專利名稱：抑制露天煤堆自燃的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種抑制露天煤堆自燃的裝置。本發(fā)明還涉及采用所述裝置抑制露天煤堆自燃的方法。
背景技術(shù)：
在大型燃煤電廠中，為保證正常生產(chǎn)，必須儲備十幾萬噸至數(shù)十萬噸的煤炭，儲存期可長達數(shù)月，且一般只能露天堆放。由于緩慢氧化產(chǎn)生的熱量積聚導致溫度逐步升高，這些露天煤堆常常發(fā)生自燃現(xiàn)象，其中高揮發(fā)分原煤的自燃問題尤其嚴重。分析和統(tǒng)計數(shù)據(jù)表明，揮發(fā)分大于35%的氣煤和長焰煤儲存6個月后，其熱量損失平均為4. 9%，而揮發(fā)分小于17%的貧煤儲存6個月后，其熱量損失平均為2. 0%，煤堆的自燃不僅造成了巨大的經(jīng)濟損失，也嚴重污染了周圍的環(huán)境。從宏觀層面，煤堆自燃除了取決于煤本身的物理和化學性質(zhì)外，還要受到散熱條件和孔隙中氧氣濃度控制。而在微觀層面，煤的自燃與煤對氧氣的吸附和低溫氧化過程密切相關(guān)。如果吸附熱和低溫氧化反應的放熱不能被及時散出，則會導致煤堆的溫度逐漸升高，進而導致氧化反應加快而產(chǎn)生更多的熱量和更大的溫升，最終使得煤堆發(fā)生劇烈的自燃。因此，控制煤堆孔隙中的氧氣濃度和散熱條件是抑制煤堆自燃的主要途徑。已經(jīng)有多種抑制煤堆自燃的技術(shù)被應用到現(xiàn)場，例如在煤堆表面用覆蓋劑并壓實來減少空氣滲透并提高表觀熱容量和表觀熱導率來抑制溫升速率。但該方案和方法所需要的裝置具有結(jié)構(gòu)較復雜、能耗較高、操作不夠方便，不便于在燃煤發(fā)電廠中應用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的第一個技術(shù)問題，就是提供一種通過控制煤一氧接觸的抑制露天煤堆自燃的裝置。本發(fā)明所要解決的第二個技術(shù)問題，就是提供一種采用上述裝置抑制露天煤堆自燃的方法。本發(fā)明的裝置和方法，可有效控制煤-氧接觸抑制露天煤堆自燃，且具有結(jié)構(gòu)簡單、能耗低、操作方便、氣體來源充足等優(yōu)點，極便于在燃煤發(fā)電廠中應用。解決上述第一個技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下一種抑制露天煤堆自燃的裝置，其特征是包括一充水但未充滿的水池，所述的水池上覆蓋有多孔或條縫蓋板，水池設(shè)置在露天煤堆之下，所述水池水中設(shè)有通過送風管外接送風機配氣排管。所述的蓋板由水池的邊緣和若干個立于池中的支座支撐，所述的水池中安裝有液位計、水池的一側(cè)安裝與自來水或其它水源的相連接的補水管、底部安裝與排水泵相連接的裝有過濾器的排水管。所述的配氣排管上開孔孔徑為l-3mm，孔間距為3_5mm。解決上述第二個技術(shù)問題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下
一種采用上述裝置抑制露天煤堆自燃的方法，其特征是包括以下步驟SI將煤堆積于所述的水池的蓋板之上；S2打開補水閥11，觀察液位計8的指示數(shù)據(jù)，當液位達到水深度為O. 5-0. Sm且配氣排管6浸沒深度為O. 2-0. 3m時，關(guān)閉補水閥門11 ；S3啟動風機3的電源開關(guān)，將冷卻到接近環(huán)境溫度的鍋爐煙氣或空氣通過送風管4送入浸沒在水池5中的配氣排管6，煙氣的氧氣濃度小于5%，煙氣在煤堆孔隙中的表觀速度為O. 05-0. O. 10cm/s，對于占地面積為100000平方米的煤堆，氣體流量為18000-36000Nm3/h ；S4當水池5中的水位超過設(shè)定值時，啟動排水泵10的電源開關(guān)，將水池中多余的水通過排水管9抽出。本發(fā)明原理在一個非滿液的水池之上采用多孔或具有條縫的蓋板，使得水池中的氣體可以從蓋板的孔或縫隙中自下而上流出，將煤堆積于蓋板之上；將冷卻至接近環(huán)境溫度的鍋爐煙氣用送風機通過管道送入浸沒在水中的配氣排管，煙氣經(jīng)過配氣排管上的小孔逸出到水池中，與水接觸后排出水面，再透過多孔(或條縫)蓋板進入煤堆的孔隙中，既可以使得煤堆始終處于貧氧和二氧化碳、水蒸汽、氧氣和氮氣等多組分吸附競爭的氣氛中，又可以通過煙氣的流動起到散熱的作用，進而達到抑制煤堆自燃的目的。水池中的水一方面可以輔助配氣排管改善水面上部氣體的壓力平衡，另外一方面可以在煙氣停止供應時(電站鍋爐因事故或檢修等原因停爐時)，仍能夠向煤堆中提供高濕度的空氣，此時濕空氣中的水分與氧氣被煤吸附時形成吸附競爭，減少煤對氧氣的吸附量進而降低了吸附熱和低溫氧化速率，同時，通過煤堆孔隙流出的濕空氣也可以起到散熱的作用，從而達到抑制煤堆自燃的目的。此外，水池還可以用于雨季收集煤堆中的積水。有益效果根據(jù)本發(fā)明提出的裝置和方法，可以減少煤堆中煤對氧氣的吸附量、降低氧化反應速率、吸附熱和反應放熱，并可以通過孔隙中氣體的流動對煤堆進行散熱，從而達到抑制煤堆自燃的效果。根據(jù)本項發(fā)明提出的方法所制造的裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、能耗低、操作方便、氣體來源充足等優(yōu)點，極便于在燃煤發(fā)電廠中應用。


圖1是本發(fā)明的裝置結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明中采用的配氣排管結(jié)構(gòu)示意圖。圖中有煤堆I，蓋板2，送風機3，送風管4，水池5，配氣排管6，支座7，液位計8，排水管9，排水泵10，補水閥11。
具體實施例方式如圖1和圖2所示，本發(fā)明的抑制露天煤堆自燃的裝置，包括設(shè)置在露天煤堆I之下、上面覆蓋有多孔或條縫蓋板2的水未充滿的水池5，使得水池中的氣體可以從蓋板的孔或縫隙中自下而上流出；水池底部設(shè)有配氣排管6，配氣排管6 (典型結(jié)構(gòu)見圖2)置于水池5中并沉沒在水面以下，配氣排管上開孔孔徑為l_3mm，孔間距為3_5mm，配氣排管通過送風管4外接送風機3，蓋板2由水池5的邊緣和若干個立于池中的支座7支撐，水池中安裝有液位計8以測量其中的水位，水池的一側(cè)安裝與自來水或其它水源的相連接的補水管、底部安裝與排水泵10相連接的裝有過濾器的排水管9，補水管上設(shè)有補水閥11。典型的裝置之一如下所述。用鋼筋混凝土澆鑄水池5，多孔的蓋板2采用普通碳鋼板(典型厚度為8-lOmm)用水刀開孔(典型的孔徑為2mm)后按照水池5的尺寸拼焊成若干塊覆蓋在水池5之上，由水池5的邊緣和若干個由鋼筋混凝土澆鑄的支座7支撐，將煤堆I置于蓋板2之上；多孔的配氣排管6可采用PVC管材制成(典型管徑為50-70_)置于水池5中并沉沒在水面以下，配氣排管通過PVC材料制造的送風管4與風機3通過法蘭連接；風機3可選用新鄉(xiāng)鼓風機廠的4-68-12. 5型鼓風機，典型的送風量和壓頭分別為25000Nm3/h和lOOOPa，在水池5中安裝液位計8可采用南京朝陽儀表公司的MY-03型液位計，可以設(shè)定水位的下限和上限；在水池5的一側(cè)安裝與自來水或其它水源的相連接的補水管11可以用PP-R管件制作，底部安裝相連接的裝有過濾器的用PP-R管件制作的排水管9 (典型管徑為50mm)ο排水泵10可采用恒日泵業(yè)公司的250ZHL系列產(chǎn)品，其典型的排量為850m3/h，揚程為6m。典型的裝置之二如下所述。水池5采用磚混結(jié)構(gòu)，內(nèi)側(cè)抹水泥形成防水層，多孔的蓋板2采用普通碳鋼板(典型厚度為8-lOmm)用水刀開條縫后(典型的縫寬為2mm)按照水池5的尺寸拼焊成若干塊覆蓋在水池5之上，由水池5的邊緣和若干個磚混結(jié)構(gòu)的支座7支撐，將煤堆I置于蓋板2之上；多孔的配氣排管6可采用鍍鋅鋼管制成(典型管徑為50-70mm)置于水池5中并沉沒在水面以下，配氣排管通過PVC材料制造的送風管4與風機3通過法蘭連接；風機3可選用南京四方通用風機廠的KDF-500系列送風機，典型的送風量和壓頭分別為21000Nm3/h和1200Pa，在水池5中安裝液位計8可采用北京金水中科公司的HOH-S-Y型液位計，可以設(shè)定水位的下限和上限；在水池5的一側(cè)安裝與自來水或其它水源的相連接的補水管11可以用鍍鋅鋼管制作(典型管徑為32mm)，底部安裝相連接的裝有過濾器的用鍍鋅管件制作的排水管9 (典型管徑為50mm)。排水泵10可采用漢能泵業(yè)公司的200PQZ-4. 5- 5產(chǎn)品，其典型的排量為400m3/h，揚程為7. 5m。典型的實施方案之是在實施方案一和方案二的基礎(chǔ)上，增加一套PLC控制系統(tǒng)，使上述人工操作的過程自動化。采用上述裝置抑制露天煤堆自燃的方法，其特征是包括以下步驟SI煤堆被置于具有多孔或具有條縫的蓋板的非滿液的水池之上，使得水池中的氣體可以從蓋板的孔或縫隙中自下而上流出；S2打開補水閥11，觀察液位計8的指示數(shù)據(jù)，當液位達到水深度為O. 5-0. Sm且配氣排管6浸沒深度為O. 2-0. 3m時，關(guān)閉補水閥門11 ；S3啟動風機3的電源開關(guān)，將冷卻到接近環(huán)境溫度的鍋爐煙氣或空氣通過送風管4送入浸沒在水池5中的配氣排管6，煙氣的氧氣濃度小于5%，煙氣在煤堆孔隙中的表觀速度為O. 05-0. O. 10cm/s，對于占地面積為100000平方米的煤堆，氣體流量為18000-36000Nm3/h ；S4當水池5中的水位超過設(shè)定值時，啟動排水泵10的電源開關(guān)，將水池中多余的水通過排水管9抽出。
權(quán)利要求
1.一種抑制露天煤堆自燃的裝置，其特征是包括一充水但未充滿的水池(5)，所述的水池上覆蓋有多孔或條縫蓋板(2)，水池設(shè)置在露天煤堆(1)之下，水池水中設(shè)有通過送風管(4)外接送風機(3)的配氣排管(6)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的抑制露天煤堆自燃的裝置，其特征是所述的蓋板(2)由水池(5)的邊緣和若干個立于池中的支座(7)支撐，所述的水池中安裝有液位計(8)、水池的一側(cè)安裝與自來水或其它水源的相連接的補水管、底部安裝與排水泵(10)相連接的裝有過濾器的排水管(9)，補水管上設(shè)有補水閥(11 )。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的抑制露天煤堆自燃的裝置，其特征是所述的配氣排管(6)上開孔孔徑為孔間距為3_5mm。
4.一種采用如權(quán)利要求1至3所述的任意一項裝置抑制露天煤堆自燃的方法，其特征是包括以下步驟 S1將煤堆積于所述的水池的蓋板之上； S2打開補水閥(11)，觀察液位計(8)的指示數(shù)據(jù)，當液位達到水深度為0. 5-0. 8m且配氣排管(6)浸沒深度為0. 2-0. 3m時，關(guān)閉補水閥門(11)； S3啟動風機(3)的電源開關(guān)，將冷卻到接近環(huán)境溫度的鍋爐煙氣或空氣通過送風管(4)送入浸沒在水池(5)中的配氣排管(6)，要求煙氣的氧氣濃度小于5%，煙氣在煤堆孔隙中的表觀速度為0. 05-0. 0. 10cm/s，對于占地面積為100000平方米的煤堆，氣體流量為18000-36000Nm3/h ； S4當水池(5)中的水位超過設(shè)定值時，啟動排水泵(10)的電源開關(guān)，將水池中多余的水通過排水管(9)抽出。
全文摘要
一種抑制露天煤堆自燃的裝置包括設(shè)置在露天煤堆之下上面覆蓋有多孔或條縫蓋板的水未充滿的水池，水池水中設(shè)有通過送風管外接送風機配氣排管,水池中還安裝有液位計、水池的一側(cè)安裝與自來水或其它水源的相連接的補水管、底部安裝與排水泵相連接的裝有過濾器的排水管。本發(fā)明還包括采用所述裝置抑制露天煤堆自燃的方法。本發(fā)明提出的裝置和方法，可以減少煤堆中煤對氧氣的吸附量、降低氧化反應速率、吸附熱和反應放熱，并可以通過孔隙中氣體的流動對煤堆進行散熱，從而達到抑制煤堆自燃的效果。根據(jù)本項發(fā)明提出的方法所制造的裝置具有結(jié)構(gòu)簡單、能耗低、操作方便、氣體來源充足等優(yōu)點，極便于在燃煤發(fā)電廠中應用。
文檔編號B65G3/02GK103057889SQ20131000310
公開日2013年4月24日 申請日期2013年1月4日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月4日
發(fā)明者陳剛, 蘇偉, 陳天生, 張宏亮 申請人:廣東電網(wǎng)公司電力科學研究院