喷煤入口CO/O2在线监测系统

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。

影响煤粉爆炸的要紧成分

通过对煤粉特征及爆炸道理的剖析，在剖析大量数量的条件下，根据生产实际和实验研究，证明影响煤粉爆炸的要紧成分有以下5点。

（1）煤粉的挥发分。普通来讲，挥发分越高、发烧量越高、活性越高、活化能越低，越容易爆炸。挥发分Vdaf＜6.5%，煤粉几乎不爆炸，Vdaf＞25%时煤粉就容易发生自燃，爆炸的凶险性增强。煤粉的挥发性和爆炸特征之间的对应关系见表1。

当前，煤粉仓很棘手的问题就是怎样以免燃烧和爆炸。多数人把煤粉仓爆炸的原因仅仅归咎于一氧化碳（CO）气体上，是失之左袒的，更有甚者，把煤粉仓内可燃气体的爆炸和煤尘爆炸等量齐观，而事实上，可燃气体的爆炸和煤尘爆炸是两个差别的概念。

煤粉特征及爆炸机理

煤粉是经过制粉体系机器破碎、筛分、干枯磨制后的燃料，是由尺寸差别、风格不规律的颗粒所构成。煤粉的密度较小，新磨制的煤粉集会密度仅为0.45~0.50t/m?。煤粉颗粒很细，单位品格的煤粉具有较大的表面积，在其表面可吸附大量的空气，因此它和空气结合在一起形成混合物，具有和流体一样的性质。煤粉爆炸是煤粉和助燃气体（氧气或空气）的快速化学反应。由于刚磨制的煤粉粒子带有极性相像的静电荷，具有吸附大量空气的才气，比表面积能量过大，处于一种不巩固状态。这样积蓄的煤粉受空气中氧的好处，容易氧化放出热量。当散热条件欠好时，放出的热一时无法散开，促使温度急剧上升，引发四周气粉混合物爆燃，在短时间内即可导致煤粉的爆炸，很大的爆炸压力可抵达0.250~0.313MPa。

概述

本过程气体分析成套系统（以下简称系统）是磨煤过程中产生的煤烟气，一氧化碳分析仪器与取样预处理装置及其附属的应用保障部分（标准气）；通过针对现场应用条件和工艺气样条件的系统设计，所实现的正确匹配与合理组合，使一氧化碳分析仪器能很好适应电厂项目磨煤过程中产生气体分析的特殊工艺条件。系统能自动、连续、准确、可靠地分析磨煤过程中产生煤烟气中一氧化碳的浓度含量。

因为在煤粉磨制过程中会由于摩擦产生火花或自燃等情况，导致磨煤机系统的燃烧或爆炸。因此CO一氧化碳含量、O2氧气含量是燃煤锅炉磨煤机内防爆的一个重要指标。一般需要同时分析co一氧化碳和o2氧气的含量，co一般在0-3000ppm左右，o2一般为0-25%vol常量氧。
监测磨煤机CO的浓度通常采用红外或激光CO分析仪，采用高精度NDIR非分光红外技术，可有效检测ppm-vol级别的co含量。O2氧气可视现场情况选用电化学或激光原理进行检测。

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。

磨煤机内部CO气体的分布是均匀的，而温度的分布是不均匀的，CO气体的浓度变化比温度更能真实、全面反应磨煤机内部的燃烧情况。事实上CO气体浓度的增加往往发生在可视烟火前的1.5h左右，因此在局部温度开始发生明显变化之前，磨煤机的CO气体浓度监测是防止磨煤机着火或爆炸的有效手段。
《DLT5203-2005火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术规程》要求：燃烧爆炸感度和挥发分较高的烟煤和褐煤采用中速磨或双进双出磨煤机直吹式制粉系统时，宜设置磨煤机CO气体浓度监测设备——CO气体分析仪。
同时，由于磨煤机出口烟气成分复杂，除了SO2、NOx、CO、CO2、O2等气体成分外，还含有大量的水分与粉尘，水分对CO浓度的测量结果有影响，且烟气粉尘颗粒较大，极易堆积堵塞管路，致使CO分析仪器不能正常工作甚至故障，因此，在进行样气浓度测量前，需对取样烟气进行除尘、脱水预处理，保证磨煤机出口CO浓度监测的连续性与可靠性。