低压二氧化碳系统在火力发电厂煤仓煤斗中的设计应用

低压二氧化碳系统在火力发电厂煤仓/煤斗中的设计应用
1 前言
随着中国的经济的高速发展，电力的需求增长迅猛为解决电力的供求矛盾，我国大力发展电力事业，火力发电厂的建设发展尤其迅速，全国几乎每个省都在建设火力发电厂
燃煤作为电厂发电的主要燃料，从原煤到可喷射燃烧的煤粉，需要一套燃煤处理装置一套完整的燃煤处理装置包括以下设备：煤斗/煤仓磨煤机/粉煤机分离器储存箱粉煤过滤室输送管道等
煤斗/煤仓是在煤被粉碎处理之前原煤的贮存装置煤在受到热辐射挤压磨擦的条件下会产生自燃当自燃现象发生时，也产生大量的热量，热量使外部空气通过底部燃煤释放门进入煤斗/煤仓内并促进燃煤氧化当煤斗/煤仓内部温度超过外部温度时，引起空气对流，并加速燃煤的氧化氧化过程中产生易燃易爆气体，如一氧化碳，在顶部密封的煤斗/煤仓中，氧化过程产生的气体不断聚集，充斥于顶部空间，容易发爆炸
磨煤机/粉煤机将块状的原煤研磨粉碎，粉碎后的煤称粉煤有的粉煤直接通过空气送入锅炉内进行燃烧，有的则先输送至粉煤贮箱，再送至锅炉内燃烧将原煤变成粉煤有几种方式，如进行研磨打碎，原煤从加工设备的顶部管道送至粉碎平台进行加工，加工后的粉煤由空气发生室注入的热空气干燥，然后送至分离器进行筛选，筛选出的煤块送回磨煤机/粉煤机再进行加工，而粉煤则通过燃料供给管线直接送至锅炉，或通过过滤室进入燃料供给管线再送至锅炉原煤在研磨过程中容易产生火灾爆燃，同时煤粉与富含氧气的空气混合并通过过热空气输送，增加了产生火灾的危险性与研磨设备相配套的分离器储存箱粉煤过滤室输送管道等都有潜在的火灾危险
如燃煤处理系统发生火灾，后果将不堪设想在燃煤处理系统中设置火灾防护系统是完全必要的以下着重介绍低压二氧化碳系统在煤仓/煤斗中的设计应用
2.低压二氧化碳系统惰化保护
设置低压二氧化碳系统惰化保护目的在于产生惰性空间，通过维持一定的浓度的二氧化碳，减少保护区内的氧气浓度，降低保护区内潜在的火灾危险系统用于保护煤斗/煤仓时，二氧化碳持续地释放至煤斗/煤仓内，在一定的浓度的二氧化碳条件下，可抑制氧化作用，防止过热现象产生，将煤斗/煤仓内的一氧化碳浓度和温度控制在规定的温度条件下系统惰化保护磨煤机/粉煤机分离器贮存箱粉煤过滤室输送管道时，其作用主要防止加工过程中发生燃烧
3保护区规划
无论是用于保护煤斗/煤仓，还是磨煤机/粉煤机分离器贮存箱粉煤过滤室输送
管道，均要求保护空间是密闭的，防止外部空气进入，保证二氧化碳浓度在规定的范围内在保护区规划时，单个煤斗/煤仓可作为一个保护区
4系统喷放
粉煤颗粒是极不稳定的，在加工过程中任何不稳定因素均可能引起爆炸，因此不建议保护系统药剂快速高流量地释放至保护区均速长时间地释放药剂对惰化系统的保护作用影响巨大
5贮存装置的选用
二氧化碳贮存装置的选用取决于所需的药剂量通常情况下，贮存装置提供的二氧化碳药剂同时应用于火灾保护区域和惰化保护区域有一些电厂还要求贮存装置向氢置换装置提供二氧化碳药剂惰化保护贮存装置内最小药剂量应为最大火灾保护区所需药剂量的2倍，或最大惰化保护区单次喷放所需的药剂量以下为贮存装置规格选用推荐表：
表1贮存装置规格选用推荐表
当选用贮罐时，还应该考虑磨煤机/粉煤机多次起动惰化保护，氢置换装置惰化保护，现场紧急情况下使用二氧化碳的药剂量，以及贮罐的再充装的时间当煤斗/煤仓容积过大时，选用满足惰化保护区单次喷放所需的药剂量的贮罐，可能不是很经济，在能够满足惰化保护区喷放流量和及时充装的条件下，可以选用相对较小尺寸的贮罐贮罐尺寸与喷放流量和再充装时间相关
当贮罐提供的二氧化碳药剂用于火灾保护区和惰化保护区等多种用途时，在贮罐上必须设置液位表，以监测贮罐内药剂的贮量是否满足火灾防护要求当贮罐内液位低于规定要求水平时，应能发出自动报警
6系统控制
惰化系统通常情况下完全人工启动和复位报警设备远距离启动方式也可同时应用在设计中，电启动宜选用24V直流电源
7安全防护
在二氧化碳的惰化浓度条件下，人暴露在保护区内是有致命危险的，直接接触到液态的二氧化碳也会引起表面灼伤因此系统启动前应有报警措施，警告所有现场工作人员并明确哪个保护区将进行二氧化碳喷放
8系统设计
二氧化碳药剂量的计算
M＝（1＋K1）×V÷K
M二氧化碳用量，单位公斤（KG）；
K1损失系数，取2；
V煤斗/煤仓容积，单位立方米（M3）；
K二氧化碳喷放系数，取0.5立方米/公斤
喷放时间
煤斗/煤仓的惰化保护喷放时间有区别于二氧化碳灭火系统的喷放时间，喷放时间长达几个小时或几天，喷放时间决定于煤斗/煤仓容积汽化器的输出流量及贮罐大小
探测系统
在一般情况下，可见的过热燃烧现象是可以观察到的，但这种危险在发生前就应能探测发现一氧化碳浓度探测技术可应用于该惰化保护区域，当一氧化碳浓度超过设定值时，表明保护区内已发生氧化作用，探测系统将报警信号输送至控制系统自动启动二氧化碳惰化系统，或工作人员得到报警信号后人工启动系统也有的系统采用传统的感温电缆进行探测保护
9系统组成
用于保护煤斗/煤仓的二氧化碳系统包括以下组件：
（1）二氧化碳贮罐
（2）手动控制阀
（3）减压阀；
（4）安全阀；
（5）压力开关；
（6）电磁阀；
（7）压力控制选择阀；
（8）汽化器；
（9）过滤器；
（10）节流阀；
（11）压力表；
（12）节流优宁；
（13）单向阀；
（14）带盖帽的喷咀
（15）带有开启与关闭标志的手动控制阀。