煤炭的燃烧过程分析_苗媛
基于温度煤自燃七阶段精细划分
基于温度煤自燃七阶段精细划分说到煤自燃，大家都知道，煤炭这种东西虽然是个“老实人”，可要是对待它不当，它可就会搞点“小动作”，甚至在不知不觉中自己点着火了。
特别是那种高温天气，煤的脾气容易变得暴躁，稍微不留神，它就可能自己“冒烟”，或者直接自燃。
可你知道吗，煤自燃其实有七个阶段，就像是煤的“成长过程”，每个阶段都不容小觑。
咱们今天就来聊聊这七个阶段，说得大家通俗易懂，别看它听起来复杂，其实就像是一个煤炭的小“人生”，每一步都在变，既有起伏也有转折。
想象一下，煤块像个调皮的孩子，藏着点小秘密，等着你去一一揭开。
先说第一阶段，这个阶段就像煤的“热身期”。
煤开始接受外界热量的影响，温度慢慢升高，但它还是挺“老实”的，虽然变热了，却没有什么明显的反应。
说白了，就是外界温度有点高，煤也懒得搭理。
你会看到煤块表面有点热，但它还没有真正“爆发”的迹象。
这个阶段呢，煤的温度大概就在40到60摄氏度之间，就像人感觉到夏天有点热，出点汗，但是还是没到汗流浃背的地步。
你完全不觉得有危险，可其实它已经在悄悄积攒力量了。
第二阶段呢，就是温度稍微升高后，煤开始进入“隐性自燃”的状态。
这时煤块的温度大概在60到100摄氏度之间，就像是人开始感受到自己有点发烫，想找个地方透透气。
煤的表面逐渐变得潮湿，开始释放一些气体，但看不见摸不着。
你可以想象它就像是“闷热”中带着一点“火气”，稍微不注意，它可能就会“爆发”出来。
这个阶段的煤，不算危险，但它已经开始有点脾气了，释放出来的气体是自燃的“先兆”。
如果外界的温度进一步上升，它就可能开始“更猛烈”地表现自己。
到了第三阶段，这时煤的温度已经突破100摄氏度，进入了“主动发热”的阶段。
说白了，它已经开始有了点火花，温度持续上升，表面会开始冒烟。
这就好比你在夏天待久了，出了一身汗，觉得全身燥热，不由自主地想拿水泼一下降温。
煤的这个阶段，表面开始慢慢渗出水分，变得湿滑，散发出来的气体开始越来越多，温度大约在100到150摄氏度之间。
煤炭自燃与封闭储煤安全
评价
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指标气体的选择
➢ 预测预报气体测定
程序升温箱
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指标气体的选择
➢ 预测预报气体测定
气 相 色 谱 仪
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煤炭自燃条件及防治
➢ 煤炭自燃的条件
环境温度
具有自燃倾向性且 呈破碎状态积聚
水分 灰分
可测性 • 现有检测仪器能够检测到指标气体的变化，并快速、准确
独立性 • 指标尽可能不受或少受外界因素的干扰
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指标气体的选择
✓ CO
CO随煤温的上升呈现：前段曲线CO增幅不大，当自燃到一定温度 后，CO产生量急剧上升。但实践证明生产过程中煤体摩擦也可产生 较多的CO，故CO作为指标气体，应视具体情况而定，并与其他气 体结合来预报煤炭自燃。
氧化起始温度
ห้องสมุดไป่ตู้
增加，氧化加剧，煤呈赤
TC 环境初始温度
C 风化 热状态
TB TA
B
D：可燃物开始燃烧，温
A △t1
△t2
度持续上升，并出现火焰
潜伏期
自热期
燃烧期或风化
tA
tB tC
tD
t
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煤炭自燃过程分析
➢ 煤炭自燃热量分析
Q产
Q散
煤
蓄热环境
周围环境
Q产>Q散 Q产<Q散
燃烧阶段 风化阶段
在自热阶段，若改变了散热条件，使散热大于生热；或 限制供风，使氧浓度降低至不能满足氧化需要，则自热 的煤温度降低到常温，称之为风化。风化后煤的物理化 学性质发生变化，失去活性，不会再发生自燃。
有机气体 乙烷 乙烯 丙烷、丙烯、丁烷 丁烯
煤炭自燃火灾分析及采取的安全措施
高温环境会加速煤炭的氧化反应，提高自 燃的风险。
积煤堆积
不当储存
长时间堆积的煤炭容易发生自燃，因为堆 积内部的煤炭与空气接触不充分，导致氧 化反应产生的热量不易散发。
如果煤炭储存环境潮湿、通风不良或者受 到阳光长时间暴晒，都有可能提高自燃的 风险。
02
煤炭自燃火灾分析
热力分析
热量积聚
煤炭自燃火灾通常起源于煤炭内 部热量的积聚。在适宜的条件下 ，煤炭内部的热量逐渐积累，达 到煤炭的自燃温度，引发火灾。
微生物分析
1. 控制煤炭堆存环境
保持良好的通风条件，减少热量积聚 ，降低自燃风险。
2. 合理配煤
控制煤炭的水分含量，通过合理配煤 ，降低自燃的可能性。
3. 微生物防控
定期检测煤炭中的微生物种类和数量 ，采取必要的防控措施，抑制微生物 的生长和活动。
4. 温度监控
定期对煤炭堆存区域进行温度监测， 及时发现潜在的自燃风险。
灭火器材配备
在储煤场、输送带等关键部位配 备适量的灭火器材，如灭火器、 灭火沙箱等，确保在发现火情时
能够迅速进行初期扑救。
消防设施
设立消防水池、消防泵房等消防 设施，确保在火灾发生时能够提
供足够的消防用水。
员工培训
定期对员工进行消防培训，提高 员工的火灾应对能力，确保在紧 急情况下能够迅速、有效地使用
后期处理与调查
火场清理：在灭火救援行动 结束后，对火场进行清理， 消除安全隐患，防止次生事 故的发生。
事故调查：成立事故调查组 ，对火灾事故进行深入调查 。调查内容包括火灾原因、 责任追究、改进措施等，为 后续防范类似事故提供经验 教训。
恢复生产：在确保安全的前 提下，逐步恢复生产活动。 对受损设备设施进行修复或 更换，确保生产线的正常运 行。
煤炭的燃烧过程
煤炭的燃烧过程一、煤碳的燃烧过程煤从进入炉膛到燃烧完毕，一般经历四个阶段：水分蒸发阶段，当温度达到105℃左右时，水分全部被蒸发；挥发物着火阶段，煤不断吸收热量后，温度继续上升，挥发物随之析出，当温度达到着火点时，挥发物开始燃烧。
挥发物燃烧速度快，一般只占煤整个燃烧时间的1/10左右；焦碳燃烧阶段，煤中的挥发物着火燃烧后，余下的碳和灰组成的固体物便是焦碳。
此时焦碳温度上升很快，固定碳剧烈燃烧，放出大量的热量，煤的燃烧速度和燃烬程度主要取决于这个阶段；燃烬阶段，这个阶段使灰渣中的焦碳尽量烧完，以降低不完全燃烧热损失，提高效率。
良好燃烧必须具备三个条件：1、温度。
温度越高，化学反应速度快，燃烧就愈快。
层燃炉温度通常在1100~1300℃。
2、空气。
空气冲刷碳表面的速度愈快，碳和氧接触越好，燃烧就愈快。
3、时间。
要使煤在炉膛内有足够的燃烧时间。
碳燃烧时在其周围包上一层灰壳，碳燃烧形成的一氧化碳和二氧化碳往往透过灰壳向外四周扩散运动，其中一氧化碳遇到氧后又继续燃烧形成二氧化碳。
也就是说，碳粒燃烧时，灰壳外包围着一氧化碳和二氧化碳两层气体，空气中的氧必须穿过外壳才能与碳接触。
因此，加大送风，增加空气冲刷碳粒的速度，就容易把外包层的气体带走；同时加强机械拨动，就可破坏灰壳，促使氧气与碳直接接触，加快燃烧速度。
如果氧气不充足，搅动不够，煤就烧不透，造成灰渣中有许多未参与燃烧的碳核，另外还会使一部分一氧化碳在炉膛中没有燃烧就随烟气排出。
对于大块煤，必须有较长的燃烧时间，停留时间过短，燃烧不完全。
因此，实际运行中，一般采取供给充足的氧气，采用炉拱和二次风来加强扰动，提高燃烧温度，炉膛容积不宜过小等措施保证煤充分燃烧。
二、链条炉排的燃烧特点链条炉排着火条件较差，主要依靠炉膛火焰和炉拱的辐射热。
煤的上面先着火，然后逐步向下燃烧，在炉排上就出现了明显的分层区域，如图共分五个区。
燃料在新燃烧区1中预热干燥，在炉排上占有相当长的区域。
煤炭的燃烧过程分析苗媛
大致分为三个阶段 第一阶段 120℃以前脱去煤中游离水，120~200℃脱去 煤所
吸附的气体如CO、CO2和CH4等，200℃以后年轻的煤如褐 煤发生部分脱羧反应，有热解水生成，并开始分解放出气态 产物如CO、CO2和H2S等，300℃时开始热分解反应有微量 焦油产生。烟煤和无烟煤在这一阶段没有显著变化。
③ Wiser模型—— 20世纪70年代中期，W. H. Wiser（美）提出的
被认为是比较全面合理的模型。
特点：引入了用以解释煤热解、加氢、氧化等化学反应的弱键和桥键，较为全面和
合理。
④ 本田模型
特点：考虑了低分子化合物的存在，缩合环以菲环为主，由较长的次甲基键相连接。
但没有考虑氮和硫的结构。
H2O(l)→H2O(g)-44kJ/mol(g)
随温度继续增高，煤中有机质开始热分解，热分解形成两 种产物：一种是从煤大分子上断裂下来的侧链和官能团所 形成的挥发分，在挥发分气体中主要有CO、CO2、H2、 H2O、CH4及各种烃类化合物、含硫、含氮化合物等，另 一种是稠环芳香核缩聚为焦炭（固定碳）。这一阶段煤要 吸收热量，其热源由火种或原燃烧着的煤供给。
煤分子的基本结构单元类似于聚合物的聚合单体，分规则和不规则 两部分：
规则部分——由几个或十几个苯环、脂环、氢化芳香环及杂环（含氮、 氧、硫等元素）缩聚而成，称为基本结构单元的核或芳香核。
不规则部分——连接在芳香核周围的烷基侧链和各种官能团。
基本结构单元
➢ 煤的大分子是由若干基本结构单 元通过化学键连接而成的三维结 构，结构单元之间的连接是通过 次甲基键、醚键、硫醚、次甲基 醚以及芳香碳—碳键等桥键实现 的。
第二阶段 300~600℃，特征是活泼分解，以分解和解聚为 主，生成和排出大量挥发物，气体主要是CH4及同系物，还 有H2、CO、CO2及不饱和烃等。
煤的自燃发展过程
煤的自燃发展过程煤炭自燃一般是指：煤在常温环境下会与空气中的氧气通过物理吸附、化学吸附和氧化反应而产生微小热量，且在一定条件下氧化产热速率大于向环境的散热速率，产生热量积聚使得煤体温度缓慢而持续地上升，当达到煤的临界自热温度后，氧化升温速率加快，最后达到煤的着火点温度而燃烧起来，这样的现象和过程就是煤的自燃（或称之为煤的自然发火、煤矿的自燃火灾）。
根据现有的研究成果，认为煤炭的氧化和自燃是基链反应，一般将煤炭自燃过程大体分为3个阶段：即低温氧化阶段、自热阶段、燃烧阶段。
（1）低温氧化阶段煤在低温情况下与空气接触时，吸附空气中的氧（O2）而生成不稳定的氧化物羟基（—OH）与羧基（—COOH），并放出少量的热。
这一阶段既观测不到煤体温度的变化，也体验不到周围环境温度的上升，煤的氧化进程平稳而缓慢，是一个十分隐蔽的氧化过程，但煤的质量有所增加，其增加质量相当于所吸附氧的质量，化学性质变得活泼，着火点温度降低，很难发现其外部特征，故称为潜伏期或准备期。
由于煤的自燃需要热量的聚积，在该阶段因环境起始温度低，煤的氧化速度慢，产生的热量较小，因此需要一个较长的蓄热过程，它的长短取决于煤的自燃倾向性的强弱和外部条件。
（2）自热阶段经过低温氧化阶段之后，煤的氧化速度加快，发热量急剧增加。
如果热量来不及散失和导出，就会使煤的自热加速，不稳定的氧化物分解成水（H2O）、二氧化碳（CO2）、一氧化碳（CO）。
氧化产生的热量使煤温继续升高。
据硏究，煤的温度毎升高10℃，氧化速度就增加2~3倍，当超过自热的临界温度（60~80℃），煤温上升速度急剧加快，氧化进程加速，开始出现煤的干馏，生成芳香族的碳氢化合物（C x H y）、氢（H2）、一氧化碳（CO）等可燃性气体。
这时的特征是：空气中的氧含量减少，一氧化碳（CO）、二氧化碳（CO2）含量增加，煤中的水分被蒸发，空气的温度升高并出现雾气，支架及巷道壁上有水珠，这就是煤的自热期（3）燃烧阶段如果煤的自热温度继续升高，当温度达到着火点温度（300~500℃）时，就会发生燃烧现象。
煤的燃烧过程及燃烧条件
煤的燃烧过程及燃烧条件煤的燃烧是复杂的物理化学过程，煤进入炉内，收到高温烟气的加热，温度逐渐升高，在此期间经历干燥、干馏、挥发分着火燃烧、焦炭燃烧、焦炭燃尽等各个阶段。
1、干燥：煤被加热时，首先是水分不断蒸发，煤被干燥，显然，煤中水分多，干燥多消耗的热量也多，时间也长。
2、干馏：煤被干燥后，继续被加热，达到一定温度就开始析出挥发分，同时生成焦炭，即是煤的干馏过程，每种挥发分越多，开始析出挥发分的温度越低，加热的温度越高，时间越长，析出的挥发分越多，因此，测定挥发分时规定了加热的温度和时间。
挥发分多，其中碳氢化合物也越多，重碳氢化合物在高温、缺氧的条件下，会进行热分解，形成微笑的碳粒，称为炭黑。
由于碳粒很小很轻，在炉内不易烧掉而随烟排走，形成黑烟，为了使燃烧充分，不冒黑烟，必须保证挥发分燃烧所需足够高的温度和充足的空气，例如加装二次风。
只有当挥发分达一定浓度，而且到一定温度时，才能着火燃烧，干馏阶段为燃烧前的准备阶段。
煤在燃烧的准备阶段中，非但不放热而且要吸收热量，所以必须组织好热量供应，其热源来自炉膛火焰或高温烟气、炽热的炉墙和炉拱等。
热量供应情况就决定了准备阶段的时间长短。
3、挥发分着火燃烧：煤继续被加热，挥发分不断析出，而且温度也随之提高，挥发分中可燃物质与氧气的化学反应也在逐渐加快，当挥发分达到一定温度和浓度时，化学反应速度急速加快，着火燃烧，形成明亮的黄色火焰，这里，挥发分要加热到一定的温度时个重要条件。
不同的煤的挥发分着火温度时不一样的，通常我们将挥发分着火温度看成煤的着火温度，挥发分燃烧时放出热量，将焦炭加热到赤红程度（已达到能够着火的温度），但是焦炭并不会立刻燃烧，因为挥发分包围了焦炭，挥发分首先遇氧将氧耗掉了，氧气不能扩散到焦炭的表面，焦炭只能被加热而不能燃烧。
挥发分多，着火温度低，着火容易；挥发分少，着火温度高，着火困难。
4、焦炭的燃烧：当挥发分基本烧完以后，氧气不能扩散到焦炭表面上，焦炭开始着火燃烧，并发出较短的蓝色火焰。
煤炭的燃烧及燃烧产物
煤炭的燃烧及燃烧产物煤炭作为一种主要的化石燃料，在我国的能源结构中占据着举足轻重的位置。
无论是工业、交通还是居民生活，都离不开煤炭的供应。
然而，煤炭的燃烧带来了许多环境问题，如二氧化碳排放、大气污染等。
因此，在煤炭的利用过程中，理解煤炭的燃烧过程及燃烧产物的特性，有助于制定出更加环保、可持续的能源政策并控制污染的害处。
一、煤炭的燃烧过程煤炭的燃烧可分为三个阶段：热解、氧化和燃烧后反应。
其中，热解是指煤炭在缺氧情况下被加热而分解成气体和固体产物的过程。
氧化即为煤炭与氧气反应并在此过程中吸热。
最后阶段为燃烧后反应，煤炭燃烧完毕后剩余的残留物与氧气继续反应。
热解阶段的主要反应会得到一些有害物质，如一氧化碳和苯等，这些产物对人体有害，同时也是大气污染的主要来源。
氧化阶段中，氧气与可燃物质反应放出热量。
这个过程相当于火焰，包括了氧化剂与可燃物质的反应，已经热反应（极佳的烟雾状），不同种类的煤炭会产生不同颜色的火焰。
在煤炭燃烧后反应阶段，会发生比较复杂的反应，产生一系列的二次污染。
二、煤炭燃烧产物的特性二氧化碳是煤炭燃烧产物中排放量最大的，其影响不仅在于排放一定量的大气污染物，同时还会影响全球气候变化。
一氧化碳的排放量相对较少，但危害较大，会使人体产生死亡或失去工作能力。
二氧化硫和氮氧化物则是导致酸雨和疾病的主要原因，对于环境质量和人类健康都有着非常重要的影响。
煤炭燃烧后会残留固体：灰渣，这也是固体废弃物的一种。
找到处理这些固体废弃物的途径也是十分重要的问题之一。
但是，近年来随着技术的发展，废渣的处理、气化等技术成为了主流趋势。
三、如何降低煤炭燃烧带来的污染由于煤炭在我国能源体系中所占比重巨大且其燃烧所产生的排放物对大气环境及人类健康乃至全球气候带来的危害，使之成为一个急需解决的难题。
为了降低煤炭燃烧带来的污染，可以循环经济的方式减少排放或是通过煤气化技术等方式实现无排放或排放极少的燃烧方式。
目前，一些创新技术也在积极寻求解决煤炭燃烧所带来的环境问题，比如，对煤炭的燃烧过程进行优化掌控，使用物理、化学或生物技术处理废渣等等。
煤炭的燃烧过程如何？
煤炭的燃烧过程如何？煤炭是一种常见的化石燃料，其燃烧过程涉及到一系列复杂的物理和化学反应。
了解煤炭燃烧过程的基本原理，有助于我们更好地理解能源转化的机制和环境保护的重要性。
本文将以有序列表的形式介绍煤炭的燃烧过程。
一、预热和失水在燃烧之前，煤炭通常需要进行预处理，以提高燃烧效率。
首先，煤炭中的某些成分会在100摄氏度左右蒸发，这个过程称为失水。
煤炭中的水分含量越高，其燃烧过程中需要消耗的热量越多，因此在工业和能源生产中，通常会对煤炭进行干燥处理。
二、热解和燃烧煤炭的燃烧过程可分为两个阶段：热解和燃烧。
热解是指在高温下，煤炭中的有机化合物分解成气体和固体产物的过程。
在这个过程中，煤炭中的碳、氢和氧原子重新组合形成一系列产物，如一氧化碳、氢气和甲烷等。
这些气体可以继续燃烧，产生热量和二氧化碳。
同时，煤炭中的灰分和硫分等无机物也会在热解过程中释放出来。
三、气相和固相反应煤炭的燃烧过程中存在着气相和固相两种反应。
气相反应是指在高温下，煤炭燃烧产生的气体与空气中的氧气发生反应，生成二氧化碳和水蒸气等产物。
固相反应是指煤炭中的颗粒物质，在高温下分解和燃烧，形成烟尘和灰渣等固体产物。
这些反应过程共同发生，决定了煤炭的燃烧效率和产物的生成。
四、燃烧的影响因素煤炭的燃烧过程受到多种因素的影响。
首先，煤炭的品质和组成决定了燃烧的效果。
高品质的煤炭通常含有较多的碳和较少的矿物质，因此其燃烧效率更高。
其次，煤炭的粒径和填充密度也会影响燃烧反应的速率和程度。
此外，煤炭的供气速度、气体混合程度和燃烧温度等操作参数也会对燃烧过程造成影响。
五、环境问题和煤炭燃烧尽管煤炭是一种主要的能源来源，但其燃烧过程也带来了严重的环境问题。
煤炭燃烧释放出的二氧化碳是温室气体的主要来源之一，对全球气候变化产生重大影响。
此外，煤炭燃烧还会释放出大量的有害气体和颗粒物，造成空气污染和健康问题。
因此，减少煤炭的使用和改善燃烧技术，已成为全球范围内的重要课题。
煤炭自燃火灾分析及采取的安全技术措施
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目录
• 引言 • 煤炭自燃火灾分析 • 采取的安全技术措施 • 工程实例分析 • 结论与展望 • 参考文献
01
引言
研究背景和意义
煤炭自燃火灾的严重性和危害性 对煤炭自燃火灾研究的必要性和紧迫性
研究目的和方法
研究目的
分析煤炭自燃火灾的原因和规律，提出相应的安全技术措施
采取紧急灭火措施
根据火势大小和现场条件 ，采取合适的灭火方法， 如用水、灭火器或惰性气 体等紧急灭火。
针对煤炭自燃的消防措施
建立消防系统
在矿井内建立完善的消防系统，包括消防水源、消防器材和消防 通道等，确保在煤炭自燃时能够及时采取有效的消防措施。
加强火源管理
严格控制火源，禁止携带火种进入矿井，同时加强电气设备的管理 和维护，防止因电气故障引发火灾。
预防煤炭自燃的常规措施
01
合理选择采煤方法和加强顶板管理
根据煤层条件和开采技术，选择合适的采煤方法和顶板管理措施，减少
采空区遗煤和煤柱留设，降低煤炭自燃风险。
02
及时清理浮煤和加强通风管理
定期清理工作面、巷道和硐室等处的浮煤，减少煤的氧化积聚，同时加
强通风管理，保证空气流通，降低煤炭自燃的条件。
03
适用场景
适用于煤炭表面水分含量 较高，或煤炭层较厚的场 合。
工程实例二：采用喷淋设施降温预防煤炭自燃
喷淋法
通过喷淋设施对煤炭表面进行降温，使煤炭温度 保持在自燃点以下，防止煤炭自燃。
喷淋设施
喷头、水泵、水箱等组成。
适用场景
适用于有水源的现场，要求煤炭堆场面积不大， 堆高高度的限制。
煤炭的燃烧过程
一、煤碳的焚烧历程之阳早格格创做煤从加进炉膛到焚烧完成，普遍经历四个阶段：火分挥收阶段，当温度达到105℃安排时，火分局部被挥收；挥收物着火阶段，煤不竭吸支热量后，温度继承降下，挥收物随之析出，当温度达到着火面时，挥收物启初焚烧.挥收物焚烧速度快，普遍只占煤所有焚烧时间的1/10安排；焦碳焚烧阶段，煤中的挥收物着火焚烧后，余下的碳战灰组成的固体物即是焦碳.此时焦碳温度降下很快，牢固碳剧烈焚烧，搁出洪量的热量，煤的焚烧速度战焚烬程度主要与决于那个阶段；焚烬阶段，那个阶段使灰渣中的焦碳尽管烧完，以落矮不真足焚烧热益坏，普及效用.劣良焚烧必须具备三个条件：1、温度.温度越下，化教反应速度快，焚烧便愈快.层焚炉温度常常正在1100~1300℃.2、气氛.气氛冲刷碳表面的速度愈快，碳战氧交触越好，焚烧便愈快.3、时间.要使煤正在炉膛内有脚够的焚烧时间.碳焚烧时正在其周围包上一层灰壳，碳焚烧产死的一氧化碳战二氧化碳往往透过灰壳背中四里扩集疏通，其中一氧化碳逢到氧后又继承焚烧产死二氧化碳.也便是道，碳粒焚烧时，灰壳中包抄着一氧化碳战二氧化碳二层气体，气氛中的氧必须脱过中壳才搞与碳交触.果此，加大支风，减少气氛冲刷碳粒的速度，便简单把中包层的气体戴走；共时加强板滞拨动，便可益害灰壳，督促氧气与碳曲交交触，加快焚烧速度.如果氧气不充脚，搅动不敷，煤便烧不透，制成灰渣中有许多已介进焚烧的碳核，其余还会使一部分一氧化碳正在炉膛中不焚烧便随烟气排出.对付于大块煤，必须有较少的焚烧时间，停顿时间过短，焚烧不真足.果此，本量运止中，普遍采与供给充脚的氧气，采与炉拱战二次风去加强扰动，普及焚烧温度，炉膛容积不宜过小等步伐包管煤充分焚烧.二、链条炉排的焚烧个性链条炉排着火条件较好，主要依赖炉膛火焰战炉拱的辐射热.煤的上头先着火，而后逐步背下焚烧，正在炉排上便出现了明隐的分层天区，如图共分五个区.焚料正在新焚烧区1中预热搞燥，正在炉排上占有相称少的天区.正在天区2中焚料释搁出挥收分，并着火焚烧.焚烧举止得很猛烈，去自炉排下部气氛中的氧气正在氧化区3中赶快耗尽，焚烧产品CO2战火蒸气降下到还本区4后，坐时被只热的焦碳所还本.末尾正在链条炉排尾部产死灰渣区5.正在焚烧准备区1战焚烬区5皆不需要很多气氛，而正在焚烧区2、3必须包管有脚够的气氛，可则则会出现气氛正在中部缺累，而正在炉膛前后过剩的局里.为革新以上焚烧情景，时常采与以下三个步伐：合理安插炉拱；采与分段支风；减少二次风.三、链条炉排对付煤种的央供链条炉排对付煤种有一定的采用性，以挥收分15%以上，灰熔面下于1250℃以上的强黏结、粒度适中，热值正在18800~21000kJ/kg以上的烟煤最为相宜.煤中含有灰分应统制正在10%~30%.粉煤（0~6mm）应不超出50%~55%，0~3mm的煤粉不超出30%，块煤尺寸不超出40mm.煤中含火量推荐值为：煤中小于3mm的煤粉含量为20~40%时，含火量统制正在5~7.5%，煤中小于3mm的煤粉含量为80%，含火量统制正在12.5%，煤中小于3mm的煤粉含量为~100%，含火量统制正在20%.暂时煤量存留的问题有：1、煤冰灰份较多，2、煤冰颗粒不均，3、煤冰中含有洪量的纯量，4、煤冰的收热值较矮，5、焚烧时阻挡易引焚着火，6、煤冰中火分含量大概.7、煤冰短好烧，炉渣含碳量下.四、煤量对付锅炉宁静焚烧的效用1.煤的收热量是反映煤量是非的一个要害指标，当煤的收热量矮到一定数值时，不但是会效用焚烧不宁静不真足，而且会引导锅炉熄火，使锅炉出心温度很易达标，效用仄常供热.2.挥收分正在较矮温度下不妨析出战焚烧，随着焚烧搁热，焦碳粒的温度赶快普及，为其着火战焚烧提供了极其有利的条件，其余挥收分的析出又减少了焦碳里里清闲战中部反应里积，有好处普及焦碳的焚烧速度.果此，挥收分含量越大，煤中易焚的牢固碳身分越少，煤粉越简单焚烬，挥收领会出的清闲多，删大反应表面积，使焚烧反应加快.挥收份含量落矮时，煤粉气流着火温度隐著降下，着火热随之删大，着火艰易，达到着火所需的时间变少，焚烧宁静性落矮，火焰核心上移，炉膛辐射受热里吸支的热量缩小，对付流受热里吸支的热量减少，尾部排烟温度降下，排烟益坏删大.3.煤的灰份正在焚烧历程中不但不会收出热量，而且还要吸支热量.灰分含量越大，收热量越矮，简单引导着火艰易战着火延缓，共时炉膛温度落矮，煤的焚烬程度落矮，制成的飞灰可焚物下.灰分含量删大，碳粒大概被灰层包裹，碳粒表面焚烧速度落矮，火焰传播速度减小，制成焚烧不良.其余飞灰浓度删下，使锅炉受热里特天是省煤器、气氛预热器等处的磨益加剧，除尘量减少，锅炉飞灰战炉渣物理热益坏删大，落矮了锅炉的热效用.有闭资料隐现，仄衡灰份从13%降下到18%，锅炉的抑制停运率将从1.3%降下到7.54%.4.煤的颗粒度对付锅炉的焚烧有很大效用.颗粒度过大时，煤块正在锅炉内焚烧时停顿时间过短，煤冰中的焦碳不真足焚烬，炉渣中的含碳量删大，减少了锅炉炉渣的物理热益坏；颗粒度过小时，细煤粉正在炉排上焚烧时透气短好，碳与氧不克不迭很好天交触爆收化教反应，易产死乌戴，共时细煤粉也易被气氛吹起，很快随着烟气被戴走，减少了锅炉烟气中的飞灰热益坏，（正在层焚烧锅炉中，尽管不要焚用煤粉（~3mm）含量超出30%的煤种）.果此要根据煤冰颗粒度合理安排给风量.5.煤的含火量正在一定的含量极限内与挥收分对付焚煤的着火个性效用普遍，少量火分对付着火有利，从焚烧能源教角度瞅，正在下温火焰火蒸气对付焚烧具备催化效用，不妨加速煤粉焦碳的焚烧，不妨普及火焰乌度，加强焚烧室炉壁的辐射换热.其余，火蒸气领会时爆收的氢分子战氢氧根不妨普及火焰的热传导率.但是火分含量过大时，着火热也随之删大，共时由于一部分焚烧热用去加热火分并使其汽化，落矮了炉内烟气温度，进而使煤粉气流吸卷的烟气温度以及火焰对付煤粉的辐射热皆落矮，那对付着火不利.6.煤中纯量不但是会吸支煤焚烧死产的热量，阻拦煤与氧充分交触，效用煤的焚烧，落矮锅炉热效用，删大锅炉运止时的除渣除灰量，而且对付锅炉的仄安运止戴去很大妨害.五、煤量对付锅炉及其辅帮设备运止的效用当加进炉膛的煤量与锅炉安排煤量战校核煤量央供出进较大时，会对付锅炉焚烧战辅帮设备戴去如下不良效用：1.煤量较好时，锅炉面火战运止安排艰易，易以焚烧，简单灭火，宽沉效用了锅炉出心温度达标.2.炉膛简单结焦，对付流管束、省煤器、气氛预热器等受热里处磨益宽沉，且简单积灰，锅炉支风阻力删大，效用锅炉热效用.3.煤块较大时简单卡住分层给煤器战炉排，效用了煤冰的宁静焚烧战锅炉的仄安稳固运止.4.煤量短好时，锅炉耗煤量相对付减少，炉渣的含碳量也删大，输煤、除渣系统运止背荷大大减少，输煤机、除渣机、抓渣止吊等设备障碍删加，煤冰推运战炉渣推运成本加大.5.灰分大的煤焚烧后，不但是效用了除尘器的除尘效验，而且减少了除灰、排灰系统的运止背荷，简单出现运止障碍，对付处事环境战中部环保皆制成了不良效用.6.煤量含硫量大时，简单引起火热壁下温腐蚀，锅炉尾部烟讲、省煤器、气氛预热器等处的矮温腐蚀，制成锅炉爆管，效用锅炉仄安运止.六、提议采与的应付于步伐针对付暂时煤冰供应的紧弛场合战煤量变更引起的锅炉焚烧艰易，主动考查战摸索，制定相映的可支配性强的应付于步伐，齐力安排好锅炉的焚烧运止处事，包管锅炉出心温度达标战缩小锅炉及辅帮设备的运止障碍，以包管所有供热处事的仄安、稳固、经济运止.提议采与如下应付于步伐：1.加强司炉工的技能支配火仄，使司炉人员即时掌握进炉煤的煤量领会情况，特天是煤的收热量、挥收分、灰分、颗粒度大小等，以便针对付分歧煤量的举止相映的焚烧安排.2.加强各煤种的混烧、掺烧战配煤技能处事.通过不竭举止焚烧安排考查，探索出分歧煤种焚烧时，锅炉的煤层薄度、炉排速度、饱引风量、各风室的配风等运止参数，并正在此前提上考查摸索分歧煤种的混烧、掺烧战配煤技能，以普及百般煤量，特天是劣量煤的利用率，落矮供热运止成本.3.加强对付锅炉的焚烧安排处事.包管煤与气氛量要相协共适，而且要充分混同交触，炉膛应尽管脆持下温，以好处焚烧，安排锅炉背荷按确定支配，监视炉膛背压、排烟温度、氧气、二氧化碳等含量，使锅炉运止参数脆持到最好数值.对付由于煤冰颗粒度不匀称、炉排不仄整等本果引起的焚烧不真足、焚烧不均，对付炉排上的火心或者乌戴举止人为拨火.4.加强对付输煤处事的管制.对付分歧的煤种尽管采与按类分别堆搁，根据需要，正在分歧时期焚用分歧的煤种，或者按分歧的比率拆配使用.输煤时输煤工与当班司炉工即时相通，对付含火量较矮或者含粉煤较多的煤种可采与适量加火搅拌的办法，输煤时将纯量分拣出去，把大颗粒的煤粉碎等.5.加强锅炉焚烧设备战辅帮设备的巡检及维建处事.即时排除锅炉及辅帮设备（特天是锅炉本量稀启、炉排、分层给煤器、省煤器、气氛预热器、除渣除尘等设备）出现的障碍.6.加强对付锅炉支风战炉膛温度的统制，脆持较下的炉膛温度，有好处煤的着火战焚烬，炉膛温度越矮，越不利于焚烧.7.加强对付煤的保存处事.采与确真灵验的步伐，预防储煤风化战自焚，落矮煤量品量，减少焚烧易度.8.8加强对付进煤品量的庄重统制战管制，启辟煤量较好、较为宁静的煤源商场，即时准确天掌握进煤的工业领会数据，提供给各供热车间，以便运止管制人员采用较为符合本单位锅炉的煤种，举止相映的运止安排.9.采与比较老练的进步的技能战设备改变焚烧情景.如分层给煤技能，煤冰帮焚剂，振荡碎煤机等.七论断随着煤冰供应的日趋紧弛，煤量随时皆市爆收很大的变更，摸索钻研分歧煤种，最大极限落矮煤量变更对付锅炉运止焚烧戴去的不利效用，真止供热锅炉的劣化运止。
煤炭自燃火灾分析及采取的安全措施
煤炭自燃火灾分析及采取的安全措施煤炭在运输、储存和使用过程中，存在着自燃的危险性。
煤炭自燃火灾的产生与多种因素有关，主要包括煤炭质量、储存环境、温度、湿度、气流、微生物、发热自燃物等因素。
下面我们将对煤炭自燃火灾进行分析，并介绍采取的安全措施。
一、煤炭自燃火灾的成因1.煤炭自身属性煤炭是一种复杂的有机物体，其中含有一定数量的挥发分、水分和氧化物。
这些物质在空气的存在下，通过氧化反应会产生热量，若处理不当会导致煤炭质量下降和引发自燃。
2.储存环境煤炭在储存时将收到一系列的环境影响，如空气中的氧气含量、湿度、温度等。
湿煤的水分与煤的内在热能反应相结合，造成了进一步的热量释放。
若存放环境通风不良，氧气供应不足，煤炭内的氧气也会过度消耗，因此难以维持内部平衡。
当煤堆内温度升高时，煤炭内的水分将开始蒸发，进一步加剧煤体内温度升高，从而导致自燃火灾的产生。
3.微生物煤堆中会存在大量微生物，它们对煤炭的分解产物活跃和生长需要大量的水和茁壮的煤。
微生物分解的成分包括仍未分解的有机分子、代谢产物和微生物的生物物质。
当煤堆处于适温和适湿度的情境下，会给微生物提供一个适宜的生长环境，这将产生进一步热能，造成煤的自燃。
二、采取的安全措施1.定期检查煤堆的评价和检查将有助于预防煤炭自燃火灾的产生。
为了避免自燃火灾，需要通过视察、观察、有针对性的检测，进行煤堆的检查。
如发现发热的煤，应及时清理和处理。
2.加强通风通过对煤堆进行通风，有助于煤堆内外环境空气的交换，促进水分和紫外线的清除，平衡煤堆内部环境。
应适当调节通风风量，控制通风时间，保证煤堆内部空气流动，消除堆内吸附的湿气和挥发物。
3.储存温湿度控制煤温度过高，湿度过大，都将影响煤的自燃。
应保持储存地点通风，环境干燥，温度控制在20℃以下。
在储存煤炭过程中，必须将煤质分界、保持检定数据、记录储存时间等信息。
4.消防设施煤炭自燃火灾的应急处理必须是消防和安全管理的责任所在。
煤的燃烧
煤的着火温度
燃料种类 着火温度 /℃ ℃ 250～350 ～ 225～ 225～280 200～350 ～ 200～400 ～ 燃料种类 着火温度 /℃ ℃ 300～500 ～ 600～ 600～700 700 560～600 ～
木柴 泥炭 褐煤 高挥发分烟煤
低挥发烟煤 无烟煤 焦炭 炭黑
火焰点燃理论
火焰点燃主要用于着火比较困难的燃料(如低发热量的煤气、重池、煤粉 等)。通常采用多级点火方式。即首先内引燃器(通常指电火花点燃设备)发火， 远级点燃比较容易着火的气体燃料或轻质液体燃料，形成点火能量较大的引 燃火焰，再由引燃火焰点燃重油、煤粉等。 如图所示火焰点燃的物理模型。 设由直径为do的圆管中射出一股高温燃烧产 物，其温度为Tm，速度为um 而周围的环境 为可燃混合物，它的温度、速度分别为To和 <1。可知，外 边界0—1线上温度是来流温度To ，浓度为 来流燃料之浓度CO。。而内边界0—2线上 温度是热气流温度Tm，燃料浓度则为零。因 此，在外边界上浓度很高，但温度很低，所 以化学反应不能进行。在内边界上温度很高， 但浓度却为零，所以化学反应也不能进行。 化学反应只能发生在温度和浓度最有利的区 域，这个区域只能在边界层中某个特定地区 (阴影部分）
炽热物体点燃理论
对炽热物体点燃可燃混合物的机理可采用零值边界梯度物理模型进 行说明。假设将一温度恒定的炽热物体放入可燃混合物中．混合物 的温度为T0．当炽热物体的温度分别为TI、T2、T3时，则经过热传导 后．在可燃混合物与炽热物体接触的边界层内将出现如下所示的温 度分布。
电火花点燃理论
电火花点燃是工程上最常用的点燃方法之一。电火花能量可以用电容放电(即快 速释放电容器中贮藏的能量) 而产生。 如果C1是电容器的电容、V1和V2分别表示产生火花前后电容器 的电压。则放电的能量为
火灾 2
1.煤炭自燃的过程从煤炭结构分析看,煤炭自燃形成是在常温常压下发生物理性和化学性反应而放出热量,由于反应热的长期积蓄.在没有外来火源的情况下能自燃起火。
它的自燃能力大小,取决于煤中燃挥发分含量(即挥发物)、不饱和碳氢化合物和硫化物的含量。
也就是说,可燃挥发分含量越高的煤,相应的边链中芳香基团和烯类的含量越高,可燃挥发分含量高的煤自燃危险温度、炭化点和自燃点都比较低,煤炭自燃的过程是非常复杂的.但从多起煤炭自燃火灾调查分析中认为,煤炭自燃的原因,一是吸附和氧化,二是热量的交换,大体上可分为三个时期：潜伏期、自热期、自燃期。
2.影响煤炭自燃的因素有：a)是否具有低温氧化特性即自燃倾向性的煤呈碎裂状态堆积存在;b)通风供氧维持煤炭的氧化过程是否不断地发展;c)在煤炭的氧化过程生成的热量是否大量积聚,难以及时散发。
3.煤的自燃倾向性、煤炭开采发火危险性和发火危险性煤的自燃倾向性是煤本身具有的自然特性，在相同的外部条件下，接触空气后发生自燃所经历的时间越较短，则认为其自燃倾向性大，反之则自燃倾向性小。
煤炭自燃倾向性是评价其常温下氧化能力强弱的指标，与其物化性质和分子结构有关，与采矿技术、地质和通风供氧条件等外界因素无关。
煤层的自然发火危险性是指在开采过程中煤炭实际自然发火概率大小。
煤层自燃倾向性是煤层的自然发火的内因,地质条件、开采技术和管理水平等是煤层的自然发火的外因,只有具有煤层自燃倾向性的煤层在开采过程才可能发火,但具有煤层自燃倾向性的煤层在开采过程不一定发火。
4.决定煤炭发火危险性的因素：矿井的开拓方式、采区巷道布置、回采方法和回采工艺、通风系统和技术管理等开采技术和管理水平，即从开采设计到施工、生产和管理的各个环节中人们的一系列行为都对自然发火起决定性影响，是引起自燃火灾直接而关键性的原因，此属于主观原因或称为外因。
5.延长煤炭发火期途径：a)先进的采煤方法可以提高回采率，减少采空区遗煤，消除自燃的物质基础.b)工作面推进速度是采空区遗煤防止自燃的决定性因素.C)采空区遗煤氧化过程是一个动态过程.。