摘要：火力发电厂生产用煤占电厂发电成本的70％以上，其管理和经营的好坏直接影响到电厂的经济效益，所以电煤的管理一直是火力发电厂的一个很敏感的话题。本文着重介绍露天储煤场堆放、存取、防自燃等方面管理经验，并探讨不足，为后续开展煤场管理，提高煤场管理水平提供依据。
关键词：露天煤场；管理；自燃；扬尘；塌方；损耗
引言:火力发电厂需储存大量煤炭，露天煤场是动力煤最常用的存储手段，具有成本低、设备简易、技术难度低的特点，煤种的堆放较为灵活，可根据地形决定煤炭的存储量，但其具有损耗高且自燃风险较大的缺点。因此，降低煤场储存损耗，防止火灾发生，保证储煤安全是非常重要的。
1 煤的氧化自燃机理
煤是一种在常温下会发生缓慢氧化的物料，与空气接触受氧化的同时产生热量，并聚集在煤堆内，随着时间的延长，煤堆内储蓄热能增加，煤堆的温度也越来越高；随着温度的升高，煤堆内的氧化反映的速度加快，放出的热量越来越多。经研究表明，温度每增加8~10℃，煤的氧化速度就会加快1倍。由此可知煤堆温度的升高是以加速度的形式变化的，当煤堆内温度达到60℃以后，如若不及时进行处理，就会恶性循环进而发生煤的自燃。导致煤堆自燃的阶段可分为2个阶段。
1）煤的初期氧化自热阶段。露天存储煤炭，煤的氧化是避免不了的。煤中的矿物质在与空气中具有吸附气体的性质。氧和水蒸气被吸附在煤的各种活性官能团，在一定的温度下就会发生化学反应，且该反应为放热反应放出热量。同时煤中的矿物质（如FeS2）也会发生氧化反应，放出热量。随着热量增加，温度的升高，氧化反应速度也不断加快。
2）煤的自燃阶段。在煤堆内部热量不断增加过程中，倘若氧化生成的热量不能及时散发，就会形成热能不断积累，煤堆内部温度不断升高。在煤堆温度升高过程中，吸附于煤中的各种气体也会逐步被释放出来，同时煤也会发生热分解进而析出气体。这些气体（如硫化氢、一氧化碳等）的燃点远低于煤的燃点温度，对于煤的自燃有着重大影响。当温度达到一定值时，这些被释放、析出的气体就会在煤堆表面着火燃烧，点燃煤堆。所以在煤场发生自燃时通常观察到的现象是，首先煤堆局部冒有白气，经过一段时间后开始冒黄色烟雾，最后就会看见红色的火苗。
某露天煤矿生产不粘煤原煤，在夏天（30℃）时，煤场发生自燃的最短存储时间为20d。当煤场煤堆发现局部冒白烟后，最多仅需3d就会出现红色火苗。这也证明了，煤堆的升温过程是以加速度的形式进行的。
2建立完善的数字化煤场管理系统
当前，大部分火电厂的煤场管理都采取人工管理方法，这就使得煤场管理的过程中存在着许多的问题，比如煤场基础数据统计不及时、燃煤堆放时间过长，造成煤炭的发热量过低难以满足锅炉的需求等问题。因此为了提高煤场管理的有效性，建立完善的数学化煤场管理系统十分有必要。通过数字化的管理模式，煤场的管理工作人员能够及时了解火电厂的煤炭存储量，可以明确煤堆的位置、存放的时间、煤炭的质量等信息.
3 科学测量煤炭储量
我国的大部分火力发电厂在测量煤场煤炭储量时都采取人工盘煤方法，这种方法需要投入大量的人力、物力，作业量较大，受工人工作时间及工作效率的限制，工作周期比较长，且人工盘煤具有较大的不确定性，很容易因为人为失误造成测量误差。为了降低人力成本、缩短工作周期、提高测量精准度，火电厂在测量煤炭储量时可以使用大型散堆料煤体积测量系统，采用立体视觉测量装置，不会受到时间、人力的限制，通过摄像照明塔能够在短时间内完成煤场的图像测量采集工作，然后利用微机设备对图像进行拼接，最后通过计算机短时间内迅速精确的计算出煤场的煤炭储量，盘煤效率明显提高。
4 降低储煤场的扬尘污染
煤场内煤炭的装卸、整形、取煤等过程会产生大量的粉尘，严重影响了储煤场的环境，对储煤场工作人员的身体健康十分不利，同时还会造成煤炭资源的浪费，因此降低储煤场扬尘污染是储煤场的管理工作的重要内容之一。下文主要从干煤棚安装、自动喷淋降尘系统的使用两个方面分析火电厂煤场扬尘污染的管理方法。
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4.1干煤棚建设干煤棚建设的主要目的是保护煤堆，防止煤炭资源在雨雪天气受潮
近年来，越来越多的火电厂在煤炭管理时开始采用干煤棚。干煤棚建设过程中应该注意如下四点要求：（1）煤棚内必须保持空气流通，且空气质量必须达标，以满足现场工作人员的人身需求；（2）煤棚内应该留有足够的空间，保证煤炭运输时的作业空间；（3）煤棚空间面积形态最好保持梯形状态、作业空间线条最好为弧形。现阶段，大部分火电厂的干煤棚都采用横跨度较大、覆盖面积比较广泛、空气流通性好、储存于作业空间充足的柱面结构；（4）由于斗轮机、装机容量不同，干煤棚的空间体积存在着较大的差异，干煤棚建设过程中，应该根据火电厂实际情况设计规划.
4.2自动喷淋降尘系统使用
自动喷淋降尘系统能够从喷枪喷头中喷出来均匀的雨雾，有效降低煤场空气中的煤粉扬尘，它能够自动旋转，且喷枪的喷射距离较远、范围较广，因此可以覆盖煤场中的所有盲区；可以实现远程全自动控制，方便煤场管理人员的即时操作；拥有多种设定程序，如果部分角落地区难以覆盖，还可以使用手动控制。自动喷淋降尘系统不仅能够减少煤场的扬尘，还能够适当地降低煤堆的温度，防止堆放时间过长或者外界环境温度过高导致煤堆自燃，为发电厂的工作人员降低安全隐患，保护发电厂的经济效益。
5防止储煤场煤堆发生自燃
5.1储煤场煤堆发生自燃的原因
煤炭资源在常温下会被空气中的氧气氧化，氧化的过程中会产生热量，大量的煤炭积聚在一起会导致热量聚集，随着煤堆内积蓄的热量不断增加，煤堆的温度会升高，温度的升高会进一步加快煤堆的氧化反应速度，在不断的恶性循环下，煤堆温度持续升高，当温度升高至一定程度后便会导致煤炭自燃。此外，煤炭资源长期堆积的过程中，煤炭空隙内会产生大量的微生物群，它们的生长过程中可能或产生氢气、甲烷等易燃物质，煤堆温度升高时，也会导致其自燃。造成煤堆自燃的因素有许多，比如煤炭的变质程度、黄铁矿含量、煤堆的形式、外界的气候环境、风向等。
5.2防止煤堆自燃的有效措施
5.2.1合理组堆
防止煤炭自燃的措施应该从燃烧的三个必要条件进行考虑：温度、氧气及火源。煤炭资源在堆放过程中应该保证煤场地面干燥坚固，不存在炉渣、油毡、废纸、干煤粉和其他易燃物质。为了方便煤场排水，煤场地面应该有一定的坡度，防止长时间堆积后温度变化较大，煤堆不宜过高；煤炭堆放应该避开地下的热水管道、蒸汽管道等相关热源；不同的煤种应该按照相关参数分开堆放；为了尽量减少煤堆的氧化反应，可以在煤堆上加一层煤基覆盖层隔绝空气，注意煤基覆盖层不能影响煤堆的散热。
5.2.2定期测量煤堆温度
煤堆自燃需要经历潜伏期、高温期、自燃期三个阶段，这是一个比较长期的过程。通过控制煤堆的温度就可以有效地避免煤炭资源自燃。火电厂燃料管理部门应该安排固定的工作人员定期进行煤堆的测温工作，合理分布测温点，测温工作完成后，要记录测温时间、区域、煤堆温度等相关信息，一旦发现某部分煤堆的温度接近自燃点，即刻采取相应的措施，避免自燃现象发生。
结论
综上所述，动力煤的储存是一项系统的管理工程，其中包含技术管理和业务管理两方面内容，通过管理手段的运用，对煤炭储存空间的有效利用，煤炭储存和周转，使存煤利用率、损失小，节省管理费用等方面都起到事半功倍的作用，所以建立露天储煤场的科学管理机制，健全管理体制是煤场管理相当重要的一环。总之，动力煤储煤场的煤质管理是实现动力煤有效利用中一个不容忽视重点工作，煤场的煤炭质量控制好，对煤炭的节约、储煤环境的改善以及生产成本的降低意义重大。
参考文献
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[3]姜浩.火力发电厂露天煤场管理[J].企业改革与管理.2016(16)
论文作者:张显辉
论文发表刊物:《电力设备》2017年第26期
论文发表时间:2017/12/25
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