中储式制粉系统放爆经验交流(掺混烟煤)

本质安全型质量效益型科技创新型资源节约型和谐发展型锅炉制粉系统防爆经验交流信智恒久动力生活2009年4月8日主要介绍内容第一部分概述第二部分神华煤特性及制粉系统防爆炸措施第三部分徐州电厂掺烧神华煤锅炉改造项目第一部分概述•徐州电厂为做好神华煤的燃烧工作，在试烧前对热电等电厂进行了认真细致的调研，总结吸收了制粉系统防爆和控制受热面结焦等方面的经验。2009年2月13日～3月24日，徐电断续按掺烧20％神华煤的比例，在#7炉共计试烧神华煤约5600吨。试烧过程中邀请了热电和盘山的专家进行了现场指导。通过试烧过程中的试验和设备运行情况的表现，初步发现了一些由于神华煤与原运行使用煤种的差异，在防止制粉系统爆炸和锅炉受热面结焦等方面存在的问题。徐电结合兄弟电厂经验和试烧工作中的实际情况，提出了掺烧神华煤锅炉设备改造的可行性报告。•下面技术中心结合三河、热电、神木三厂发生的7次制粉系统爆炸，进一步分析总结了燃用神华煤制粉系统防爆的措施。希望对徐电燃烧神华煤工作有一定的帮助。同时就掺烧神华煤锅炉设备改造可行性报告，提出几点意见。不妥之处请商榷。第一部分概述名称磨机入口磨机出口粗粉分离器细粉分离器入口粉仓排粉机三次风分配箱总次数数量/次581021805710191比例％30.375.2410.9941.882.623.665.24100•有人统计了燃烧高挥发分煤的电厂191次爆炸情况,按爆炸部位进行了分类,发现：有的部位多,有的部位少,甚至有的部位从来也不爆。第二部分神华煤特性及制粉系统防爆炸措施2.1防治原则：为了保证长期安全燃烧神华煤，杜绝不可控制的制粉系统爆炸事故的发生，防止制粉系统爆炸的工作必须常抓不懈。要把我们共同制定的各项措施认真落实到制度，责任落实到人员，并在实践中不断摸索规律，完善措施。第二部分神华煤特性及制粉系统防爆炸措施（续）2.2爆炸三要素可燃物浓度。当煤粉浓度大于3～4kg(煤粉)/m3(空气)或小于0.32～0.47kg(煤粉)/m3(空气)时不易引起爆炸；最危险浓度1.2～2.0kg/m3。点燃能。点燃能的大小不仅对发生爆炸起重要的作用，而且决定了爆炸时产生的压力等级和爆炸的强度；氧气的浓度。制粉系统中氧气来自多方面，作干燥剂的热风、冷风、烟气以及漏风、输送煤粉的气体都含有一定量的氧气。第二部分神华煤特性及制粉系统防爆炸措施（续）2.3神华煤的爆炸特性：神华煤是易爆炸煤种。神华煤干燥无灰基挥发份在30～38%之间；灰份在5～13%之间（低质神华煤灰分也有高达27％左右的），极易自燃，甚至发生爆炸。（煤粉的爆炸性指数=6.67左右（根据DL/T5203一2005的规定爆炸性指数≥3.0，则可判断为易爆炸煤种）。煤粉的爆炸性能不但与煤粉特性如水分、灰分、挥发分及元素组成等有关，还与运行工况如煤粉细度、煤粉在空气的浓度、混合物的温度以及混合物中氧浓度等因素密切相关。因此，对于神华煤不应选择中间储藏式制粉系统，采用中间储藏式制粉系统燃烧高挥发份的神华煤是非常危险的。第二部分神华煤特性及制粉系统防爆炸措施（续）三河曾在试验室做了一次神华煤、准格尔煤的小型模拟试验。试验一:环境温度下,将两种煤粉放入炉内,开始加热,约10min,炉内温度到150℃,保持30min。在炉内温度达到150℃时,神华煤样冒烟,开始自燃;30min后,取出两种煤样均自燃。试验二:炉内恒温100℃时,同时放入两种煤样,持续时间30min。两种煤均无自燃。试验三:恒温箱100℃,放入神华煤样,温度升到140℃,8min后神华煤自燃。神华煤的结焦性较强。采用不同的混烧比例、方式，可降低结渣性，保证锅炉的正常运行。第二部分神华煤特性及制粉系统防爆炸措施（续）2.4运行措施2.4.1严格控制磨煤机出口最高允许温度，是防止制粉系统着火爆炸的首要条件。热电公司采用神华煤与准格尔煤按7：3比例掺烧，正常运行时磨煤机出口温度控制在68～70℃。启动时磨煤机出口温度控制在50℃。神木公司全烧当地神木煤，启动制粉系统时，当磨煤机出口温度为40℃时启动磨煤机,60℃时启动给煤机,正常运行时磨煤机出口温度控制在60～70℃,最高不超过75℃。建议最高不超过70℃。三河公司采用神华煤与准格尔煤按7：3比例掺烧，正常运行时磨煤机出口温度控制在70℃以内。第二部分神华煤特性及制粉系统防爆炸措施（续）2.4.2对于中间储藏式制粉系统必须保证有效的抽粉风量和抽粉时间停止磨煤机前尽可能抽空系统内的存粉,是防止中间储藏式制粉系统启动时发生爆炸的最有效手段。对于钢球磨煤机的内部结构，尽管不可能把积粉完全抽净，至少要确保一次风管道和粗、细粉分离器处不积粉。抽粉风量要保证水平管道内的风速不小于18m/s，出口温度控制在50℃。抽粉风量的确定要有依据，可以通过在排粉机入口加装测点，通过试验结合实际磨煤机内部检查进行确定。建议在抽粉后期的5分钟内适当开启再循环风门加大筒体的通风量。2004年8月闵行发电厂10号炉乏气送粉制粉系统，甲组制粉系统在进行起磨倒风时发生爆炸事件。原因为：磨煤机停运时煤粉未抽清，长时间停运使积粉氧化发热，再次启动倒风时，风粉充分混合引发了爆炸。第二部分神华煤特性及制粉系统防爆炸措施（续）2.4.3规范启停操作，避免制粉系统发生爆炸，对于中间储仓式制粉系统，制粉系统停止后要定期监视测量各处温度，并确保启动前各参数正常。2.4.4混煤可以降低神华煤爆炸性指数，减少制粉系统爆炸的可能；2.4.5综合考虑燃烧，防磨、防爆等因素，合理确定最佳一次风速并保证一次风偏差在要求范围内，同层或同组燃烧器之间的风量偏差（最大和最小偏差）不大于5%；中间储仓式制粉系统煤粉量偏差不大于5%。第二部分神华煤特性及制粉系统防爆炸措施（续）2.4.6在确定煤粉细度时，除考虑燃尽和结渣外，还要考虑细度对爆炸倾向的影响目前各发电公司的运行煤粉细度如下：三河发电公司R90=4～10%；北京热电公司R90=30%；神木发电公司R90=35～38%（神木公司在2005年9月份根据热工所的试验把煤粉细度调整到26%左右，发生1226、1227事件后煤粉细度又恢复到35-38%的状态）。2.4.7规范吸潮管的操作；防止粉仓内的煤粉板结，煤粉仓设计有吸潮管。操作上是制粉系统运行时吸潮管有一定的开度，使粉仓负压保持适当的数值。制粉系统停止时，吸潮管上的挡板要关闭。挡板建议该电动。第二部分神华煤特性及制粉系统防爆炸措施（续）2.4.8定期降粉和控制粉仓温度是防止粉仓自燃爆炸的有效手段；要确保输粉绞龙运行可靠不漏风。粉仓温度测点要定期校验，确保准确可靠。凡是有煤粉仓温度任一点超过70℃或粉仓温度在短时间内上升较快，立即进行降粉。并进行充氮或CO2操作，因此要求氮气和CO2系统要随时处于备用状态，惰性气体应在煤粉仓的上部以平行于煤粉仓顶盖的分散气流方式引入，避免引起煤粉飞扬。例如：1989年6月抚顺电厂，23号锅炉粉仓粉位到零，在煤粉仓温度83℃和火源没有消除的情况下，强行向煤粉仓送粉，并在送粉前开吸潮管通风，促成了爆炸条件的成立，导致煤粉仓发生爆炸事故。同时，在爆炸时防爆门未破，人孔门鼓开，煤粉火焰喷出并充满44号段输煤间，气浪将南北隔墙冲倒、西墙移位，并将正在进行送粉操作的2人烧成重伤。第二部分神华煤特性及制粉系统防爆炸措施（续）2.4.9发现一次风入口风道或者磨煤机出口温度不正常升高，初步判断着火时，不要轻易改变此时的运行风量和给煤量，因为任何的改变都容易使煤粉浓度和热量发生变化，而进入煤粉爆炸区域而发生爆炸，首先应该采取的措施是投入消防蒸汽或惰性气体灭火，然后再考虑关热风门、减煤等措施。2.4.10设备定期轮换运行中储式系统，磨煤机和系统内部可能存在一定量的积粉，设备停止时间过长积粉容易自燃，磨煤机再次启动时，煤粉扬起而容易发生爆炸。因此设备停止周期随煤种和系统状况不同而不同。启动周期短，启动次数越多危险性越大。要摸索确定一个适合所烧煤种的轮换周期。第二部分神华煤特性及制粉系统防爆炸措施（续）2.5防止制粉系统爆炸的设备维护工作2.5.1确保制粉系统防爆门正确动作，保护系统不受破坏。采用防爆皮的防爆门强度不易控制，不能很好的起到保护设备的作用。采用新型磁力防爆门要避免防爆门动作伤及人员和电缆等。例如，山东邹县发电厂3号炉试运过程中发生过2次煤粉仓爆炸事故，后1次将煤粉仓的顶盖掀起;11号输煤皮带烧坏，一名现场施工人员烧伤致死;双鸭山发电厂1号锅炉煤粉仓也曾发生过爆炸，造成煤粉仓顶盖掀起、煤仓间隔墙倒塌以及输煤皮带损坏和人员伤亡。在两起煤粉仓爆炸事故中，煤粉仓上的防爆门均没有动作。虽然爆炸的原因各不相同，但有必要引起对煤粉仓防爆设计的重视，尤其合理选择煤粉仓的抗爆炸设计压力及防爆门的型式、动作压力更为重要。第二部分神华煤特性及制粉系统防爆炸措施（续）2.5.2保证制粉系统附近电缆安全，防止事故扩大制粉系统附近的外露电缆要涂刷防火涂料，防止、由于制粉系统着火或爆炸导致附近电缆着火而使事故进一步扩大这种情况在国内曾经发生过。如：1989年9月某厂7号锅炉制粉系统在停炉前有5个防爆门同时破裂，其中位于球磨机出口管上的防爆门破裂后，气粉混合物直接喷向电缆支架，引起电缆着火。由于扑救及时，并且电缆至锅炉控制室的孔洞早已被堵死，火情得到控制，没有进一步扩大。事故原因是由于大颗粒煤粉在旋风分离器进口管水平段沉积，产生自燃，引起风粉混合物的爆炸，使防爆门破裂泄压，而防爆门动作方向正对电缆，从而引起电缆着火。第二部分神华煤特性及制粉系统防爆炸措施（续）2.5.3设备维修和运行检查时要有防止人身伤害的措施对于运行中的制粉系统，凡在防爆门排放物可能危及人员安全的范围内进行检修作业时，应设置防护隔离措施。动火作业的地点应有消防设施和临场监护。为检查或检修停运的制粉系统，在打开观察孔和人孔之前，应证实无积粉自燃情况。开启时不应正对着它们站立，以避免受到飞扬的煤粉或爆炸物的冲击。进入内部检查前要有足够的通风时间，进入前要进行有害气体测量。2.5.4热风门应关闭严密山东邹县电厂因丙排粉机近路热风门不严，特别是丙排粉机热风调门只能关至70%，以致大量的热风内漏，造成该制粉系统半年内9次爆炸。第二部分神华煤特性及制粉系统防爆炸措施（续）2.5.5必须有效控制系统的漏粉、漏风情况对于漏粉部位要及早发现、及时清除，防止积粉自燃和污染环境，清除漏粉不能简单清扫，这样容易造成煤粉二次飞扬，遇明火容易发生爆炸。应采用负压吸尘系统或者负压吸尘车。如：1986年2月某电厂在卸下给粉机，粉仓放煤粉过程中。另一侧焊接焊接原煤斗的总做未停。煤粉流出后，先落在粉机平台上，引起煤粉大量向上飞扬。遇火焰，煤粉爆燃起火。第一次爆燃把沉落的煤粉扰动起来，引起再次爆燃，如此爆燃多次，引起火灾。事故中造成1人死亡、2人重伤、4人轻伤的严重后果。第二部分神华煤特性及制粉系统防爆炸措施（续）2.5.6通过系统改造减少或消除积粉积粉时间过长必然会发生自燃为爆炸提供可能。消除系统的积粉是最积极有效的预防措施。检修时要详细检查、消除系统内的积粉点，比如细粉分离器入口的方形直管段，要改成有坡度的内衬浇注防磨料。系统管道接口的相贯线的凸台，毛刺都要打磨光滑，并定期进行检查。如：山东邹县电厂中储制粉、乏气送粉系统，因管道设计不合里造成积粉。第二部分神华煤特性及制粉系统防爆炸措施（续）2.5.7安装制粉系统启停报警装置2.5.8设计安装远方操作锁器的装置2.6制度建设是长期进行防磨防爆工作的组织保证2.6.1完善组织机构要在发电公司内部建立完善的以总工程师为首的防磨防爆小组，领导各级生产部门人员定期开展工作，包括定期检查，交流学习等等，要对员工加强防范意识教育，疏忽大意往往是制粉系统发生严重爆炸的根本原因。第二部分神华煤特性及制粉系统防爆炸措施（续）2.6.2严格执行操作票制度对于制粉系统启停，要严格实行操作票制度，操作票的内容步骤要明确清晰，不同的操作员按照操作票操作都能达到相同的效果，这样规范操作行为，防止误操作，漏操作。2.6.3定期进行系统检查并落实责任制运行人