煤粉特性及自燃爆炸的条件

煤粉特性及自燃爆炸的条件

煤粉为可燃物质，乙类火灾危险品，粉尘具燃爆性，着火点在300℃～500℃之间，爆炸下限浓度34 g/m3～47g/m3(粉尘平均粒径:5μm～10μm)。高温表面堆积粉尘（5mm厚）的引燃温度：225℃～285℃，云状粉尘的引燃温度580℃～610℃。

煤粉在运输过程中，经外界的干扰如设备运转的震动、碰撞或风作用悬浮到空气形成粉尘，如场所内作业人员防护用品佩带不全，很容易引起尘肺病等职业病危害。当煤粉在空气中达到一定浓度，在外界高温、碰撞、摩擦、振动、明火、电火花的作用下会引起爆炸，爆炸后产生的气浪会使沉积的粉尘飞扬，造成二次爆炸事故。煤尘爆炸与其在空气中的含量及含氧浓度有关，烟煤在110-2000mg/m3。能形成爆炸性混合物，空气中煤尘含量在300-400 mg/m3爆炸威力最大，这是因为混合物中煤尘与空气的比例适中，煤粉能充分燃烧。煤粉爆炸后不仅产生冲击波伤人和破坏建筑物，同时产生大量的一氧化碳，使人中毒死亡。煤尘的燃烧爆炸特特性见表1。

表1 煤尘的燃烧爆炸特性

煤粉尘种类 引燃温度(℃)

高温表面积尘

引燃温度(℃)

云状粉尘

爆炸下限

(g/m3)

粉尘粒径

(μm)

褐煤粉 260 －49D68 2D3 有烟煤粉 235 595 41D57 5D11 无烟煤粉 ＞430 ＞600 －100D130 贫煤粉 285 680 34D45 5D7

1、煤粉的流动性

它的尺寸一般为0～50微米，其中20～50微米的颗粒占多数。干

的煤粉能吸附大量的空气，它的流动性很好，就像流体一样很轻易在管

道内输送。由于干的煤粉流动性很好，它可以流过很小的空隙。因此，

制粉系统的严密性要好。

2、煤粉的自燃与爆炸

积存的煤粉与空气中的氧长期接触氧化时，会发热使温度升高，而

温度的升高又会加剧煤粉的进一步氧化，若散热不良时会使氧化过程不

断加剧，最后使温度达到煤的燃点而引起煤粉的自燃。在制粉系统中，

煤粉是由输送煤粉的气体和煤粉混合成的云雾状的混合物，它一旦碰到

火花就会使火源扩大而产生较大的压力（2～3倍大气压），从而造成煤

粉的爆炸。

影响煤粉爆炸的因素很多，如挥发分含量，煤粉细度，气粉混合物

的浓度，温度湿度和输送煤粉的气体中氧的成分比例等。

2.1、一般说来挥发分含量VR<10％(无烟煤)，是没有爆炸危险的。而VR>25％的煤 粉（如烟煤等），很轻易自燃，爆炸的可能性也很大。

2.2、煤粉越细越轻易自燃和爆炸，粗煤粉爆炸的可能性较小。例如烟煤粒度大于

0.1毫米几乎不会爆炸。因此，挥发分大的煤不能磨得过细。

2.3、煤粉浓度是影响煤粉爆炸的重要因素。实践证实，最危险得浓度在 1.2～

2.0kg/m3,大于或小于该浓度时爆炸的可能性都会减小。在实际运行中一般是很难避

免危险浓度的。制粉设备中沉积煤粉的自燃性往往是引爆的火源。气粉混合物温度

越高，危险性就越大。煤粉爆炸的实质是一个强烈的燃烧过程，是在0.01～0.15s

的瞬间大量煤粉忽然燃烧产生大量高温烟气因急速膨胀而形成的压力波以及高速向

外传播而产生的很大的冲击力和声音。

2.4、潮湿煤粉的爆炸性较小，对于褐煤和烟煤，当煤粉水分稍大于固有水分时一般没有爆炸危险。

2.5煤粉爆炸的前期往往是自燃。一定浓度的风粉气流吹向自燃点时。不仅加剧了自燃，而且会引起燃烧，而接触到明火的风粉气流随时都会产生爆炸。造成流动煤粉爆炸的主要原因是风粉气流中的含氧量，煤粉细度，风粉混合物的浓度和温度。 煤粉越细，爆炸的危险性就越大。粗煤粉爆炸的可能性就小些，当煤粉粒度大于0.1mm时几乎不会爆炸。当煤粉浓度大于3～4kg/m3（空气）或小于0.32～0.47kg/m3时不轻易引起爆炸。因为煤粉浓度太高，氧浓度太小；而煤粉浓度太低，缺少可燃物。只有煤粉浓度为1.2～2.0kg/m3时最轻易发生爆炸。