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摘要：随着人们环保意识和对环保要求的日益提高，圆形煤场在火电厂中的应用越来越广泛。受其自身结构特点的影响，圆形煤场中的煤经长期贮存后容易自燃，既烧损圆形煤场挡煤墙，也损失煤炭资源。圆形煤场采取有效的消防措施，可以防止煤堆氧化自燃。
关键词：圆形煤场；自燃；消防措施
作者简介：刘冰（1980-），男，山东武城人，国核电力规划设计研究院机务部，工程师。（北京 100094）
中图分类号：TD75 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）24-0147-01
一、圆形煤场的发展史
20世纪80年代末，德国技术人员借鉴筒仓建设技术，开发了封闭式圆形料场，解决了露天堆料场环境污染及占地面积大的缺点。
在国内，2000年福建后石电厂从德国引进了圆形煤场技术和设备，这是国内电厂首次使用圆形煤场。随后多家国内电厂采用圆形煤场，通过多年运行，我国电厂圆形煤场的技术已达到国际先进水平，其环保功效为燃煤电厂带来了巨大的经济效益和社会效益。
二、圆形煤场的技术特点
1.工艺特点
堆料时：燃煤由堆取料机顶部进入，通过堆取料机的旋转悬臂向煤场堆煤；取料时：刮板取料机将燃煤取料至中心地下煤斗，燃煤通过地下煤斗的给煤机及带式输送机向外运输。其工艺布置见图1。
2.性能特点
（1）环保性能突出。
全封闭圆形煤场及其设备较好地解决了储煤场对其周围环境的污染问题。这种高度环保的料场，符合国家产业政策。由于燃煤的堆、取都在封闭的煤场中，因此没有煤粉溢出，避免了燃煤的损耗。
（2）程控水平高。
整个煤场全部采用PLC程序化控制，有机上就近控制和集中控制室远程控制的方式，在煤场内的四周设有摄像头，并在控制室设有监视器，便于运行人员在程控室内对煤场进行监视和操作。
（3）圆形煤场的建设占地面积小。
与普通条形煤场相比，相同占地面积下，圆形煤场的存储量更大，场地的利用率更高，或者是在相同储量下，圆形煤场的占地面积少，节约宝贵的土地资源。
（4）避免恶劣天气对储煤场安全运行的影响。
一般的条形煤场受刮风下雨的影响很大，从而进一步影响燃煤输送系统。而全封闭结构的圆形煤场对燃煤有很大的保护作用，即使在大风大雨等恶劣气候下仍然可以正常工作。
（5）储存烟煤易发生自燃现象。
国内燃用烟煤的电厂采用圆形煤场，煤场内大多都发生过自燃现象，不同程度地将挡煤墙烧损并有CO等可燃气体溢出。
三、煤发生氧化自燃的原理
煤经过长期大量堆积后，缓慢地进行氧化并且发热，煤的温度会逐渐升高，最终导致自燃。一般地，煤从开始堆放到自燃大约需要3个月的时间。
煤在低温阶段的氧化，发生在煤粒表层，生成煤一氧络化物。在这种诱导期内氧化反应缓慢，温度无明显升高，产生的热量几乎全能传递给外界。在诱导期内由于煤与氧的作用，生成煤一氧络化物。[1]它会使煤的氧化活性增大，促使以后的氧化过程逐渐加速。煤一氧络化物随着温度上升到80℃~85℃时，又会迅速分解出气体物质。随着煤温的升高，生成煤一氧络化物的过程逐步加速，放出的热量越来越多。[2]由于圆形煤场是封闭式结构，煤场内煤堆体积巨大，煤堆的散热条件差，产生热量积聚。当煤温达到临界值时，氧化急剧加速，煤温急剧上升，从而导致煤堆自燃。
四、圆形煤场的消防措施
1.防止煤堆氧化自燃的措施
对于像圆形煤场这样占地面积大、堆积量多的大型煤场，要尽可能减慢煤堆的氧化速度，应该从预防做起，变消为防。
（1）在诱导期内将煤使用掉。
对全厂燃煤的储量进行科学地计划和管理，制定合适的库存量，使煤场的煤量既能保证生产需求，又可以使存煤在诱导期内取完。
国华宁海电厂采取的方法是利用圆形煤场基础立柱，在立柱上做标记，按照来煤的时间将不同的煤种、不同时间的来煤分区域堆放，有计划地堆、取煤。取煤时，先取堆放时间长的或者挥发份高的，做到先存先取、易燃先取，有效地防止和解决了圆形煤场内燃煤自燃的问题。
（2）取煤死角最小化。
圆形煤场挡煤墙角四周是取煤死角，堆取料机无法取到该处的煤，如果存留时间过长，也有发生自燃的可能。设计时，可在满足工艺要求的前提下，尽可能减少取煤死角区域或者通过改变挡煤墙角的土建结构形式来达到取煤死角的最小化。
2.圆形煤场防止自燃的预防措施
（1）挡煤墙四周敷设耐火砖。国华宁海电厂一期4×600MW机组的两座圆形煤场在施工图设计时，并没有敷设耐火砖。后来在机组投产运行时，圆形煤场内发生燃煤自燃，煤场挡煤墙侧壁有烧损现象出现，为避免再次出现这种现象，电厂将圆形煤场挡煤墙进行了改造，在挡煤墙内侧敷设了8m高的耐火砖。二期2×1000MW机组的两座圆形煤场在施工图设计时挡煤墙内侧敷设了6m高的耐火砖。
（2）加强圆形煤场的监测。
1）圆形煤场内安装了摄像头，发现问题可以及时解决。
2）在挡煤墙内侧四周设置了温度监测装置、烟雾检测传感器、CH4检测传感器、CO检测传感器，实时显示监测数据，以加强对煤场内储煤的监测，能及时发现自燃并加以处理。
（3）挡煤墙顶部及堆取料机中心柱平台设置消防炮。
在圆形煤场挡煤墙的顶部及堆取料机中心柱平台上设置消防炮，发生自燃现象时，启用消防炮，降低煤堆的温度。
五、结语
以国华宁海电厂、广东粤电惠来电厂为例，在加强对圆形煤场的管理和采取了以上消防措施后，两个电厂的圆形煤场均未再发生自燃现象，不仅保证了安全生产，也避免了煤炭资源的无谓流失。总之，科学地管理加上采取有效的技术措施，就可以解决圆形煤场内存煤自燃的问题，使圆形煤场这种节能环保的先进技术得以更好地应用。
参考文献：
[1]刘高文.煤自燃特性参数研究及应用[Z].
[2]王光友.吴国光,张永建,等.煤堆自燃影响因素及防治[Z].
（责任编辑：麻剑飞）
关键词：圆形煤场；自燃；消防措施
作者简介：刘冰（1980-），男，山东武城人，国核电力规划设计研究院机务部，工程师。（北京 100094）
中图分类号：TD75 文献标识码：A 文章编号：1007-0079（2011）24-0147-01
一、圆形煤场的发展史
20世纪80年代末，德国技术人员借鉴筒仓建设技术，开发了封闭式圆形料场，解决了露天堆料场环境污染及占地面积大的缺点。
在国内，2000年福建后石电厂从德国引进了圆形煤场技术和设备，这是国内电厂首次使用圆形煤场。随后多家国内电厂采用圆形煤场，通过多年运行，我国电厂圆形煤场的技术已达到国际先进水平，其环保功效为燃煤电厂带来了巨大的经济效益和社会效益。
二、圆形煤场的技术特点
1.工艺特点
堆料时：燃煤由堆取料机顶部进入，通过堆取料机的旋转悬臂向煤场堆煤；取料时：刮板取料机将燃煤取料至中心地下煤斗，燃煤通过地下煤斗的给煤机及带式输送机向外运输。其工艺布置见图1。
2.性能特点
（1）环保性能突出。
全封闭圆形煤场及其设备较好地解决了储煤场对其周围环境的污染问题。这种高度环保的料场，符合国家产业政策。由于燃煤的堆、取都在封闭的煤场中，因此没有煤粉溢出，避免了燃煤的损耗。
（2）程控水平高。
整个煤场全部采用PLC程序化控制，有机上就近控制和集中控制室远程控制的方式，在煤场内的四周设有摄像头，并在控制室设有监视器，便于运行人员在程控室内对煤场进行监视和操作。
（3）圆形煤场的建设占地面积小。
与普通条形煤场相比，相同占地面积下，圆形煤场的存储量更大，场地的利用率更高，或者是在相同储量下，圆形煤场的占地面积少，节约宝贵的土地资源。
（4）避免恶劣天气对储煤场安全运行的影响。
一般的条形煤场受刮风下雨的影响很大，从而进一步影响燃煤输送系统。而全封闭结构的圆形煤场对燃煤有很大的保护作用，即使在大风大雨等恶劣气候下仍然可以正常工作。
（5）储存烟煤易发生自燃现象。
国内燃用烟煤的电厂采用圆形煤场，煤场内大多都发生过自燃现象，不同程度地将挡煤墙烧损并有CO等可燃气体溢出。
三、煤发生氧化自燃的原理
煤经过长期大量堆积后，缓慢地进行氧化并且发热，煤的温度会逐渐升高，最终导致自燃。一般地，煤从开始堆放到自燃大约需要3个月的时间。
煤在低温阶段的氧化，发生在煤粒表层，生成煤一氧络化物。在这种诱导期内氧化反应缓慢，温度无明显升高，产生的热量几乎全能传递给外界。在诱导期内由于煤与氧的作用，生成煤一氧络化物。[1]它会使煤的氧化活性增大，促使以后的氧化过程逐渐加速。煤一氧络化物随着温度上升到80℃~85℃时，又会迅速分解出气体物质。随着煤温的升高，生成煤一氧络化物的过程逐步加速，放出的热量越来越多。[2]由于圆形煤场是封闭式结构，煤场内煤堆体积巨大，煤堆的散热条件差，产生热量积聚。当煤温达到临界值时，氧化急剧加速，煤温急剧上升，从而导致煤堆自燃。
四、圆形煤场的消防措施
1.防止煤堆氧化自燃的措施
对于像圆形煤场这样占地面积大、堆积量多的大型煤场，要尽可能减慢煤堆的氧化速度，应该从预防做起，变消为防。
（1）在诱导期内将煤使用掉。
对全厂燃煤的储量进行科学地计划和管理，制定合适的库存量，使煤场的煤量既能保证生产需求，又可以使存煤在诱导期内取完。
国华宁海电厂采取的方法是利用圆形煤场基础立柱，在立柱上做标记，按照来煤的时间将不同的煤种、不同时间的来煤分区域堆放，有计划地堆、取煤。取煤时，先取堆放时间长的或者挥发份高的，做到先存先取、易燃先取，有效地防止和解决了圆形煤场内燃煤自燃的问题。
（2）取煤死角最小化。
圆形煤场挡煤墙角四周是取煤死角，堆取料机无法取到该处的煤，如果存留时间过长，也有发生自燃的可能。设计时，可在满足工艺要求的前提下，尽可能减少取煤死角区域或者通过改变挡煤墙角的土建结构形式来达到取煤死角的最小化。
2.圆形煤场防止自燃的预防措施
（1）挡煤墙四周敷设耐火砖。国华宁海电厂一期4×600MW机组的两座圆形煤场在施工图设计时，并没有敷设耐火砖。后来在机组投产运行时，圆形煤场内发生燃煤自燃，煤场挡煤墙侧壁有烧损现象出现，为避免再次出现这种现象，电厂将圆形煤场挡煤墙进行了改造，在挡煤墙内侧敷设了8m高的耐火砖。二期2×1000MW机组的两座圆形煤场在施工图设计时挡煤墙内侧敷设了6m高的耐火砖。
（2）加强圆形煤场的监测。
1）圆形煤场内安装了摄像头，发现问题可以及时解决。
2）在挡煤墙内侧四周设置了温度监测装置、烟雾检测传感器、CH4检测传感器、CO检测传感器，实时显示监测数据，以加强对煤场内储煤的监测，能及时发现自燃并加以处理。
（3）挡煤墙顶部及堆取料机中心柱平台设置消防炮。
在圆形煤场挡煤墙的顶部及堆取料机中心柱平台上设置消防炮，发生自燃现象时，启用消防炮，降低煤堆的温度。
五、结语
以国华宁海电厂、广东粤电惠来电厂为例，在加强对圆形煤场的管理和采取了以上消防措施后，两个电厂的圆形煤场均未再发生自燃现象，不仅保证了安全生产，也避免了煤炭资源的无谓流失。总之，科学地管理加上采取有效的技术措施，就可以解决圆形煤场内存煤自燃的问题，使圆形煤场这种节能环保的先进技术得以更好地应用。
参考文献：
[1]刘高文.煤自燃特性参数研究及应用[Z].
[2]王光友.吴国光,张永建,等.煤堆自燃影响因素及防治[Z].
（责任编辑：麻剑飞）