一起磨煤機(jī)停運(yùn)時發(fā)生爆燃的分析與預(yù)防措施

摘 要：茂名臻能熱電有限公司300 MW鍋爐E給煤機(jī)要進(jìn)行電子皮帶稱校驗(yàn)，運(yùn)行值班員根據(jù)電子皮帶稱實(shí)煤校驗(yàn)方案的要求，一共進(jìn)行了多次E給煤機(jī)啟停的操作，最后一次停運(yùn)時發(fā)生了磨煤機(jī)風(fēng)道入口爆燃事件。本文針對此次事件進(jìn)行具體分析，并提出相應(yīng)的預(yù)防措施。

關(guān)鍵詞：印尼煤 出口溫度 爆燃 預(yù)防措施

中圖分類號：TK223.25 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1672-3791（2013）06（c）-0194-02

1 制粉系統(tǒng)概況

我廠制粉系統(tǒng)采用中速磨煤機(jī)、冷一次風(fēng)機(jī)、正壓直吹制粉系統(tǒng)，每臺鍋爐配6臺磨煤機(jī)，5臺運(yùn)行，1臺備用。磨煤機(jī)型號：ZGM95N中速輥式磨煤機(jī)，額定空氣量 16.45 kg/s，通風(fēng)阻力≤5740 Pa，標(biāo)準(zhǔn)磨出力51.5 t/h。

適應(yīng)煤種范圍如表1所示。

為了降低燃料成本，提高經(jīng)濟(jì)性，以適應(yīng)市場的需要，發(fā)展生產(chǎn)，在#6鍋爐磨煤機(jī)配煤方式上摻燒高揮發(fā)分、高硫分的印尼煤。

2 發(fā)生經(jīng)過

3月15日E磨煤機(jī)給煤量大幅度波動約5噸，熱控人員檢查結(jié)果是電子皮帶稱故障，需要更換電子皮帶稱。16日更換好電子皮帶稱，要重新進(jìn)行實(shí)煤校驗(yàn)。運(yùn)行人員根據(jù)電子皮帶稱實(shí)煤校驗(yàn)方案的要求，3月17日4：23至19日7：40，共進(jìn)行了8次燒空E煤倉的啟停操作，最后一次停運(yùn)時發(fā)生了磨煤機(jī)風(fēng)道入口爆燃事件。事件的詳細(xì)經(jīng)過如下。

2010年3月19日2：00，#6爐E原煤倉上好待校煤種，為拓展1號煤與印尼煤1∶1混煤，按校驗(yàn)要求零點(diǎn)班燒完。

2：35啟動E磨煤機(jī)運(yùn)行，投入相應(yīng)的一次風(fēng)保護(hù)和冷熱風(fēng)門自動調(diào)節(jié)。

6：50運(yùn)行人員判斷E原煤倉差不多燒空，將E磨煤機(jī)出力降至9 t/h，磨煤機(jī)出口溫度降至58 ℃，磨煤機(jī)入口一次風(fēng)量降至38 t/h。

7：42 E原煤倉燒空、E給煤機(jī)煤量降到零，運(yùn)行人員停給煤機(jī)，熱風(fēng)調(diào)門自動由24.4%關(guān)至零，冷風(fēng)調(diào)門自動由31.2%關(guān)至15.8%，一次風(fēng)量下降至15.89 t/h，運(yùn)行人員手動開大冷風(fēng)調(diào)門。

7：43分12秒一次風(fēng)量回升至29.4 t/h時，E磨煤機(jī)熱風(fēng)入口發(fā)生煤粉爆燃，磨煤機(jī)出口壓力由-0.9 kPa瞬間上升至7.9 kPa、入口一次風(fēng)道壓力由1.3 kPa瞬間上升至3.97 kPa，43分53秒停止E磨煤機(jī)運(yùn)行。

爆燃發(fā)生后現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)E磨煤機(jī)入口一次風(fēng)道鼓起、膨脹節(jié)脹裂，DCS監(jiān)視磨煤機(jī)出口溫度最高上升至83.6 ℃。19日下午檢修人員打開E磨煤機(jī)排渣箱、人孔及風(fēng)道，發(fā)現(xiàn)排渣箱和環(huán)形風(fēng)道內(nèi)積有較多燃燒過的煤渣，磨煤機(jī)刮渣板脫落，磨盤內(nèi)無積煤或燃燒過的煤渣。

3 事件原因分析

根據(jù)DCS記錄，發(fā)生爆燃時磨碗上下差壓先上升、后下降，然后逐漸恢復(fù)正常，如表2，說明爆燃的起點(diǎn)發(fā)生在磨碗下，即環(huán)形風(fēng)道內(nèi)。

根據(jù)以上分析，造成此次爆炸的原因主要有以下幾點(diǎn)。

（1）燃用煤種的揮發(fā)份過高是造成爆炸的重要原因。根據(jù)運(yùn)行規(guī)程，#6鍋爐制粉系統(tǒng)對煤種揮發(fā)份的適應(yīng)范圍為：Vdaf=16%～40%，而此次燃用的印尼煤Vdaf達(dá)到50%（Vdaf是無水無灰基揮發(fā)份），大于適應(yīng)煤種很多，容易著火燃燒。

（2）磨煤機(jī)頻繁啟停引起煤渣堆積造成爆燃。磨煤機(jī)在啟動過程中容易產(chǎn)生較多的煤渣。在這次校驗(yàn)皮帶秤的過程中E磨煤機(jī)共進(jìn)行了8次啟停操作，由于磨煤機(jī)的刮渣板脫落，啟磨過程中產(chǎn)生的煤渣未能及時落到排渣箱中，堆積在風(fēng)道中受高溫?zé)犸L(fēng)的烘烤析出可燃?xì)怏w，達(dá)到條件而引起爆燃。

（3）停磨過程中的一次風(fēng)量是30 t/h，略為偏低。由于風(fēng)道中堆積了大量的煤渣造成局部區(qū)域風(fēng)量不足，在磨煤機(jī)運(yùn)行的后期減少煤量、風(fēng)量后，煤粉在某些區(qū)域因風(fēng)量不足而落到風(fēng)道中，造成局部煤粉堆積。

（4）根據(jù)煤粉濃度在0.3～0.47 kg/m3之內(nèi)屬于易爆范圍。在停磨的過程中一次風(fēng)量波動，揚(yáng)起風(fēng)道中堆積的煤粉，使煤粉及可燃?xì)怏w的濃度達(dá)到容易爆燃的范圍，因而產(chǎn)生爆燃。

（5）磨煤機(jī)出口溫度高達(dá)83.6 ℃。在停止給煤機(jī)后，為防止磨煤機(jī)出口溫度快速上升，熱風(fēng)調(diào)門自動快速關(guān)小，冷風(fēng)調(diào)門同時跟隨熱風(fēng)調(diào)門自動關(guān)小，磨煤機(jī)冷一次風(fēng)門的這一自動控制邏輯在停磨過程中不合理。

（6）在調(diào)試時消防蒸汽系統(tǒng)不正常，疏水不暢造成蒸汽帶水，影響設(shè)備，粉帶水。停磨過程中，沒辦法投消防蒸汽。

（7）運(yùn)行人員未按要求對磨煤機(jī)進(jìn)行定期排渣，對磨煤機(jī)的檢查和定期排渣工作不認(rèn)真，僅憑敲打渣箱的聲音間接判斷是否需要排渣，E磨長時間排渣量減少沒有引起重視（運(yùn)行記錄3月5日以后E磨一直未排過渣），磨機(jī)出現(xiàn)排渣異常減少的情況運(yùn)行人員沒有及時反映，造成磨煤機(jī)刮渣板脫落未能及時發(fā)現(xiàn)。

（8）#6機(jī)組投運(yùn)后，磨煤機(jī)緊急停磨的一次風(fēng)量保護(hù)定值與規(guī)程規(guī)定不對應(yīng)。

4 采取的預(yù)防措施

針對此次磨煤機(jī)停運(yùn)時發(fā)生的入口風(fēng)道爆燃事故的原因，采取了以下預(yù)防措施：

（1）重新計(jì)算和確定磨煤機(jī)緊急停磨的一次風(fēng)量保護(hù)定值。#6鍋爐在調(diào)試期間將磨煤機(jī)緊急停磨的一次風(fēng)量保護(hù)值定為23 t/h，根據(jù)運(yùn)行規(guī)程規(guī)定，#6爐磨煤機(jī)的額定空氣流量為16.45 kg/s（含密封風(fēng)量 1.33 kg/s），一次風(fēng)量小于額定風(fēng)量的50%即緊急停磨，據(jù)此計(jì)算一次風(fēng)量保護(hù)定值應(yīng)為27.2 t/h。

（2）重新核定磨煤機(jī)在運(yùn)行及停止過程中的一次風(fēng)量，在磨煤機(jī)的運(yùn)行及停止過程中，要求保持一次風(fēng)量不小于36 t/h，摻燒印尼煤時不低于40 t/h。運(yùn)行規(guī)程規(guī)定磨煤機(jī)的一次風(fēng)量不小于額定風(fēng)量的65%，按此計(jì)算：（16.45-1.33）×3.6×65%=35.38 t/h。

（3）在停止給煤機(jī)后，為防止磨煤機(jī)出口溫度快速上升，熱風(fēng)調(diào)門自動快速關(guān)小，冷風(fēng)調(diào)門同時跟隨熱風(fēng)調(diào)門自動關(guān)小，磨煤機(jī)冷一次風(fēng)門的這一自動控制邏輯在停磨過程中不合理；為控制磨煤機(jī)出口溫度，減少風(fēng)壓波動，在停磨過程中，熱風(fēng)調(diào)門及冷風(fēng)調(diào)門應(yīng)將自動切換為手動，運(yùn)行人員根據(jù)磨煤機(jī)運(yùn)行情況手動調(diào)整冷、熱風(fēng)量，維持磨煤機(jī)出口溫度、一次風(fēng)量正常。

（4）運(yùn)行人員按定期工作要求進(jìn)行磨煤機(jī)排渣時，必須打開每臺運(yùn)行磨的排渣門進(jìn)行實(shí)際檢查、排渣，不能根據(jù)敲打的聲音間接判斷排渣箱是否滿渣。對于連續(xù)一個星期均無渣或很少渣的磨煤機(jī)應(yīng)通知檢修人員檢查是否存在問題，如有問題，應(yīng)立即處理。

（5）磨煤機(jī)排渣時如發(fā)現(xiàn)大的鐵塊、鐵柱時，運(yùn)行人員應(yīng)做好運(yùn)行記錄，并報告維修部，待停該磨煤機(jī)時由維修人員檢查刮板裝置是否完好牢固。

（6）風(fēng)道加一道防爆門，避免磨煤機(jī)爆燃時損壞設(shè)備。

（7）磨煤機(jī)實(shí)行技術(shù)改造，實(shí)現(xiàn)啟停磨煤機(jī)時提升磨輥。減少啟停過程中產(chǎn)生火花，從而減少磨煤機(jī)爆燃的機(jī)率。

（8）降低高揮發(fā)份印尼煤的比例。

（9）盡快更換消防蒸汽疏水門，恢復(fù)磨煤機(jī)消防蒸汽系統(tǒng)。

5 結(jié)語

磨煤機(jī)風(fēng)道爆燃，將直接影響機(jī)組經(jīng)濟(jì)性和安全性，因此，磨煤機(jī)在運(yùn)行或是啟停過程中要加強(qiáng)監(jiān)視各個參數(shù)，發(fā)現(xiàn)參數(shù)異常時及時調(diào)整，特別是改變煤種時，要控制好磨煤機(jī)入口一次風(fēng)總量并調(diào)整磨煤機(jī)的出口溫度，使其與煤種相對應(yīng)，防止爆燃，做到安全穩(wěn)定運(yùn)行。

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