煤粉红外气体分析系统

随着国家对安全生产的逐步重视，各种的安全生产保障和监控手段越来越严格和规范，在水泥、火电等行业，煤粉作为生产燃料应用非常的广泛，煤粉仓安全就变得尤为重要。

煤粉仓的安全问题主要来自CO可燃气爆炸和粉尘爆炸两种安全隐患；燃煤经过磨煤机制粉时会产生大量的CO气体， 如果磨煤机中CO浓度过高，遇到高温或者机械摩擦的火花会燃烧甚至爆炸；煤粉颗粒非常的细具有很大的表面积，当煤粉表面吸附大量的空气后形成混合物，这样积存的煤粉受空气中氧的作用，容易氧化放出热量，当散热条件不好时会使温度急剧上升，引发周围气粉混合物爆燃导致粉尘爆炸。

磨煤机煤粉仓气体分析系统相关国家标准及规范：

根据国家应急管理部2022年10月20日发布的，关于“关于公开征求《建材行业安全生产术语（征求意见稿）》等7项行业标准意见的函”中“4.水泥工厂煤粉制备系统防火防爆安全规程（征求意见稿）和编制说明”一文中明确提出了，建议在磨煤进出风管、煤粉仓、除尘器等位置安装CO在线监测系统。

高炉喷煤在经历了初的喷吹无烟煤,发展到现阶段普遍应用的喷吹混合煤（烟煤与无烟煤），期间系统安全性随着使用煤种的变化开始发生改变。特别是喷吹高挥发性、强爆炸性的烟煤时，安全性差，因此采用的安全保护措施。卓宇佳创对这一工况有一套完整的解决方案， 实时响应的防爆激光气体在线分析仪的应用可确保高炉喷煤系统的安全， 系统响应时间＜１s， 可有效杜绝爆炸危险。


流程图位置①

通过对磨煤机入口的CO/O2浓度进行在线检测，从而煤磨机的安全；

流程图位置②

通过对磨煤机出口的CO/O2浓度进行在线检测，反映磨煤机内的气体浓度；

流程图位置④

通过对布袋除尘出口的CO/O2浓度进行检测，从而实时反映煤磨机与布袋出口间的管道泄漏信息；

在①、②、④的位置，采用卓宇佳创公司原位/旁路激光气体分析仪，原位法兰安装方式，直接分析过程气体，无取样损失变化，该分析仪实时响应快，灵敏度高，不受背景气体干扰。


iLAS系列激光气体分析仪
流程图位置③

通过对煤粉仓的CO/O2浓度进行实时的监测，从而反映煤粉仓CO/O2的聚集信息并提供安全报警信息和操作控制依据。

在③的位置，采用晟诺仪器eLAS-900激光煤粉仓监测系统。该系统采用抽取方式采样， 经预处理后即进入分析处理阶段，很好地解决了响应速度、测量精度和维护标定等问题，气体测量采用了可调谐半导体激光吸收光谱（TDLAS）技术原理，具有更高的光谱分辨率，以及的抗背景气体交叉干扰性能，提高过程气体的精度和可靠性。可用于高湿、高温、高粉尘等环境恶劣的工况，同时具备伴热、自动取样、自动反吹、连锁控制保护等功能。具有良好的稳定性，准确性，使用方便，可满足用户对磨煤工艺过程在线监测的需求。


eLAS-900激光煤粉仓监测系统
系统特点

1采用TDLAS技术原理，测量更

2不受水气及其他背景气体干扰

3不受光强波动影响，可长期连续在线运行

4使用寿命长，成本低

5标定周期1年，维护更简单

根据煤粉爆炸的机理，进入磨煤机的热空气与原煤接触，使原煤热分解出CO、CH4、H2等气体。在室温下，CO气体的爆炸极限体积浓度为12.5% ~ 74%，着火温度为609℃，CH4的爆炸极限体积浓度为5% ~ 15%，着火温度为540℃。此时能量充足的火源会引起燃烧，然后加速挥发分析引起连锁反应，发生爆炸。出口温度越高，磨煤机内部温度越高，挥发分分析越多，越容易引起爆炸。

磨煤机气体燃爆的主要原因如下:
1、磨煤机出口温度过高，磨煤机分离器出口温度过高，是爆燃的主要原因；
2、气体中氧气的体积分数越高，煤粉氧化的产热速率越快，系统爆炸的可能性越大，尤其是在富氧条件下。
3、磨煤机通流部分阻力过大，如一次风道入口、分离器间隙、出口主管弯头等。，造成煤粉的堵塞和堆积，导致煤粉自燃。
4、气体温度越高，煤粉氧化速度越快，爆炸的可能性越大。
5、热空气进入磨煤机后，与原煤接触，导致原煤热分解出的CO、CH4、H2等气体燃烧爆炸。
6、磨煤机的一些密闭空间，如排渣箱、风环室等。，都是由于密封元件损坏引起的可燃材料长期受热而着火。
7、煤粉的挥发分含量也是影响爆炸的重要因素。挥发物含量越高，爆炸的可能性越大。当挥发物含量小于10%时，没有危险。当挥发分含量大于20%时，爆炸的可能性大大增加。在实际生产中，煤粉的挥发分大于20%。另外，当气体中(CO)达到0.7%时，也是易燃易爆的。
8、一次风室刮刀损坏，会导致煤渣落入排渣箱，逐渐堵塞一次风室。磨盘与煤的不断摩擦会产生大量的热量，导致煤爆燃。

一般而言，煤磨机气体发生燃爆的主要原因为煤磨机出口温度过高，而发生燃爆的物质除了煤粉之外，还包括可燃易爆气体氢气、甲烷和一氧化碳等。在现场安装使用煤磨机厂房气体检测报警仪器主要就是为了能够实现连续实时在线监测煤磨机泄漏积聚的可燃易爆气体，防止其发生爆炸事故。

（1）探头伴热与反吹系统
近年来，对磨煤机出口烟气取样大部分采用直接抽取法，直接抽取法又可分为冷-干直接抽取和热-湿直接抽取。根据我国排放标准，要求烟气浓度以标态干基为准，因此冷-干直接抽取法成为我国烟气取样监测主导。典型的冷-干直接抽取法包括取样探头、取样管线、过滤、除湿系统和采样泵等部分，其中探头与过滤分别可对粉尘进行过滤与二级过滤，除湿系统则用于对样气的冷凝脱水，由于整套预处理系统中除尘与脱水为关键，所以其核心部件为探头除尘取样和除湿系统，做好这两种预处理部件的选型，可磨煤机出口CO浓度测量结果的可靠性。
由于烟气中含有大量的水分与粉尘，通过采样探头对烟气进行取样时，如若不采取措施，高温烟气中的水分遇冷发生凝结，并与样气处理过程中所沉积下来的粉尘接触，极易造成结垢堵塞，致使探头无法正常工作甚至损坏。针对探头堵塞问题，一般建议在取样探头中采用加热器与反吹系统。因此，目前适用于高粉尘、高温度磨煤机出口烟气的采样探头一般需由取样管、滤芯、加热器、反吹系统构成。探头通过取样管采集管路中的样气，滤芯对样气的粉尘进行过滤后，利用加热器对样气进行加热，使烟气温度控制在150~200℃间，在露点温度之上，防止样气出现凝结。对于样气处理过程中所沉积下来的粉尘，设置内反吹系统对探头进行吹扫，清除探头滤芯中的粉尘，可有效防止探头出现堵塞。

经过对袋除尘器着火事故和CO浓度高隐患进行原因分析及采取措施后，至今已运行3年多，没有再发生类似事故。所以煤磨系统内部任何地方应严禁堆积原煤或煤粉，否则在较高温度环境下，原煤或煤粉会发生自燃，造成煤磨系统爆炸着火等严重的设备安全事故。另外，严格控制煤粉的挥发分指标、入磨和出磨风温，并密切监控袋除尘器的温度及CO浓度，根据煤质变化及时调整操作参数，煤磨参数出现异常及时采取措施，这样煤磨系统爆炸着火安全事故就完全可以避免。