火力發(fā)電廠(chǎng)的主要燃料是煤炭，為了保證鍋爐用煤，一般都建有一個(gè)或多個(gè)貯煤場(chǎng)，基本為露天堆放，不防雨雪和日曬。煤與空氣的接觸，不僅會(huì)風(fēng)化，使煤的質(zhì)量變壞，而且還會(huì)經(jīng)常發(fā)生煤堆發(fā)熱和自燃現(xiàn)象，從而造成能源的浪費(fèi)，環(huán)境的污染，同時(shí)也給安全生產(chǎn)帶來(lái)了相當(dāng)大的隱患。
　　近幾年，在火電廠(chǎng)實(shí)施職業(yè)健康安全管理體系過(guò)程中，都會(huì)把貯煤場(chǎng)煤堆的自燃識(shí)別為危險(xiǎn)源，進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)價(jià)，找出治理措施，盡可能地防止煤堆自燃現(xiàn)象的發(fā)生。那么造成煤堆自燃的原因是什么呢？普遍認(rèn)為，煤的自燃是由煤氧復(fù)合作用而產(chǎn)生的。由于外力的作用，破壞了煤體原始狀態(tài)下的完整性，煤體表面分子的平衡狀態(tài)也被破壞。當(dāng)煤體與空氣接觸后，空氣中的氧便會(huì)隨著空氣的流動(dòng)而進(jìn)入煤體內(nèi)部。平衡狀態(tài)被破壞的煤表面分子與氧氣接觸，形成新的平衡狀態(tài)，迅速與氧發(fā)生物理吸附、化學(xué)吸附及化學(xué)反應(yīng)等一系列變化，產(chǎn)生并放出熱量。在一定的蓄熱條件下，當(dāng)煤體釋放的熱量大于向環(huán)境散失的熱量時(shí)，熱量積聚使煤體溫度上升，最終便導(dǎo)致煤體發(fā)生自燃。
　　不難看出，煤體自燃發(fā)生機(jī)率的大小受水份、空氣中氧氣及散熱條件的直接影響。筆者結(jié)合火電廠(chǎng)煤場(chǎng)生產(chǎn)管理的實(shí)踐經(jīng)驗(yàn)，總結(jié)出以下幾方面影響煤體自燃的因素。
　?。?）煤的硫份對(duì)自燃的影響
　　煤中含有一定的硫份，硫在一定溫度下化學(xué)性質(zhì)會(huì)發(fā)生變化，生成氧化硫，氧化硫遇水生成稀硫酸，這一系列氧化反應(yīng)過(guò)程為放熱過(guò)程，從而提高了煤堆中的溫度。因此，一般來(lái)說(shuō)，含硫量高的煤更易發(fā)生自燃。
　?。?）煤的揮發(fā)份對(duì)自燃的影響
　　煤中揮發(fā)份的主要成分是低分子烴類(lèi)，如甲烷、乙烯、丙烯、-氧化碳、二氧化碳、硫化氫等。煤的揮發(fā)份大大地降低了煤體自燃的禍源溫度。根據(jù)觀察和統(tǒng)計(jì)表明，揮發(fā)分較高的煤，即使是同樣條件下的露天存貯，發(fā)生自燃的機(jī)率也要比揮發(fā)分較低的煤大一倍。
　　根據(jù)煤場(chǎng)生產(chǎn)管理人員的觀察，高揮發(fā)分的煤種（Vad＞28%以上），當(dāng)溫度達(dá)50~60℃時(shí)，一、二日內(nèi)便會(huì)發(fā)生自燃，且來(lái)勢(shì)較猛；較低揮發(fā)分的煤種（Vad＜21%以下的煤種），一般要到80℃以上，才會(huì)發(fā)生自燃現(xiàn)象。
　?。?）水份對(duì)自燃的影響
　　在一定程度上，煤堆中一定量的水份對(duì)煤的自燃起到催化作用。當(dāng)煤中水份處于引起自燃的臨界范圍內(nèi)時(shí)，它可以促使煤各種放熱反應(yīng)的進(jìn)行。如硫份的酸化等會(huì)產(chǎn)生大量的熱量，產(chǎn)生的熱量又加快了氧化反應(yīng)過(guò)程，加劇了煤的自燃。但有研究表明，當(dāng)煤中水份超過(guò)12%時(shí)，由于水份的大量蒸發(fā)移走了熱量，自燃趨勢(shì)反而下降。
　　另外，需要說(shuō)明的是，潮濕空氣中的水份大，會(huì)使煤對(duì)氧的吸附能力增強(qiáng)，對(duì)煤體的自燃也起到一定的促進(jìn)作用。
　?。?）空氣中氧氣對(duì)自燃的影響
　　在各種光、熱、雨水等自然力的作用下，煤炭表面與大氣中的氧氣充分接觸后，發(fā)生氧化分解與碎裂，并放出熱量。同時(shí)，形成新的表面，新表面又再次氧化。如此反復(fù)循環(huán)，導(dǎo)致煤堆溫度不斷上升，逐漸達(dá)到自燃的溫度。
??? （5）氣候條件對(duì)自燃的影響
　　經(jīng)驗(yàn)表明，每年的秋后10~12月份是煤自燃的多發(fā)季節(jié)。這主要是煤堆在夏末秋初受到雨水和熱帶風(fēng)暴伴隨的大量降水的影響，煤層被雨水滲透。大量雨水在底部排出時(shí)，把煤中的灰分和末粉一起帶走，煤層變得疏松，尤其在底部形成了許多空洞，這些空洞給熱量的聚積提供了條件。秋后又是風(fēng)高物燥的時(shí)節(jié)，大氣密度比煤堆內(nèi)空氣密度大得多，所以滲入煤堆內(nèi)的空氣量增大，煤的氧化加劇。此時(shí)又經(jīng)常刮東北風(fēng)，更有利于煤堆的煽風(fēng)點(diǎn)火，一旦煤堆燃燒起來(lái)，火趨風(fēng)勢(shì)，可能一發(fā)而不可收拾。
　　了解以上引起煤體自燃的主要因素，可為我們制定和實(shí)施控制措施提供指南。根據(jù)以上針對(duì)煤體自燃的分析，如何減少空氣與煤的接觸層面，控制煤中的水份含量，做好通風(fēng)散熱措施，是防止煤堆自燃現(xiàn)象發(fā)生的關(guān)鍵所在。在火電廠(chǎng)防止煤場(chǎng)自燃的管理實(shí)踐中，筆者認(rèn)為以下的方法切實(shí)可行。
1 采用合理的堆煤方位
　　由于我國(guó)地處北半球，陽(yáng)光照在頂空時(shí)偏南，因此，煤堆的方向以南北方向取長(zhǎng)為好。這樣，東西兩面可以半天日照，半天背陰，以減小陽(yáng)光對(duì)整體煤堆的直接照射面，從而減少煤堆中太陽(yáng)輻射的熱量聚集。
　　另外，每座煤堆可堆成長(zhǎng)方形，并使煤堆的長(zhǎng)向與主導(dǎo)風(fēng)向平行，以減少煤堆與空氣的接觸。
2 選擇適當(dāng)?shù)亩衙簣?chǎng)地
　　堆煤的場(chǎng)地以水泥地面最為理想，地面不宜鋪墊空隙度較大的爐渣等物，以防空氣由此進(jìn)入煤堆而增加自燃的危險(xiǎn)。場(chǎng)地四周應(yīng)設(shè)有排水溝與煤泥沉淀池，以便排除積水及回收煤泥。煤堆的地勢(shì)最好比四周稍高一些，以保證排水的通暢，減少水量積聚，便于有效控制煤中水份的含量。