制粉系统爆炸与粉仓温度高的防范对策

制粉系统爆炸与粉仓温度高的防范制粉系统爆炸与粉仓温度高的防范 对策对策 山东邹县发电厂 期工程共 4 台 300mw 机组 锅炉均 为东方锅炉厂生产的 dg1000 170 1 型亚临界压力中间再热自然 循环燃煤汽包炉 每台锅炉配置 4 套仓储式制粉系统 乏气送 粉 均采用 dtm350 700 低速滚筒式球磨机 每台锅炉设有 2 个 煤粉仓 每个粉仓的容积为 440m3 煤粉仓上部设一台型号为 gx 500 的螺旋可逆式输粉机 绞龙 可保证 4 套制粉系统相互输 送煤粉 在绞龙和煤粉仓上装有 4 根吸潮管 自锅炉投产以来 制粉系统多次发生爆炸和粉仓温度高等 情况 既造成设备严重损坏 又严重威胁人身及电厂生产的安 全 还对生产环境造成严重污染 至今 因制粉系统爆炸构成 的考核事故就有 3 次 障碍达几十次之多 1 制粉系统爆炸及煤粉仓粉温高的危害制粉系统爆炸及煤粉仓粉温高的危害 1 1 制粉系统爆炸的危害制粉系统爆炸的危害 制粉系统爆炸会引起设备损坏 少发电 降低经济效益 甚至造成人身伤亡事故 如 1992 年 5 月 26 日 1 号炉丁制粉系统爆炸 引燃给水 电动门电缆 制粉系统控制电缆 被迫停炉 少发电 399 万 kwh 再如 1993 年 5 月 10 日 1 号炉乙粉仓内煤粉烧结 影响 给粉机出粉 在给粉间处理 13 号给粉机时 煤粉突然喷出爆燃 烧坏部分热控电缆 导致紧急停炉保护动作停炉 迫使电网对 外拉路限电 672 万 kwh 系统周波由 49 95hz 降至 49 45hz 少 发电 1440 万 kwh 3 号炉试运过程中发生 2 次煤粉仓爆炸 后 1 次将煤粉仓的顶棚掀起 11 号皮带烧坏 一名现场施工人员 烧伤致死 1 2 煤粉仓粉温高的危害煤粉仓粉温高的危害 4 台锅炉煤粉仓普遍存在粉温高的现象 造成以下后果 为了防止因粉仓顶棚温度太高而烤坏输煤皮带 只好使皮带连 续运行不停车 有时粉仓冒正压向外喷火 烧坏上部皮带等设 备 3 号炉投产初期因粉温高影响正常运行 只好加装一套氮 气灭火系统 靠经常充氮维持运行 由于粉仓温度有时超过 400 使粉仓顶棚预制件烧坏 大面积脱皮 局部塌陷 顶部 4 架钢筋砼梁均有烧坏现象 2 制粉系统爆炸原因及防范措施制粉系统爆炸原因及防范措施 2 1 制粉系统爆炸原因分析制粉系统爆炸原因分析 从多次爆炸后的现场情况看 引爆点主要在容易长期积煤 或积粉的位置 引爆的热源主要是磨煤机与排粉机入口热风门 不严形成的 根据制粉系统的运行工况和爆炸情况分析 制粉 系统爆炸的主要原因如下 2 1 1 与煤粉细度 风粉浓度及燃煤成份有关 煤粉爆炸的前期往往是自燃 一定浓度的风粉气流吹向自 燃点时 不仅加剧自燃 还会引起燃烧 而接触到明火的风粉 气流随时会产生爆炸 造成流动煤粉爆炸的主要因素是风粉气 流中的含氧量 煤粉细度 风粉混合物的浓度和温度 煤粉愈细 爆炸的危险性就愈大 粗煤粉爆炸的可能性就 小些 当煤粉粒度大于 0 1mm 时几乎不会爆炸 当煤粉浓度大 于 3 4kg 煤粉 m3 空气 或小于 0 32 0 47kg 煤粉 m3 空气 时不易引起爆炸 因为煤粉浓度太高 氧浓度小 煤粉浓度太低 缺少可燃 物 只有煤粉浓度为 1 2 2kg m3 时最易产生爆炸 而邹县电 厂制粉系统煤粉浓度在 0 3 0 6kg m3 范围内变动 因此存在爆 炸的危险 一般挥发份 vdaf 大于 25 发热量高的煤 爆炸的可能性 就大 邹县电厂设计燃用煤发热量 qy23525kj kg 挥发份 vdaf42 07 也是容易产生爆炸的原因之一 2 1 2 磨煤机入口积煤自燃 磨煤机处积煤主要发生在入口上部 6 5m 的管道上 在此处 开有 4 个孔洞 分别与回粉管 再循环管 和 2 个防爆门连接 从一侧过来的热风与对应过来的风粉形成涡流 从给煤机落下 来的湿煤就被冲击粘在开孔上方管道的内壁上 在运行中人工 无法清除此处的积煤 同时从预热器来的一次风温达 300 以上 在制粉系统停运后 由于磨煤机入口风门不严 漏过的热风使 磨煤机入口处温度达 100 以上 容易将入口处积煤引燃 燃烧 的煤进入磨煤机就会引起爆炸 2 1 3 细粉分离器处积粉自燃 细粉分离器处积粉自燃主要发生在细粉分离器入口方形管 道下部的较平缓段上 因为此水平段正上方开有一个方形防爆 门 因而使该处的通流面积增大 风粉气流的流速下降 增加 了积粉的可能性 2 1 4 热风门内漏 通过分析可知 1995 年 4 号炉丙制粉系统发生爆炸的主要 原因就是丙排粉机近路热风门不严 特别是丙排粉机热风调门 只能关至 70 以致大量的热风内漏造成该制粉系统半年内 9 次爆炸 2 1 5 再循环风门处积粉自燃 乏气中较细的煤粉 容易积存在排粉机出口的再循环风门 处 由于此系统不常使用 在制粉系统停运时 从磨煤机热风 门漏过的热风 在系统负压下经再循环流向排粉机 会引起该 处积粉自燃 燃烧的焦块掉入排粉机或磨煤机内 就会引起爆 炸 2 2 制粉系统爆炸的防范措施制粉系统爆炸的防范措施 2 2 1 防止磨煤机入口积煤 磨煤机入口 6 5m 处积煤 主要是湿煤在气流冲击下粘上去 的 不论制粉系统在运行中还是在停运时 都有可能将积煤引 燃 如果将回粉管向上移到落煤管入口 将粉与煤的预混阶段 提前 就减少了积煤的可能性 如果在磨煤机入口上方的管道 内加一个混合器 可使粉 煤 风得到良好的混合 既可防止 在 6 5m 处积煤 又能缓解下部料斗斜坡积煤 还解决了添加钢 球时钢球掉入热风门卡涩风门的问题 2 2 2 对细粉分离器进行改造 对细粉分离器入口切向处积粉 可通过在风道内加装导流 板 增加局部扰动 提高该处的流速 增强气流对下部积粉的 冲刷 予以解决 同时 在加装导流板后 因风粉气流均匀 还可提高分离效率 2 2 3 改进粗粉分离器 原粗粉分离器内锥体下方回粉档板 百叶窗 经常堆积杂物 或煤粉 不但造成风粉气流短路 影响回粉 也经常自燃引起 爆炸 把 3 4 号炉粗粉分离器的内锥体由倒锥形改为阶梯 撞 击 式之后 消除了隐患 取得了经验 将 1 2 号炉的粗粉分离器 更换为新型的 sd cb 轴向 型 撞击式粗粉分离器 阻力由原来的 240 9 8pa 降至 80 9 8pa 出力可提高 14 总电耗可下降 21 通过对 4 台锅炉粗粉分离器的改造 不但解决了内部积粉 问题 还提高了锅炉的效率 2 2 4 消除热风门内漏 制粉系统设计有启 停程序 热风总门操作采用电动执行 机构 但自投产以来从未使用过该程序 且此电动风门不严 造成漏风 可以将磨煤机入口热风总门改装成 或增加 一只手动 总门以减少漏风 还可将自然冷风门位置从热风调门前改至热 风调门后 使其处于负压区 这不但可以解决漏入热风造成磨 煤机入口温度高的问题 还可以解决运行中热风从自然冷风门 外漏污染环境问题 2 2 5 加强运行管理 锅炉正常运行中 应对制粉系统的近路风风门 特别是容 易积粉的磨煤机再循环风门等 坚持定期吹扫工作制度 随着 自动化程度的提高和全能值班制度的实行 应进一步加强对新 值班人员的培训 以达到系统熟 操作到位 3 煤粉仓温度高的原因及防范措施煤粉仓温度高的原因及防范措施 3 1 煤粉仓温度高的原因 3 1 1 煤粉仓结构存在问题 1 由于原粉仓内壁面角度和内锥体角度太小 粉仓横向仓壁 设计倾角为 71 6 底部内锥体角度为 65 使仓壁及内锥体易 积粉 造成粉仓温度高 2 粉仓顶部四周因安装时留下一段高约 600mm 深约 540mm 约 45 的死角 当煤粉落入粉仓内 比较细的煤粉会 到处飞扬 慢慢落在该处 长时间堆积 遇上仓内温度高时 积粉便会自燃 3 在粉仓顶部横向装有 2 个人孔门 其中北侧人孔门封闭 不严 空气漏进粉仓引起煤粉自燃 高温气体聚积将粉仓顶棚 烤裂 4 用 16mn 钢板焊接而成的煤粉仓下部内锥体 将粉仓分 成 2 部分 每 1 部分又分割成 6 个小的仓格 每 1 仓格同样采 用厚度为 10mm 的钢板焊接成内锥体 由于粉仓下部所有内锥 体的表面积达 100m2 以上 而锥体外表面又没有采取保温措施 再加上给粉间封闭不严 冬季环境温度低 造成粉仓内锥体内 表面结露积粉 3 1 2 人为因素影响 1 吸潮阀不按规定操作 在煤粉仓上部装有吸潮管 按规 程要求 制粉系统运行时煤粉仓吸潮阀必须开启 制粉系统停 运时吸潮阀应关闭 但在实行运行中 制粉系统到粉仓的吸潮 阀 应开启而没有开启 备用制粉系统到粉仓 绞龙 的吸潮阀应 关闭而未关闭 按规定在绞龙停止运行时吸潮阀应关闭 但在 实际运行中 也经常在开启位置 该开的吸潮阀不开 不但潮气不能吸出 粉仓内的负压也 很难建立和保证 该关的吸潮阀不关 增加了粉仓的漏风 为 粉仓内可燃气体和煤粉混合物爆燃提供了必要条件 特别是当 制粉系统频繁启停时 各吸潮阀不能按规定及时开启和关闭 就会加剧粉温的升高 规程规定在排粉机由制粉乏气倒向近路风后 应及时关闭 制粉系统各吸潮阀 但在运行中也常常没有按要求进行操作 2 锁气器失去作用 细粉分离器下部有 2 道锁气器 它的 作用一是防止漏风 二是在制粉系统爆炸后防止火源进入粉仓 由于有的炉只剩 1 道锁气器起作用 因而易引起粉仓起火 如在 1992 年大修中将 1 号炉细粉分离器下部第 2 道锁气器 去掉 改装在木屑分离器下部 因煤粉经常从木屑分离器向外 溢 故第 2 道锁气器重锤被人为地用铁丝拉起 使其处于开启 位置 由于只剩第 1 道锁气器 封闭不严 加上换向档板不关 在粉仓温度高时 高温气体被吸上去 引燃木屑分离器小筛子 上的木屑等杂物及锁气器内的积粉 以上火源又落入粉仓内引 燃煤粉 形成恶性循环 3 绞龙下粉插板未关闭 在绞龙的下方设有 4 个下粉口 分别与 4 个制粉系统联接 在每个下粉口安装一只手动插板 只有在绞龙进行送粉时 需要授粉的下粉口插板才打开 但在 实际运行中 各炉绞龙的下粉插板经常处于开启或半开启状态 特别是绞龙两端 甲 丁制粉系统 的下粉插板经常在全开位置 因此也就使粉仓形不成负压 绞龙内应封闭也无法封闭 4 换向档板问题 在每台制粉系统的木屑分离器下方 设 有一只手动换向档板 其作用是把细粉分离器下来的煤粉分别 切换到粉仓或绞龙 当制粉系统停止运行时应使档板关闭粉仓 一侧 以防止空气进入粉仓 但在实际运行中 当制粉系统停 运时 此换向档板很少切向粉仓侧进行封闭 5 管理制度方面 在投产初期 电梯都由运行人员自己管 理 不论白天晚上 运行人员到锅炉上部操作吸潮阀及换向档 板都很方便 也能及时到位 但在 1991 年以后电梯划归实业公 司电梯班管理 白天 运行人员使用电梯需找电梯班来人操作 晚上则需步行到标高 32m 处操作 所以就造成制粉系统启停后 不能及时按规定进行就地操作 直到 1997 年这一制度才改变 到位情况有了明显好转 1989 年修改颁发的运行规程中 只规定了磨煤机启动后开 启粉仓吸潮阀 但没有规定在制粉系统停运后关闭吸潮阀 只 规定了在制粉系统启动时将换向档板切向粉仓 但未规定在制 粉系统停运后将换向档板切向绞龙 封闭粉仓 6 技改后遗留的问题 为了节省锅炉点火用油 加装了煤 粉预燃室点火装置 增加 4 台新给粉机 将给粉机与粉仓连接 的短节长度 由 200mm 改为 900mm 但给粉机加长的短节未 进行保温 在将粉仓上部不适合的板式锁气器改为锥式锁气器 后 锁气器的外部也未进行保温 所以会增加粉仓内壁结露 3 2 煤粉仓温度高的防范措施 3 2 1 改进煤粉仓结构和保温 1 因为 3 4 号炉粉仓采用钢板结构 外部保温效果差 造 成粉仓内壁结露积粉 粉仓温度经常升高 虽于 1989 年把粉仓 外部的保温全部进行了更换 但因粉仓内壁为钢板结构 结露 问题仍没有彻底解决 后来就在粉仓内壁浇灌一层砼 由于顶棚烧裂漏风 在 1993 年大修中将 3 号炉甲粉仓梁及 顶棚全部更换 在 1997 年 5 月份大修中又将 3 号炉乙粉仓 4 架 梁及顶棚全部进行了更换 为了防止在高温下石子钙化后体积 膨胀 将外部砼胀掉 采用耐火水泥配比 并将骨料由石子改 为焦宝石 2 由于原粉仓内壁面角度和内锥体角度太小 1997 年利用 1 号炉大修时间 对甲 乙煤粉仓进行了改造 在粉仓内壁打 出麻坑 浇上一层耐火砼 使两壁角度由原 71 6 变为 77 又 在原内锥体上加焊一层钢板 使底部内锥体角度由原 65 改为 70 以消除积粉 3 粉仓顶部四周安装时留下的死角 已用砼浇灌 使其与 壁面平齐 根除了此积粉点 4 原细粉分离器至粉仓下粉管之间设计为换向式档板 不 严密 易漏风 粉 已将 4 台炉的下粉换向档板全部更换成插 板式闸板门 解决了漏风问题 5 因原绞龙改为链式输粉机后一直无法使用 为了减少粉 仓漏风 现已将绞龙所有下粉口用砼浇灌封堵 原入孔门盖子 为平板式 容易变形漏风 已将入孔门盖板改为翻盖式 采用 不锈钢板外加硅酸铝毡保温 改变入孔门位置 由横向轴线布 置改为纵向 在防爆门轴线两侧的粉仓内壁布置 3 2 2 改进吸潮管通路及防爆门 1 原煤粉仓吸潮管出口与粗粉分离器入口的煤粉管道相接 因系统负压小 易被沉积的煤粉堵塞 为了提高其负压 现已 将吸潮管出口从粗粉分离器入口管道改接到排粉机入口管道上 出口负压由 3 0kpa 提高到 7 0kpa