目录:
11月5日9时37分,吉林省通化市集安消防接到指挥中心命令:位于集安市集中供热公司院内露天煤堆自燃。接到命令后,集安消防立即出动两辆水罐车、12名官兵赶赴现场。
消防官兵抵达火灾现场后立即对厂区负责人询问并对现场查看得知,院内共堆积大约上万吨的煤堆,而煤堆与煤堆之间相连,阴燃面积达50平方米左右,毗邻的煤堆受到严重威胁,如不采取果断措施,后果将不堪设想。
根据现场火势,指挥员果断下达命令:一班出1只水枪占据有利地势对着火部位进行猛攻;二班出1只水枪对煤堆相连之处进行阻截、歼灭;其余人员进行现场疏散及供水。由于煤炭堆垛高,而且内部阴燃,这给灭火工作带来了一定的影响,虽然在官兵的奋力扑救下,火灾得到了控制,无可能蔓延的迹象,但内部煤炭仍在燃烧,并不断的冒出滚滚浓烟。
根据现场情况,指挥员命令煤矿的装载机将着火部位及临近的煤堆掀翻开来,继续出水进行降温及清理残余火星,防止煤堆复燃。消防官兵与火魔展开了2个多小时的拼搏,大火被彻底扑灭。
1.1.1煤炭自热后,将导致自燃,引发重大安全事故。
1.1.2煤炭自热,将产生对人体有害的气体,如CO、CO2等,并破坏生态环境污染空气。
1.1.3煤炭自热后,热值明显下降,煤值变差,造成能源浪费。
1.2.1煤被空气中的氧气氧化(吸附和化合作用)是煤自热、自燃的根本原因。
煤中的炭、氢等元素在常温下就会发生反应,并生成可燃物CO、CH4及其他烷烃物质。煤的氧化又是放热反应,如果热量不能及时散发掉,将使煤的堆积温度升高,反过来又加速煤的氧化,放出更多的可燃物质和热量。当热量聚集,温度上升到一定值时,即会引起可燃物质燃烧而自燃。
1.2.2煤炭自燃过程一般分为:潜伏期、自热期、着火自燃三个阶段。
1.2.2.1煤在常温下吸附空气中的氧,并在煤的表面生成不稳定氧化物,此时氧化放热量很少,能及时放散,基本处于一个较为平衡的状态,煤温无明显升高。通常把这个阶段称为潜伏期。在潜伏期,煤被活化,因而煤的着火温度降低。潜伏期的长短则主要取决于煤的变质程度和外部条件。
1.2.2.2经过潜伏期,煤的氧化速度加快,不稳定的氧化物先后分解为H2O、CO2、CO。由于煤为不良导热体,致使氧化生成的热量积聚,来不及散发,煤温不断升高。这一阶段就称为自热期。
1.2.2.3当煤温继续升高,达到某一数值——临界温度(一般为70-80℃)以上,氧化急剧加快,大量产生热量,使煤温迅速升高,达到一定温度(着火温度)就着火燃烧起来,即进入自燃阶段。(煤在自热阶段时,如若煤堆散热条件好,氧化热与散发热始终平衡,煤温不升高,则为风化。)
1.3.1煤堆发生自燃必须同时具备以下4个条件:
1.3.1.1具有自燃倾向性
煤的自燃倾向性是煤的一种自然属性,反映了煤的变质程度。水分、灰分、含硫量、粒度、孔隙度、导热性,是煤自燃的基本条件。煤在常温下的氧化能力主要取决于挥发分的含量,挥发分含量越高,自燃倾向性越强。
1.3.1.2存在充分的供氧条件
煤堆暴露于空气中,表面与空气充分接触,而且空气通过煤块之间的间隙渗透到煤堆内部,给煤堆内部氧化创造了条件。煤的块度越大,煤块之间的间隙越大,其供养条件就越好。
1.3.1.3有足够的氧化时间
煤从氧化发展到自燃有一个过程,氧化时间达到自燃发火期才能自燃。
1.3.1.4有积聚氧化热的环境(储热条件)
当煤的氧化热大于散发热时,热量积聚,温度上升,达到煤的着火点就会自燃。
1.3.2煤自燃的影响因素:
1.3.2.1煤化程度。一般来说,随着煤化程度的提高,煤自燃的趋势下降。
1.3.2.2煤的粒度。粒度越细,比表面积越大,氧化反应越剧烈,越易自燃。
1.3.2.3孔隙率。
1.3.2.4水分。煤中水分含量对自燃的影响作用非常复杂,虽然水分的蒸发可带走一部分热量,但同时却亦可促进煤-氧反应的中间产物过氧化物的分解以及水分对煤-氧反应的催化作用。
1.3.2.5灰分。灰分越高,越不易自燃。
1.3.2.6硫化物。硫化物比煤更易氧化,这就更加速了煤的氧化和自燃过程。
1.3.2.7煤的堆置方式。
1.3.2.8煤堆压实程度。煤堆压实,减少了煤块间的间隙,减少空气在煤堆内的渗透量,削弱了供养条件。
1.3.2.9环境温度、湿度及大气压力。这主要是影响进入煤堆内的空气量,从而使煤堆内的氧化速度出现变化。
1.4.1煤堆自燃时,开始是看见烟雾,然后火源从煤堆内部燃烧到煤堆表面。由于暴露在空气中,燃烧供养充分,将很快出现熊熊明火并蔓延开来。
1.4.2煤堆自燃发火点一般不是在煤堆表面(冷却层,约0.5-1.5M厚)和煤堆深部(窒息层),而是在表层以下的煤堆内部(氧化层,约1-4M左右)。其原因为煤堆表面氧化生成的热量,可以通过空气对流把热量传出去,现成高灰分氧化膜。而煤堆深部煤层相对压实,供氧不充分,且含水率较高,氧化程度较低,故不易发生自燃,尤其是煤堆底部氧化生成的热量,还可以和地面进行热交换,使煤温达不到着火点,也不能形成自燃。而煤堆表层以下的氧化层,则具备煤自燃的所有条件,当其达到自然发火期即会自燃。
1.4.3煤堆自燃并不是发生在煤堆内的某一固定层,也不是发生在其中的某一部分。着火往往是堆内的煤粉中。因粉煤单位体积的表面积大,易被氧化,而混煤堆中,块煤间的空隙较大,容易进入空气,对粉煤进行充分地氧化。
1.5.1做煤的自燃倾向性鉴定,测定煤的挥发分含量、最低着火温度等指标。如挥发分较高、固定碳较低的煤则不宜堆放在室外煤场。
1.5.2正确核定贮煤时间,尽量不超过煤的自燃发火期,应避免贮煤时间过长导致煤质下降甚至自燃。一般煤的贮存期尽量不超过(2-3)个月。
1.5.3采用流动煤场管理方式。即先堆先运,后推后运(先进先出原则),以减少煤在煤场的贮存时间,使在煤场堆放的煤在贮放的时间上大致一样,使煤场始终处于流动状态。此种取旧存新的方式不仅可以减少损失,而且便于煤场计量和管理。
1.5.4选择合适的堆置方式,保持通风良好,防止煤堆暴晒,周边不得有高温热源。
1.5.4.1不同种类、不同块度的煤以及造纸污泥等应单独分开堆放。
1.5.4.2煤场堆煤宜分成条带,并使其长轴方向与常年风向保持一致。这样堆放即可增加煤堆散热面积,有利于预防煤堆自燃,同时在遇风时可使风流顺利通过煤堆,减少其进入煤堆的量,从而降低了煤堆内的氧化,降低了自燃危险性。
1.5.4.3用推土机将煤一层一层压实,尤其是要将堆边大块部分压实,以减少煤堆的空隙度,赶走煤堆空隙中一部分空气,减少煤与氧气的接触。
1.5.4.4煤堆放的坡面角度以40-45℃为宜。太大会发生偏折,太小又不能充分利用煤场。
1.5.5使煤堆保持适当的水分,并避免其出现大幅度变化,以延长煤的氧化期,有效防止煤自燃(煤自燃前的全水分为5%-7%)。完善煤场周边喷洒水设施,定期向煤堆喷洒水,这样做还可防止煤场扬尘。
1.5.6加强煤场现场管理,每天定期巡查,定期测温、定期检测CO浓度,发现局部温度升高、冒热气、冒烟等现象,应做及早处理。
1.6.1主要用喷灌水方法(插管注水法)。将注水管直接插入自燃部位,用压力水(最好加阻燃剂)浇灌自燃部位的煤体,降低煤体的自燃温度,抑制其进一步氧化自燃。
1.6.2对于较小煤堆,可把发生自燃部位的外表层扒掉,挖出火源并露出氧化自燃层来散热冷却,同时进行喷洒水(可加入CaCl2、MgCl2或Ca(OH) 2等阻化剂),将其浇灭。