瞬间完成，产生的热量和火焰迅速传给相邻的粉尘，又引起周围的粉尘燃烧放热。一般的燃烧火焰传播速度只是在每秒零点几米，而密集的粉尘燃烧时，火焰传播速度可达几十米乃至几百米。粉尘一旦燃烧时，一连串的连锁反应便在瞬间完成，立即释放出巨大在能量，温度迅速上升，空气急剧膨胀，接下来便会发生可怕的爆炸。粉尘爆炸的最大特点是多次爆炸，因初始爆炸会将沉积的粉尘扬起，在新的空间形成更多的爆炸混合物而再次爆炸。连续爆炸会给企业带来惨重的损失。

　　自1985年意大利发生第一起粉尘爆炸之后，世界各国特别是一些发达的工业国都对粉尘问题进行了大量的研究，采取越来越严密的防范措施，而国内在这方面的研究却相对落后，以至于粉尘爆炸事故时有发生。

　　粉尘爆炸实质上是一种特殊的燃烧，它是粉尘粒子表面和氧化作用的结果。在日常生活中，人们都有这样的经验，生炉子时，开始要放一些容易着火刨花或纸片，由它们引来燃木块和煤饼。因为燃烧是燃料的氧化合的过程，燃料越薄越细，表面面积就越大，与氧化接触机会越多就容易燃烧。刨花之所以比木块容易燃烧，就是因为它的表面积要比木块大的多。据计算，1块1cm3的木块，其表面积只有6cm2;如果把它粉碎成1nm(1nm=10-9m)大小的细屑，那么，这些细屑总的表面积可达6000m3。又比如直径为0.03μm(1μm=10-6m)的1g超细铝粉，表面积约有72m2。粉尘的表面上吸附了空气中的氧，而氧在这种情况下具有极大的活力，易与雾经的可燃物分子发生化学反应。此时，只要有不多的热，不多的空气，就能使可燃粉尘完全足够地用来燃烧自己。

　　1986年3月15日凌晨39分，黑龙江省哈尔滨市亚麻厂发生特大亚麻粉尘爆炸事故，并引发大火。爆炸中心区约0.3m多厚的水泥砖被炸碎，钢筋水泥浇注的防爆墙被爆炸被爆炸产生的强大气浪冲击变形、倒塌、地沟盖板和地下库房楼板严重破坏。梳麻车间和前纺车间内的机器设备及电器设备被烧毁。准备车间前半部与中央换气室相邻的承重墙倒塌，厂房主梁和屋顶塌落，锯齿形房项被强大的气浪冲到厂外。爆炸产生的火焰高达到20m以上，据事故后统计，当时在岗的生产工人共计447名，其中受伤住院83名，死亡58名，4个生产车间的3000m2厂房及89台生产设备遭到严重毁坏。

　　1987年10月4日，青岛第六棉厂粗工车间，因滤尘器粉尘爆炸而引发火灾，烧毁了1个车间主150台纺织机器，直接损失92万元，3名工人死亡。

　　2000年1月21日，杭州佳木有限公司发生一起木屑粉尘引起的重大爆炸事故，造成4人死亡7人受伤。

　　2001年8月21日，位于广州市白云区龙归镇的邦盛白马食品化学有限公司一生产面粉增白剂的车间发生粉尘爆炸事故，造成1人死亡7人受伤。

　　惨痛的事故教训应该引起我们对粉尘危害的高度重视，影响粉尘爆炸的因素主要包括：粉尘的物理化学性质(如燃烧热、氧化速度、带电性、凝聚性、附着性以及所含挥发物等)、颗粒大小、浮游状态、在空气中的含量以及点火源的强度等。一般来说可燃粉尘越细小、越干燥、发生爆炸的可能性越大。应当注意的是，引起粉尘的爆炸并不一定要在所有场所的整个空间都形成具有爆炸危险的粉尘浓度，一般只要粉尘在房屋中密集地附着于墙壁、房顶、设备上就可能引起爆炸。

　　1、渭河煤化工集团有限责任公司输煤系统转运过多，转运点落差过大是造成粉尘浓度大的主要原因，如遇天旱煤干，作业过程中粉尘量会大增。

　　2、皮带机导料槽处密封不严，向外逸散煤尘。

　　3、除尘器吸尘点不合理，除尘效果不佳。

　　4、皮带走廊地面积较多，处理起来极不方便，而且在清扫时造成二次扬尘。

　　5、回程皮带粘煤严重，造成抛洒、扬尘。

　　6、输煤系统共有大小扬尘点20余处，尤其以原煤、燃料煤卸车、职煤口、皮带输送机之间的转运及进仓落料口等处煤尘最为密集，污染较重，浓度最高时达1000mg/m3，远远超出工作场所最高容许浓度200mg/m3的标准。原设计并安装有14台布袋除尘器，煤底槽每侧各设计有2个引风口并装有4台机械排风机。渭河煤化工集团有限责任公司输煤系统1995年开始运行，随着时间的推移，暴露出许多原设计、安装的不合理之处。特别是除尘设备，经过几年的实践验证，多处存在问题，如：安装位置不合理，造成吸风管及排灰管弯角太多，且多为90°直角，造成落灰不畅，容易积灰。粉尘积聚过多就会因高温而自燃。1996年4#皮带头部除尘器就发生过自燃，由于发现及扑救及时，才未造成大的损失。

　　7、由于除尘器的吸、排灰管材质缺陷，1999年开始已有多处风化锈蚀，使除尘效果大大降低，个别除尘器实际上已丧失了除尘作用。

　　8、由于除尘安装的门式注水机，不合实际，已闲置。

　　9、设计安装的仓顶输送带。是将物料以倾角90°提升4.69m后，分别落料至各备煤筒仓。这样的设计，总体上比较美观，但由于输送带负载上下颠簸，不仅增加能耗，加大了工艺人员的巡检难度，而且造成多次扬尘，成为粉尘扩散较严重的区域。

　　由于以上问题的存在，煤尘污染已严重地威胁到员工和生产设备的安全，煤尘治理已是刻不容缓。

　　1、 工艺改造措施

　　(1) 输煤系统共有17条输送带，对所有输送带导料槽、落煤斗进行了改造，增大了

　　头部的包容范围，有效控制了堵煤和漏煤。

　　(2)对所有输送带清扫器进行改造，由一级清扫改为二级清扫，采用新型合金清扫器，并给所有皮带的转向滚筒加装了自制的清扫刮板，有效地防止了皮带粘煤，减少了粉尘二次飞扬。

　　(3)在扬尘点增设了水雾喷淋装置。

　　(4)封闭了暴露在外面的仓顶皮带拉紧器和3#皮带拉紧器，避免了煤尘飞扬。

　　2、 土建措施

　　(1)给通风不畅、煤尘较为密集的1#皮带岗位和仓顶皮带岗位做了防水地面，并增加了冲洗水。将水平地面做成有坡度的地面，有利于用水冲洗，防止粉尘沉积。

　　(2)将原有的仓顶皮带改造为平皮带，减少了粉尘飞扬。

　　3、 除尘措施

　　(1) 对导料槽进行密封改造，并增设多级防尘帘，防止落料时，粉尘逸散。

　　(2) 对破碎楼的2台除尘器进行了重点改造，重新调整吸尘点，使其更为合理。

　　(3) 经实践验证，除尘器原有排灰机械不合理，运转不正常，落灰不畅，易造成灰尘沉积，在原基础上进行了改造，效果良好。

　　(4) 在充分调研的基础上，在仓顶皮带导料槽处安装了1台湿法除尘器，费用低且效果好。

　　(5) 对所有的除尘器吸、排灰管进行了更新。

　　4、 管理措施

　　加强输煤除尘设备的运行、维护管理，认真做好防尘除尘设备、设施的维护和保养，及时解决除尘系统存在的缺陷，做到设备配套、系统健全，使险尘设备都能稳定运行。集团公司曾就输煤系统煤尘含量过高这一隐患，于2001年6月由1名副总牵头，组织了跨职能、跨部门的粉尘治理防范小组，通过技术人员的群策群力，用时半年，在粉尘的治理与防范方面取得了一定的成效。

　　1、 效果

　　治理前输煤系统各岗位空气中煤尘浓度每年都有超过国家卫生标准的样品。治理后，除1#皮带岗位粉尘的浓度稍高外，其分岗位均在国家卫生标准10mg/m3以下，治理效果十分显著。

　　2、 几点设想

　　经过几年的治理，尽管取得了一定的成效，但仍有一些问题有待解决，为更有效治理粉尘，可以在条件成熟时完善以下工作。

　　(1)现在除尘器吸灰管长度大、分支多且存在多处90°弯角，容易造成积灰，而且不易清理，如果能将直角改为带弧度的弯角，并在吸灰管上预留检查口，将会极大地提高吸尘效果。并方便清理积灰，还可利用检查口检测风量。

　　(2)由于现有除尘器吸尘点较多，造成风力分散，除尘效果降低，如能在吸灰管上增加三通档板，使风力集中，那将会大大提高除尘效果。这样不但充分发挥了现有除尘器的效能，而且可以为企业减少因新增除尘设备而增加的费用。

　　(3)取煤口安装挡煤板，以多方考察论证，对降低煤尘的产生具有积极作用，应尽快实施。

　　(4)经过几年的实践验证，水雾喷淋装置对降低煤尘飞扬，确有效果。如能在每个落料口及叶轮给煤机取煤口都增设水雾喷淋装置，定能有效降低煤尘。

　　(5)卸煤间是煤尘产生较为密集的地方，由于原设计安装的门式注水机已闲置，目前尚无有效的降尘设施，如能采取较为先进的荷电水雾除尘设备，那将全大大改善作业现场环境。

　　(6)现在导料槽由多节构成，存在缝隙。如能将导料槽改制成一个整体，且前后及侧板改制为多层密封，将会有效防止煤尘逸散。

　　(7)今后在输煤系统的设计中，皮带机应尽量减少转运点并降低转运点落差，尽可能多地采用管式皮带机，皮带机头部滚筒处应设有效的皮带清扫或冲洗装置，以此来降低煤尘飞扬。

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