基于預先性危險分析法的火電廠磨煤制粉系統風險分析

張勝男，劉曉

（1.國家電投上海發電設備成套設計研究院有限責任公司，上海 200240；2.優得新能源科技（寧波）有限公司，上海 201103）

火電廠的作業風險不是一成不變的，而是隨著時間、生產實際、生產工藝和環節以及周圍環境而改變的。火電廠的作業風險也有發生、發展、消滅(轉化)的過程。在開展作業危險源辨識與風險分級評估時，要充分考慮過去、現在、將來三種時態；正常、異常、緊急三種作業狀態和可能產生的能量釋放類型（機械能、電能、熱能、化學能等）。通過對這些因素的研究達到對各類風險的辨識與控制。研究引用的預先危險性分析法（PHA）是在進行某項生產活動之前(包括設計、施工、生產、維修等)之前，對系統存在危險類別、出現條件、事故后果等進行宏觀分析的方法。基于此方法對燃煤系統進行全面的風險評估和預先危險性分析，并提出系統的預防整改措施，可在事故發生前做出防范，把事故的發生降低到最低點。

1 PHA在火力發電廠磨煤制粉系統中的實踐應用

在火力發電廠的日常運行中，磨煤制粉系統的安全性對鍋爐的運行至關重要，爆炸、火災等事故的發生會直接影響鍋爐的正常運行并造成人員傷亡、設備損毀。因此，防止磨煤制粉系統發生安全事故是非常重要的。

1.1 磨煤制粉系統風險點評估

磨煤制粉系統是將原煤干燥和碾磨成合格的細粉后，通過粉末進料機和一次風扇直接送入爐膛，進行懸浮燃燒。因此，導致制粉系統發生事故的主要因素如下。

（1）不合理的制粉系統設計，未遵循設備標準和規范進行系統設備安裝、操作、日常維護和檢修，促使系統局部存在煤粉堆積現象。例如，旋風分離器的入口部分是直的，在磨煤機的冷阻尼器處的再循環管道和熱空氣管道的入口（在粉末回流管的下部，是系統管道的死角，其煤粉倉和螺旋鉆交叉管中最容易出現煤粉堆積現象），煤機、絞機、原煤倉及煤粉倉等四個角落因長期積累，并且其會逐漸氧化從而引起自燃。

（2）制粉系統啟動、停止和碎煤過程中，煤量和風量瞬時變化量很大，磨煤機出口處的溫度不易控制和采集數據，容易形成超溫，磨煤機內煤粉變細，濃度變小，系統濃度達到爆炸極限即引發爆炸事故。

（3）制粉系統暫停運行后，不充分的通風，設備清理過程未執行標準操作規程導致系統局部有粉塵堆積殘留現象，殘留煤粉接觸空氣氧化，導致煤粉自燃，系統再次啟動作業時，殘存積粉濃度達到爆炸限值范圍時，即會導致制粉系統發生爆炸事故。

（4）進入磨煤機的原煤中夾帶易燃易爆物導致煤炭自燃著火，引發磨煤制粉系統爆炸。

（5）煤粉倉設計存在缺陷，積粉在粉倉內部長期留存，逐漸氧化引發煤粉自燃，過程中粉倉密閉性不良導致自燃加速，系統進粉與粉倉煤粉自燃持續并存，煤粉濃度達到爆炸極限后，發生爆炸事故。

1.2 磨煤制粉系統的PHA

根據磨煤制粉系統的工作原理和設備運行狀態，采用預先危險性分析法對整系統進行風險評估，具體分析如表1。

2 結語

文章通過對磨煤制粉系統的風險點進行評估發現系統主要存在火災、爆炸、機械傷害、觸電等事故類型，基于預先危險性分析得出設備風險預控措施如下。

（1）根據煤粉的燃燒和爆炸屬性、磨煤機的耐磨屬性、煤粉的顆粒精細程度和設備的制粉情況，以及爐膛構造和形式確定磨煤制粉系統。

（2）在確定系統的防爆門動作壓力、總面積、數量及位置時，應符合規定和規范要求。防爆門的安裝地點在爆炸時噴出的氣流及物件應保證不擊中人員、設備、電纜和油、氣管路。

（3）粗粉分離器粉末回流管上的氣體儲柜應易于觀察，原煤破碎時可關閉，以防止煤粉持續進入磨煤機，避免給煤中斷時引起爆炸。

（4）煤粉倉應設自動和手動粉位測量裝置。手動測量裝置的浮桶，應由非鐵質材料制成，鋼絲繩穿粉倉頂孔應襯銅、鉛、鋁，防止摩擦撞擊產生靜電或火花。

（5）煤粉倉設置煤粉外排設施向安全地點排放已著火煤粉，或將多余原煤煤粉外輸至鄰爐。

（6）中儲式制粉系統的給粉機應有可靠的動力和控制電源，斷電后應閉鎖，避免再送電時即自行啟動，向爐膛送粉。

表1 磨煤制粉系統預先危險分析