影响制粉系统爆炸与粉仓温度高的原因分析及防范措施_李晓杰

影响制粉系统爆炸与粉仓温度高的 原因分析及防范措施 李晓杰 大唐国际北京高井热电厂 北京 100041 摘要 某热电厂共装有 8 台自然循环煤粉锅炉 配有 15 台中间储仓式制粉系统 在燃用挥发份高煤种时 极 易发生制粉系统爆炸和煤粉仓粉温高等不安全问题 甚至造成重大设备损坏和严重经济损失 通过分析研究 后 找出制粉系统爆炸 粉仓粉温高的原因 制定了出制粉系统安全运行的技术措施 关键词 制粉系统爆炸 粉仓温度高 中图分类号 TK223 25文献标识码 B 文章编号 1003 9171 2013 03 0042 03 Analysis and Prevention on Coal Pulverizing System Explosion and High Temperature in Pulverized Coal Silo Li Xiao jie Datang International Beijing Gaojing Cogeneration Power Plant Beijing 100041 China Abstract There are 8 naturally circulated pulverized coal boilers with 15 intermediate silo pulverizing systems in the power plant When the coal of high volatile matters is employed explosion in the coal pulverizing system or high tem perature in the coal silo will occur resulting in major equipment damages and heavy economic losses The reasons for explosion in the coal pulverizing system or for high temperature in the coal silo are analyzed and solutions are put for ward in the paper Key words pulverizing system explosion silo high temperature 0前言 某热电厂锅炉在燃用高热量 高挥发份煤种 时曾多次发生制粉系统爆炸事故 特别是 2000 年 16 号制粉系统在运行中发生严重爆炸事故 造成 设备严重损坏 至今令人记忆犹新 通过那次制粉 系统爆炸事故 制定了一系列行之有效的措施 基 本避免了制粉系统爆炸事故 而近一段时间 由 于用电负荷的减少 锅炉经常处于停备状态 粉仓 温度高等情况又经常发生 因此文章总结了在防 止制粉系统爆炸方面所采取的措施 并提出防止 停备锅炉煤粉仓温度高的看法和建议 1制粉系统爆炸及煤粉仓温度高的危害 1 1制粉系统爆炸的危害 制粉系统爆炸会引起设备损坏 影响机组出 力 降低经济效益 甚至造成人身伤亡事故 如 2000 年 3 月 19 日某热电厂 16 号制粉系 统爆炸 造成 15 16 号磨电缆表面损坏 15 16 号 磨照明全部损坏 电缆夹层4 m 封堵损坏 排粉机 管道 12 m 以下都须更换 三次风门都卡死了 16 号磨出口大瓦下沉 10 mm 并烧损 蒸汽消防 8 m 夹道内管断裂 B 列墙三分之一的玻璃破碎 磨煤 机值班室玻璃全部破碎 1 2煤粉仓温度高的危害 某热电厂 6 号炉曾因粉仓温度过高 致使煤 粉烧结成碳块和粉仓内水泥脱落 造成给粉机下 粉不正常 给粉机被卡住是经常的事 给安全生产 造成威胁 2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 从历次爆炸后的实际检查情况看 引爆点主 要集中在制粉系统再循环风门 磨煤机入口 细粉 24华北电力技术NORTH CHINA ELECTRIC POWERNo 32013 DOI 10 16308 ki issn1003 9171 2013 03 007 分离器入口驼峰后等容易形成积粉积煤的部位或 由于人员监视调整不当造成磨煤机出口温度过高 而引起的爆炸 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 1 mm 时 几乎不会爆炸 当煤粉浓度大于 3 4 kg 煤 粉 m3 空气 或小于 0 32 0 47 kg 煤粉 m3 空气 时不易引起爆炸 煤粉浓度太高 氧浓度小或煤粉浓度太低 缺 少可燃物 煤粉燃烧的可能性都很小 只有煤粉浓 度为 1 2 2 kg m3时煤粉最容易燃烧也就最容 易产生爆炸 而制粉系统煤粉浓度在正常运行 中就在爆炸范围之内波动 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 而实际燃用的煤种挥发份和发 热量波动都很大 一旦挥发份和发热量过大时 若 条件吻合极易发生爆炸 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容易积煤的部 位 如曾经发生过由于防爆门内积煤而引起的爆 炸 由于原煤溅入防爆门的引出管内形成积煤 在 磨煤机入口300 的热风长期烘烤下 积存的原 煤就会自燃 形成引发爆炸的火源进而造成爆 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 器入口驼峰后的部位 因驼峰的存在 使风粉气流 在通过此处时 在离心力的作用下被甩向另一方 而驼峰后就形成了一个避风区域 煤粉就积存 在这个避风区域了 一旦自燃就极有可能形成 爆炸 2 1 4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 由于再循环在制粉系统中的作 用是用来提高通风量的 但它又必须与起干燥作 用的热风配合来使用 当制粉系统干燥出力不足 时 为了满足干燥出力的要求 就必须增加热风 量 同时也就必须减少再循环的风量 当再循环风 门减小到一定程度时 就会造成积粉 进而形成自 燃 导至爆炸 2 2制粉系统爆炸的防范措施 2 2 1防止磨煤机入口积煤 经常检查磨煤机入口上部防止向水平热风管 道溅煤的导流板 以防止原煤溅入水平管道 改 进磨煤机入口防爆门引出管的角度 不使其形成 积煤 2 2 2改善细粉分离器入口气流的冲刷条件 对细粉分离器入口驼峰后的避风区域进行填 充 不使其形成积粉或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 2 2 3加强运行管理 锅炉正常运行中 应对制粉系统的再循环风 门最小开度进行限制 最小的再循环风门开度应 为不积粉的开度并严格坚持定期吹扫工作制度 对干燥出力不足的制粉系统 可考虑取消再循环 这样可大大减少爆炸的几率 针对运行管理方面 制定了制粉系统正常运 行中应注意的问题 1 经常监视各表计的读数 保持系统的稳 定性 严防系统堵塞 2 制粉系统运行时 粉仓吸潮管要保持通 畅 以保持粉仓负压 20 30 Pa 制粉系统停 止后应关闭 3 锅炉停止运行时 给粉机挡板 32 m 有 关粉仓挡板应严密关闭 以防粉仓温度升高 4 制粉系统运行中 吹扫再循环时间规定 后夜班 0 45 白天班 8 45 前夜班 16 45 吹扫时间 一单元为 10 min 二 三单元为 15 min 吹扫再循环前 必须检查系统运行稳定及再 循环管壁温度不超过70 以防止在吹扫再循环 过程中发生制粉系统爆炸事故 3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设备因素 1 由于煤粉仓为上大下小的锥形体 内壁 34No 32013华北电力技术NORTH CHINA ELECTRIC POWER 边角处的煤粉流动性必然较差 非常容易形成积 粉 造成粉仓温度高 2 在粉仓顶部装有人孔门 防爆门 吸潮 管 细粉分离器落粉管和绞龙落粉管等装置和设 备 在粉仓下部装有给粉机和挡板 这些设备的不 严密都会造成空气漏进粉仓引起煤粉自燃 3 1 2人的因素 1 吸潮阀不按规定操作 按规程要求 制 粉系统及绞龙运行时煤粉仓及绞龙的吸潮阀必须 开启 制粉系统及绞龙停运时粉仓及绞龙的吸潮 阀应关闭 若粉仓的吸潮阀或绞龙的吸潮阀 应 开启而没有开启 应关闭而没有关闭 就会造成该 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自燃提 供了必要条件 2 导向挡板及绞龙下粉插板位置不正确 在细粉分离器下部设有导向挡板 分别通向粉仓 和绞龙 并在绞龙的下方还设有下粉口通过插板 与粉仓连接 只有在绞龙进行送粉时 需要授粉 的下粉口插板才打开 若绞龙的下粉插板经常处 于开启或半开启状态 就会使粉仓形不成负压 绞 龙内应封闭也无法封闭 若制粉系统在停备状 态 而导向挡板没有及时关闭 空气就会进入粉 仓 使煤粉氧化自燃 3 2煤粉仓温度高的防范措施 1 严格控制磨煤机出口温度在规程规定的 范围内 避免温度过高或过低的煤粉进入粉仓 因 温度高的煤粉进入粉仓会造成粉仓温度升高 而 温度过低的煤粉进入粉仓后 会造成煤粉的流动 性降低甚至结露 最终也会造成粉仓温度升高 2 经常检查粉仓的严密性 特别是防爆皮 等易腐蚀而又不容易被发现的部位 3 严格坚持定期降粉制度 不使煤粉在粉 仓内停留时间过长 4 停炉时间超过 3 天的 必须坚持粉仓烧 空制度 5 正确操作粉仓的有关挡板 特别是对于 停炉的锅炉 必须关闭所有与粉仓有关的挡板 使 粉仓与外界彻底隔绝 6 坚持各项定期工作 将威胁安全运行的 隐患消灭在萌芽状态 加强设备的检查维护工作 提高设备的健康水平 4结论 综上所述 制粉系统爆炸主要与煤粉细度 风 粉浓度及燃煤成份有关 文章分析了磨煤机入口 细粉分离器 再循环风门积粉自燃的原因 并提出 了切实可行的方法措施 同时 对煤粉仓温度高 的原因进行了全面分析 从设备 人员两方面提出 了详细的解决方案 这些预防措施对热电厂制粉 系统安全运行具有极高的借鉴意义 参考文献 1 金维强 涂仲光 电厂锅炉 M 北京 中国电力出版 社 1992 2 张安国 梁辉 电站锅炉煤粉制备与计算 M 北京 中国电力出版社 2011 3 DL T 435 2004 电站煤粉锅炉膛防爆规程 S 4 DL T 5121 2000 火力发电厂烟风煤粉管道设计技 术规程 S 5 DL T 5203 2005 火力发电厂煤和制粉系统防爆设 计技术规程 S 6 中国华电工程 集团 有限公司 上海发电设备成套设 计研究院 大型火电设备手册 烟风与煤粉制备系统设备 M 北京 中国电力出版社 2009 7 中国华电工程 集团 有限公司 上海发电设备成套设 计研究院 大型火电设备手册 除灰与环保设备 M 北 京 中国电力出版社 2009 收稿日期 2012 12 11 作者简介 李晓杰 1979 女 本科 工程师 主要从事节能管 理 经济运行工作 本文编辑杜秋平 檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱檱