鍋爐制粉系統煤粉燃爆事故致因分析及防治對策研究

摘 要：制粉系統是鍋爐運行過程中的重要組成部分，自身的安全性直接的影響著鍋爐的有效運行。因此對鍋爐制粉系統中采用的煤粉要進行特別的重視。保證鍋爐在運行過程中的安全性，提升對鍋爐制粉系統煤粉燃爆發生事故的控制，避免傷亡事故的發生。保證鍋爐制粉系統的有效運行是電力企業安全運行管理的重要方面。

關鍵詞：鍋爐制粉系統；煤粉燃爆事故

中圖分類號：TM621.2 文獻標識碼：A 文章編號：1674-7712 （2014） 22-0000-01

有效的控制鍋爐制粉系統煤粉燃爆事故的發生，是電力企業安全運行管理的重要方面。因此管理人員要明確鍋爐制粉系統存在的問題，制定有效的措施進行解決。防止煤粉燃爆事故發生，保證電力企業經濟效益與社會影響不斷提升。

一、制粉系統煤粉燃爆事故致因分析

點火源是可燃物爆炸的必要條件，點火源可能來自外部，像電弧、火焰、機械撞擊、摩擦產生的火花或相鄰的熱載體；點火源還可能來自內部微小的放熱反應產生的熱量；點火源也可能從一個區域移動到另一個區域，如原煤場露天堆積的原煤自燃（陰燃），沒有及時發現而被輸送到制粉系統中；或者，磨煤機內部由于機械撞擊或摩擦產生的火花隨內部氣-固兩相流被輸送到分離器及其間的管路里等等。此外，在某一范圍內由點火源產生的火焰本身有可能變成更大的點火源，進而波及到另一范圍。

細粉分離器積粉自燃。細粉分離器進口處積粉自燃主要發生在細粉分離器進口管道下部較平緩的管段上，因輸粉氣流從彎頭部上來時氣流分布不均，直管段下部氣流較弱，造成該部位易積粉。另外，在制粉系統停運時，也會存在氣流中的余粉沉積在水平直管的下部而不能自行滑落，加之運行時若遇原煤水分過大，風粉溫度控制較低，煤粉濕度較大時，更易在其上積粉。同時此處也是遭受煤粉磨損較為嚴重的部位，為了防止輸粉管壁磨損，實際生產中在此部位貼有內襯鑄石，當鑄石脫落時，增加了積粉的可能性，且該部位吹掃困難，所以極易可能發生積粉自燃。

此外，通過制粉系統輸粉管道阻力特性研究表明，水平送粉管道中，管內煤粉顆粒的分布是不均勻的，靠近管底，煤粉顆粒分布較密，且顆粒的運動很不規則，特別是管壁附近，存在顆粒群與管壁的碰撞、顆粒彼此之間的碰撞等，特別是制粉系統內部一次風速過低，容易造成水平段積粉，并在系統內部慢慢氧化自燃。

制粉系統煤粉輸送管道、煤粉倉保溫不好，造成輸粉管道、煤粉倉鋼板內壁結露、掛粉；粗粉分離器和細粉分離器人孔門以及部分外壁保溫不好，煤粉倉鋼板保溫脫落或未釆取措施進行保溫，使內外壁溫差較大，內壁結露掛粉自燃等等。

煤粉水分和灰分的影響。煤粉水分和灰分越大，則爆炸的可能性變小。但在實際運行工作中，不可以將煤粉水分增加到高于正常儲存和輸送所允許的數值，因為這樣容易造成煤粉的粘結及輸粉管道堵塞等不良后果。加之在制粉系統運行時，要實現連續測量煤粉的含水量是非常困難的。但是煤粉中的水分含量同磨煤機出口氣粉混合物的溫度具有直接關系。磨煤機出口溫度越高，煤粉的水分越少因此，在實踐中通過連續測量氣粉混合物在磨煤機出口的溫度的做法，來有效掌握煤粉中的含水量。同時，如果降低制粉系統中氣粉混合物的溫度，則會造成沉積在制粉系統內部的煤粉氧化減弱，進而降低制粉系統煤粉爆炸的危險性。

二、制粉系統煤粉燃爆防治對策

（一）制粉系統的惰化設計

所謂惰化就是在煤粉/空氣混合物中加入一定量的惰性介質，其作用是：一方面可以對氣粉混合物中的氧氣濃度進行有效稀釋，減少煤粉顆粒和氧分子作用的機會，或者使煤粉顆粒與氧分子隔離，形成一層屏障，活化分子由于與惰性介質粒子碰撞會失去活化能而不能發生反應；另一方面，燃燒反應產生的自由基與惰性介質作用時會失去活性，造成燃燒的連鎖反應中斷；另外，惰化介質還會吸收大量反應熱，使熱量不能積聚，燃燒反應不能蔓延，對燃燒反應起到抑制作用。由此可見，通過向制粉系統中煤粉/空氣混合物中充入惰化介質，可縮小可燃物組分的爆炸極限范圍。當惰化介質濃度增加到足夠大時，可使混合物爆炸下限和爆炸上限重合。若繼續增大惰化介質濃度，煤粉/空氣混合物將不再發生點火、燃燒和爆炸反應，從而可有效防止燃爆事故的發生。

（二）加強鍋爐煤質監控與管理

煤質變化的應對措施。電站鍋爐燃煤緊缺是我國短期內難以解決的問題，這將對火力發電廠燃煤產生重大影響，從而造成鍋爐運行狀態偏離設計值，直接影響機組的安全性和經濟性。面對煤種變化，了解鍋爐適應煤種的范圍，根據煤種特性選擇合適的入廠煤，并合理安排入爐煤及入爐方式，可以在保證安全運行的基礎上，提高機組經濟性。

1.確定煤質特性，保證煤質指標符合設計要求。鍋爐煤源發生變化時，必須保證主要煤質指標在鍋爐原設計煤質指標規定的范圍內。如果因鍋爐煤源發生較大變化而難以保證煤質指標時，則必須采用配煤方案進行改進。為了確保煤質變化對制粉系統運行安全不造成較大影響，則需要對擬燃用煤種全面進行煤質特性試驗，特別是通過配煤的混煤特性。

2.加強配煤管理，選擇合理的配煤方式。對我國大多數電廠而言，難以實現采用單一煤源來保證煤質的穩定。按照鍋爐入爐煤質要求，對不同煤源進行配煤是比較現實的做法。目前國、內外通用的混煤方法主要有爐內混合、間斷性摻燒、預先進行混合等形式。其中預先進行混合的配煤方法在電廠應用最廣，并有多種實現手段。典型的有在煤礦或煤炭中轉過程中進行混合、在入爐煤上煤過程中摻配以及在電廠煤場儲存環節進行混合等方式。按照電廠生產實際，多釆用在煤場儲存環節中進行混合。

三、結束語

導致鍋爐制粉系統煤粉發生燃爆事故有著諸多的原因。不同類型的煤粉需要采取不同的設備以及燃燒方式進行工作。因此我們要對鍋爐的運行狀況進行詳細的分析，充分的了解煤粉的組成部分。這樣才能夠有效的控制鍋爐發生事故的幾率，保證鍋爐運行的安全穩定性。

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