某廠自1994年底投產(chǎn)以來，煤磨系統(tǒng)分別于1995、1997、1998三年發(fā)生了4次爆炸事故，造成了煤磨系統(tǒng)的設(shè)備損壞，嚴(yán)重影響了生產(chǎn)，并造成重大的經(jīng)濟(jì)損失。本文就爆炸原因進(jìn)行分析、并提出防范措施。

　 1煤磨系統(tǒng)工藝流程及設(shè)備概況
　　
　　該系統(tǒng)采用Φ2.8m×5m+3m的風(fēng)掃磨，設(shè)計能力16～17t/h，使用PPDC96-6(M)袋式除塵器，Φ2500粗粉分離器。設(shè)有2臺CO氣體分析儀，分別監(jiān)測袋除塵器進(jìn)、出口以及窯頭、窯尾煤粉倉的CO濃度。袋除塵器及2煤粉倉各配有1套CO2自動滅火裝置。在粗粉分離器、袋除塵器入口管道、袋除塵器上設(shè)計安裝了防爆閥。煤磨烘干使用窯尾預(yù)熱器廢氣，正常運(yùn)行時，系統(tǒng)在氧含量較低(6%～10%)的惰性氣氛下運(yùn)行，而且流程簡捷。從設(shè)計總體上來說，應(yīng)該是非常安全的。
　　
　　2第一次爆炸現(xiàn)象及原因的初步分析
　　
　　1995年初，正處在生產(chǎn)調(diào)試時期，發(fā)生了第一次爆炸事故，使系統(tǒng)所有的防爆閥被炸開，袋除塵器箱體變形，袋籠也嚴(yán)重變形而全部報廢，布袋全部被燒，現(xiàn)場大火經(jīng)努力撲救才熄滅。當(dāng)時認(rèn)為主要原因是運(yùn)行操作時煤磨的出口氣體溫度過高所致。由于煤磨的烘干能力差，烘干后煤粉水分高達(dá)3%～4%，嚴(yán)重影響窯的煅燒，甚至使窯頭、窯尾的喂煤秤無法正常使用。為了提高烘干能力，降低煤粉水分，將煤磨出口氣體溫度由一般水泥廠控制的70℃左右，提高到80～85℃。
　　這次爆炸同時暴露了我廠煤磨系統(tǒng)的一些嚴(yán)重問題:
　　1)袋除塵器安裝3個防爆閥，防爆閥的閥蓋在爆炸的沖擊下打開并沖過了檢修平臺欄桿，由于袋除塵器的檢修平臺欄桿的設(shè)計不合理，爆炸后，閥蓋在重力的作用下回扣時，卻被檢修平臺欄桿所阻擋。防爆閥不能重新閉合，使爆炸發(fā)生后，不能及時、有效地為袋除塵器隔絕空氣，從而加劇了袋除塵器內(nèi)煤粉及布袋的燃燒。見圖2。
　　
　　2)袋除塵器的CO2滅火裝置沒能及時、自動啟動，延誤了滅火時機(jī)。當(dāng)現(xiàn)場手動開啟時，又由于防爆閥沒有能及時重新閉合，滅火效果差。
　　3)防爆閥數(shù)量少，使爆炸的能量不能得到有效的釋放，袋除塵器設(shè)備受爆炸沖擊力較大而受損嚴(yán)重。
　　針對以上情況，作了相應(yīng)的改進(jìn)，加寬了檢修平臺，調(diào)試好了袋除塵器CO2滅火裝置的自控系統(tǒng)，在磨頭、磨尾的風(fēng)管上增加了2個防爆閥，并降低運(yùn)行時煤磨出口氣體溫度至70～75℃。
　　
　　3對4次爆炸事故的進(jìn)一步分析
　　
　　1997、1998年接連發(fā)生了3次爆炸，由于采取上述措施，設(shè)備沒有大的破壞，只是袋除塵器的布袋被燒，更換布袋后煤磨就又能運(yùn)行了。
　　通過對這4次系統(tǒng)爆炸情況的對比分析發(fā)現(xiàn):
　　1)自控系統(tǒng)不能預(yù)防和阻止爆炸的發(fā)生
　　某廠煤磨的自控系統(tǒng)使用的是ABB公司的集散型自動控制系統(tǒng)。就煤磨系統(tǒng)來說，其檢測點(diǎn)多，反應(yīng)迅速，自動化程度高。但煤磨爆炸非常突然，爆炸之前，中控室自控系統(tǒng)所監(jiān)測到的系統(tǒng)參數(shù)沒有一點(diǎn)異常，爆炸的瞬間，系統(tǒng)所有的參數(shù)都是無征兆地突變，爆炸的整個過程又非常短促，自控系統(tǒng)根本就來不及作出及時的反應(yīng)。所以我廠煤磨的自控系統(tǒng)不能夠預(yù)防和阻止爆炸的發(fā)生。事實(shí)上，我廠的自控系統(tǒng)的掃描周期將近1s，參數(shù)的趨勢曲線的數(shù)據(jù)為15s一個平均值，而爆炸的發(fā)生為毫秒級。因此中控室顯示和記錄的系統(tǒng)參數(shù)的變化及報警清單中參數(shù)的報警先后順序，無法準(zhǔn)確地反映爆炸時系統(tǒng)的真實(shí)情況，不可能從中分析出爆炸發(fā)生的詳細(xì)過程。
　　2)爆炸均發(fā)生在停磨的瞬間
　　實(shí)際上，在煤磨的運(yùn)轉(zhuǎn)過程中從未發(fā)生爆炸。4次爆炸都發(fā)生在正常停磨操作過程中，而且都發(fā)生在煤磨電動機(jī)停的一瞬間。
　　某廠煤磨停磨操作如下:關(guān)閉熱風(fēng)閥，停小高溫風(fēng)機(jī)，同時打開冷風(fēng)閥，用冷風(fēng)掃磨，使出磨氣體溫度由正常運(yùn)行時的70℃慢慢降到55℃以下，最后停煤磨主電動機(jī)組。從止熱風(fēng)、開冷風(fēng)到停磨這個過程有5～10min。
　　煤粉發(fā)生爆炸要滿足以下兩個條件:①煤粉與空氣混合，其濃度要在45～2000g/m3之間，才能形成爆炸性混合物，否則，只能發(fā)生燃燒而不能發(fā)生爆炸；②一旦溫度過高或有火花才會引爆。
　　在停煤磨時，為了降低系統(tǒng)溫度，加入新鮮的冷空氣，不可避免形成爆炸性混合物。停磨的一瞬間，由于某種原因偶爾產(chǎn)生火花(由于機(jī)械摩擦、電氣、靜電等)或自燃引爆了混合物，從而發(fā)生爆炸。
　　某廠煤磨系統(tǒng)每次爆炸前，CO濃度都正常，而且較低，基本上可以排除是因煤粉自燃而發(fā)生爆炸的可能。而且煤磨系統(tǒng)做了很好的接地處理，使用防爆電動機(jī)，除塵器使用的是防靜電布袋。因此，在防止靜電、電氣火花的產(chǎn)生方面沒有什么更好、更進(jìn)一步的措施。
　　
　　4改造措施及效果
　　
　　某廠煤磨冷風(fēng)閥原設(shè)計為Φ400mm，而熱風(fēng)管道為Φ800mm，當(dāng)止熱風(fēng)、開冷風(fēng)的停磨操作時，磨尾負(fù)壓會增大許多，此時磨內(nèi)的通風(fēng)很小，這樣勢必增加停磨時煤磨系統(tǒng)內(nèi)的煤粉濃度，并使停磨后較長時間處在危險的爆炸濃度中。從這一點(diǎn)出發(fā)，我廠在1998年煤磨大修時，在磨頭增加1個Φ600mm的大冷風(fēng)閥，修改煤磨作業(yè)指導(dǎo)書，停磨時，2冷風(fēng)閥都完全打開，從而保證在停磨操作時，磨內(nèi)有較大的通風(fēng)量，大大降低了磨停時的煤粉濃度，減少了處在危險的爆炸濃度中的時間，減少了發(fā)生爆炸的概率。自從加了大冷風(fēng)閥以后，煤磨再也沒有發(fā)生爆炸事故。