一起鍋爐制粉系統爆燃的事故原因分析

趙曉光，孫建磊，高 欣

（河北省電力科學研究院，河北 石家莊 050021）

一起鍋爐制粉系統爆燃的事故原因分析

趙曉光，孫建磊，高 欣

（河北省電力科學研究院，河北 石家莊 050021）

1 鍋爐概述

某電廠B&WB-1103/25.4-M型鍋爐為超臨界參數、螺旋爐膛、一次中間再熱、平衡通風、固態排渣、全鋼構架、半露天布置的л型鍋爐，鍋爐設有無循環泵的內置式啟動系統。制粉系統采用正壓冷一次風直吹式系統，配4臺雙進雙出鋼球磨煤機，每臺磨煤機對應鍋爐單墻一層半6只燃燒器，共24只燃燒器分6層對稱布置在鍋爐的前后墻上。設計煤種是80 %陽泉無煙煤和20 %壽陽貧瘦煤的混煤，實際燃煤為下層神華煤、上層陽泉煤摻燒。

2 事故經過

2012-12-25T08:00，機組負荷160 MW，主汽壓力12.72 MPa，主汽溫度512 ℃，再熱汽壓1.9 MPa，再熱汽溫562 ℃，制粉系統A、B、D運行。

08:40，發現A磨有堵煤現象，立即減煤吹掃，吹掃過程中因再熱汽溫高停止A磨運行。隨后發現B磨料位升高，燃燒器出口風速急劇下降，判斷B磨堵煤，立即采取減煤吹掃措施。

09:33，因吹掃效果不明顯投入慢傳電機。

11:30，風速恢復到23 m/s左右，初步判斷磨已吹通后啟動B磨。啟動后B磨一次風管風速顯示17 m/s左右，懷疑該磨鎖氣器有雜物。

12:11，B磨B端出粉溫度由78 ℃突然漲至427℃，B端分離器溫度由67 ℃升至98 ℃。發現溫度異常后迅速通入消防蒸汽。

12:27，B端出粉溫度下降至80 ℃，分離器溫度下降至78 ℃后再次突升。

12:29，分離器出口的溫度高保護(高高值160 ℃)動作掉磨，之后B端分離器溫度繼續上升至219 ℃，期間再次投入消防蒸汽直至磨出口溫度正常。

13:30，檢修人員打開B磨分離器回粉管鎖氣器進行檢查。

13:47，B制粉系統發生爆燃，導致B2一次風粉管至噴燃器前部伸縮節處斷裂。

14:11，機組停止運行。

3 原因分析

煤粉具有自燃性和爆炸性。若煤粉中吸附了大量的空氣，會受空氣的氧化而緩慢發熱，使煤粉溫度升高，當達到著火點時會發生自燃。煤粉、 空氣的混合物在一定的條件下會發生爆炸，引起設備損壞和人員傷害。煤粉發生爆炸應具備3個基本條件：煤粉的存在、合適的氧濃度(即煤粉量和空氣量的比例要處于爆炸極限內)和足夠的點火能量。

B磨內的燃煤為高揮發分神華煤(揮發分在27 %左右)，在堵煤后的吹掃過程中揮發分易析出并在制粉系統中積聚，使可燃氣體濃度增大。同時殘留的煤粉中吸附了大量的空氣，會受空氣的氧化作用而緩慢地發熱從而使煤粉溫度升高，增加了煤粉自燃的可能性。磨內煤粉量較少，磨開啟后鋼球間碰撞易產生火花，引起制粉系統著火，使B磨B端出粉溫度急劇升高。這是導致這次制粉系統爆燃的根本原因。

磨煤機通入消防蒸汽后，由于通氣時間不夠長，不足以將著火的煤粉全部熄滅，部分著火的煤粉(包括動態分離器內存粉)只是得到短暫的抑制。當檢修人員打開鎖氣器孔時，其上部堵塞的煤粉被疏通，空氣進入到B端分離器內提供了助燃物(燃燒所需要的氧氣)，從而使分離器內的存粉著火爆燃。分離器內的爆燃沖擊力向上通過已打開的鎖氣器檢查孔釋放出來；向下直達爐膛，引起爐膛負壓突然變正。變正的氣流回撞至一次風管，造成B2一次風管進燃燒器前彎頭處斷裂。

4 預防措施

(1) 將邏輯保護的溫度取點由分離器出口溫度值改為磨出口溫度，報警值為80 ℃，動作值為90 ℃，運行中嚴格控制磨煤機出口溫度不超過80 ℃。

(2) 保證制粉系統消防蒸汽正常備用，隨時能投入使用。在磨煤機事故跳閘時，自動投入消防蒸汽，2 min后再自動關閉。

(3) 調整一次風機出力，維持較高一次風速(23～30 m/s)，以防止煤粉沉積自燃。同時保證風速不超30 m/s，因一次風速維持過高易產生靜電火花，引起爆燃。

(4) 視鍋爐燃燒情況調整動態分離器轉速在50～70 r/min；控制煤粉細度R90在18 %左右。正常運行中應盡量減少磨煤機的啟停操作，保持磨煤量、風量和出口溫度穩定，磨煤機計劃停運前必須將磨內存煤吹掃干凈。

(5) 加強磨煤機料位監視，控制料位差壓在350～500 Pa，兩側料位差壓盡量調平。同時防止磨內煤量過少而產生鋼球碰撞火花，引發制粉系統著火。盡量防止磨煤機堵磨，一旦發生堵磨，吹掃時要嚴格控制磨出口溫度，短時間吹掃不通時要及時停磨投盤車處理。

(6) 運行中維持爐膛負壓在-100～-50 Pa，嚴禁鍋爐正壓運行，防止爐膛火焰倒灌至一次風道，引發制粉系統著火爆燃。

(7) 設備事故處理前，保證系統內通風良好，以免煤中析出的可燃物積聚，引起爆燃，危及人身和設備安全。

1 楊國光．鍋爐制粉系統爆燃事故處理及預防辦法[J]．電站系統工程，2012(1)．

2 聶常貴，牟效民，霍林華．燃煤鍋爐制粉系統爆炸原因分析及防范[J]．電力安全技術，2013(1)．

3 鄭 杰．鍋爐制粉系統著火爆炸分析及預防措施[J]．設備管理與改造，2013(6)．

4 陳建國．制粉系統防爆分析與改進措施[J]．熱電技術，2012(4)．

2013-07-19）