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煤仓火灾的控制与扑救

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新兵蛋子

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发表于 2016-10-27 11:22:52 |显示全部楼层
注:文中提到的某灭火剂用X代替,避免广告嫌疑。
  电厂的煤炭火灾近年来经常发生。尽管已经有一个世纪的行业经验,对于如何预防和扑灭煤炭火,各种观点都不尽相同。
  西肯塔基能源公司(WKE)的一个燃煤电厂最近发生了一起煤仓火灾。虽然后果不是很严重,但整个事件的过程,从火灾发生前到火灾被扑灭,指出了发电行业的一个严重的问题。在整个行业,信息的不足以及教育的缺乏使人们产生了对如何最好地处理煤炭火的错误的认识。
  两个错误导致了该起火灾的发生。煤仓本来打算停工,但没有在停工前清空,大约300吨煤停留在煤仓内。另一个原因是在停工前半个小时,有来自煤堆的热煤进入了煤仓。
  停工后第九天,工作人员发现煤仓的温度已到华氏171度,表明情况紧急。考虑的解决办法有:
  1、往煤仓内灌氮气,但工厂未配备。
  2、往煤仓内灌CO2,煤仓下的给煤机储备有CO2。
  3、用真空车和管道将煤全部抽出来,费人工,而且厂房内将会很脏乱。
  4、用水冲洗。煤仓上装有雨淋系统,这个选择也会使厂房脏乱。
  在这些选项中,灌CO2开始被认为是最佳的。但是后来与美国机械工程师协会(ASME)电厂及环境化学研究委员会的成员的讨论指出了两个问题:(1)CO2不是灭煤火的有效方法;(2)可能导致CO水平的提高甚至爆炸。
  工厂经理马上检测煤仓上面卸煤室的CO浓度,结果发现果然升高了。于是工作人员停止使用CO2,用水淋湿煤并用真空车和管道抽空煤仓。
  虽然WKE的问题终于成功解决了,却提出了困扰整个行业的问题。美国机械工程师协会(ASME)电厂及环境化学研究委员会包括了该领域最有经验的专家,但即使这些专家也在如何处理煤炭火方面未取得一致。
  X灭火剂灭火
  灭煤炭火的一个先进的手段是使用X。大多数电厂都在除尘器、煤仓里或传送带旁安装了雨淋系统,X可以添加到该系统中增强其效果:灭火时间短,快速降温,减少烟雾。除了灭火的高效外,X是环保的、100%完全生物降解。一般来说,灭完火后,使用的水和X可让其自然蒸发掉。
  消除滞留的煤
  预防煤仓火的首要措施是消除滞留的煤。大多数煤仓是“漏斗状流动”模式,这是因为煤仓底部料斗部分的壁面太窄或粗燥使得煤不易滑动。所以,煤从位于出口正上方的漏斗形的通道中流过,而该通道外的煤就滞留了。该设计导致了先进后出的流动模式,让滞留的煤氧化自燃。“整体流动”模式则让所有的煤流动。因为其先进先出的流动模式,煤的氧化和自燃的可能性减少了。如果使用了“漏斗流”煤仓,应该定期清空煤仓,消除滞留煤。
  其他预防措施包括消除来自煤堆的热煤,避免焊接和切割的火星掉入煤仓。
  灭火步骤
  一个重要的问题是:“如果检测到煤仓火,我们该怎么办?”正确的反应视具体情况而定。你应该根据煤仓的配置情况,灭火设备,人员培训情况制订出灭火步骤。灭火步骤应包括:
  1.关闭磨煤机给料设备上面的闸门以及吹扫空气
  2.关闭煤仓上部区域的所有设备
  3.疏散煤仓上部区域的人员并设置路障
  4.只允许受过专业训练并穿戴防护服的人员通过
  5.用激光温度计和热成像仪定位火灾的范围
  6.启动煤仓雨淋灭火系统,X混合浓度3%。这可以消除墙壁、梁上面的粉尘,润湿煤的上部。也可以用人工操作水枪喷水雾来代替。
  7.整个区域被完全润湿且粉尘被尽可能消除后,将灭火刺杆从煤仓顶部插入,对准着火部位喷射X溶液。
  8.一旦火已熄灭,继续用激光温度计和热成像仪监测该区域,防止有复燃的迹象。同时也检测CO水平。
  9.打开磨煤机给料设备闸门上面的排水管道,排净水后才可打开闸门。
  保持警惕
  早期发现对于快速扑灭火灾至关重要。为此,应在煤仓内安装CO探测器。其他火灾迹象包括燃烧的煤炭的气味、墙壁油漆变色等。
  如果火烧了很长时间没被发现,煤仓内就形成了一个洞穴。此时应该用X水溶液冲洗整个区域,否则下面的一系列事件将发生。如果洞穴靠近煤的表面,塌陷时因为点燃粉尘而产生初次爆炸。初次爆炸的冲击波和火焰将冲出煤仓顶部出口,将煤仓上面的传送带区域的粉尘扩散,产生二次爆炸。不要被二次爆炸这个术语误导。二次爆炸比初次爆炸威力更大。二次爆炸将继续传播,直到燃料耗尽或者不再是封闭空间。
  灭火故事
  人们曾尝试各种方法去扑灭煤仓火,有些是成功的,有些失败了。
  CO2覆盖窒息灭火是常用的方法。最近有一个案例,一个电厂的停工的煤仓着火了,用CO2覆盖了一个月。火变小了,但没有熄灭。工厂决定把煤排空。但是他们没有冲洗煤仓上部区域和煤仓内部。当他们打开煤仓底部的闸门,煤开始流出,闷烧形成的洞穴塌陷了,点燃了煤仓内的粉尘,产生了初次爆炸。冲击波和火焰前锋冲出煤仓,直到传送带区域,将建筑的墙板和顶板炸掉了。冲击波在建筑周围扬了一团粉尘,粉尘很快又被引燃了。
  幸运的是,没人在这次爆炸中受伤,但是损失估计有一百万美元。
  另一次是试图使用干冰扑救煤仓火。几年前,一个电厂买了1000磅干冰,想从煤仓顶部丢下去。丢了第一块后,只是干扰了燃烧,导致一团火球从煤仓内窜出来。不用说,工厂赶紧撤离工作人员。
  泡沫是另一种扑救煤仓火的方法。泡沫在煤炭上面隔离氧气,窒息灭火。问题是窒息灭火的时间太长。工厂员工能等久?设备能停工多少天?
  水是最常用的方法。关于使用水灭火有很多故事,其中一个突出的涉及一个装满了煤的煤仓火,火从煤仓顶部算有10英尺高。使用了大量的水,水在煤上面有1英尺深。但是水的表面张力使得水不能渗透进煤内部。
  这个时候,有气泡从水里冒出来。这是H2S和CO气体,浓度高时能导致爆炸。一个曾在当地消防部门工作过的员工记得在消防站看到过一种新型的灭火剂,于是赶紧过去拿了一桶过来,倒进水里。水马上就消失了,因为渗透进煤里面去了,火也立即熄灭了。这种新型灭火剂现在叫做X。

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