一起磨煤機停運時發生爆燃的分析與預防措施

摘 要：茂名臻能熱電有限公司300 MW鍋爐E給煤機要進行電子皮帶稱校驗，運行值班員根據電子皮帶稱實煤校驗方案的要求，一共進行了多次E給煤機啟停的操作，最后一次停運時發生了磨煤機風道入口爆燃事件。本文針對此次事件進行具體分析，并提出相應的預防措施。

關鍵詞：印尼煤 出口溫度 爆燃 預防措施

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

1 制粉系統概況

我廠制粉系統采用中速磨煤機、冷一次風機、正壓直吹制粉系統，每臺鍋爐配6臺磨煤機，5臺運行，1臺備用。磨煤機型號：ZGM95N中速輥式磨煤機，額定空氣量 16.45 kg/s，通風阻力≤5740 Pa，標準磨出力51.5 t/h。

適應煤種范圍如表1所示。

為了降低燃料成本，提高經濟性，以適應市場的需要，發展生產，在#6鍋爐磨煤機配煤方式上摻燒高揮發分、高硫分的印尼煤。

2 發生經過

3月15日E磨煤機給煤量大幅度波動約5噸，熱控人員檢查結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，要重新進行實煤校驗。運行人員根據電子皮帶稱實煤校驗方案的要求，3月17日4：23至19日7：40，共進行了8次燒空E煤倉的啟停操作，最后一次停運時發生了磨煤機風道入口爆燃事件。事件的詳細經過如下。

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，按校驗要求零點班燒完。

2：35啟動E磨煤機運行，投入相應的一次風保護和冷熱風門自動調節。

6：50運行人員判斷E原煤倉差不多燒空，將E磨煤機出力降至9 t/h，磨煤機出口溫度降至58 ℃，磨煤機入口一次風量降至38 t/h。

7：42 E原煤倉燒空、E給煤機煤量降到零，運行人員停給煤機，熱風調門自動由24.4%關至零，冷風調門自動由31.2%關至15.8%，一次風量下降至15.89 t/h，運行人員手動開大冷風調門。

7：43分12秒一次風量回升至29.4 t/h時，E磨煤機熱風入口發生煤粉爆燃，磨煤機出口壓力由-0.9 kPa瞬間上升至7.9 kPa、入口一次風道壓力由1.3 kPa瞬間上升至3.97 kPa，43分53秒停止E磨煤機運行。

爆燃發生后現場檢查發現E磨煤機入口一次風道鼓起、膨脹節脹裂，DCS監視磨煤機出口溫度最高上升至83.6 ℃。19日下午檢修人員打開E磨煤機排渣箱、人孔及風道，發現排渣箱和環形風道內積有較多燃燒過的煤渣，磨煤機刮渣板脫落，磨盤內無積煤或燃燒過的煤渣。

3 事件原因分析

根據DCS記錄，發生爆燃時磨碗上下差壓先上升、后下降，然后逐漸恢復正常，如表2，說明爆燃的起點發生在磨碗下，即環形風道內。

根據以上分析，造成此次爆炸的原因主要有以下幾點。

（1）燃用煤種的揮發份過高是造成爆炸的重要原因。根據運行規程，#6鍋爐制粉系統對煤種揮發份的適應范圍為：Vdaf=16%～40%，而此次燃用的印尼煤Vdaf達到50%（Vdaf是無水無灰基揮發份），大于適應煤種很多，容易著火燃燒。

（2）磨煤機頻繁啟停引起煤渣堆積造成爆燃。磨煤機在啟動過程中容易產生較多的煤渣。在這次校驗皮帶秤的過程中E磨煤機共進行了8次啟停操作，由于磨煤機的刮渣板脫落，啟磨過程中產生的煤渣未能及時落到排渣箱中，堆積在風道中受高溫熱風的烘烤析出可燃氣體，達到條件而引起爆燃。

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

（4）根據煤粉濃度在0.3～0.47 kg/m3之內屬于易爆范圍。在停磨的過程中一次風量波動，揚起風道中堆積的煤粉，使煤粉及可燃氣體的濃度達到容易爆燃的范圍，因而產生爆燃。

（5）磨煤機出口溫度高達83.6 ℃。在停止給煤機后，為防止磨煤機出口溫度快速上升，熱風調門自動快速關小，冷風調門同時跟隨熱風調門自動關小，磨煤機冷一次風門的這一自動控制邏輯在停磨過程中不合理。

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

（7）運行人員未按要求對磨煤機進行定期排渣，對磨煤機的檢查和定期排渣工作不認真，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（運行記錄3月5日以后E磨一直未排過渣），磨機出現排渣異常減少的情況運行人員沒有及時反映，造成磨煤機刮渣板脫落未能及時發現。

（8）#6機組投運后，磨煤機緊急停磨的一次風量保護定值與規程規定不對應。

4 采取的預防措施

針對此次磨煤機停運時發生的入口風道爆燃事故的原因，采取了以下預防措施：

（1）重新計算和確定磨煤機緊急停磨的一次風量保護定值。#6鍋爐在調試期間將磨煤機緊急停磨的一次風量保護值定為23 t/h，根據運行規程規定，#6爐磨煤機的額定空氣流量為16.45 kg/s（含密封風量 1.33 kg/s），一次風量小于額定風量的50%即緊急停磨，據此計算一次風量保護定值應為27.2 t/h。

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

（3）在停止給煤機后，為防止磨煤機出口溫度快速上升，熱風調門自動快速關小，冷風調門同時跟隨熱風調門自動關小，磨煤機冷一次風門的這一自動控制邏輯在停磨過程中不合理；為控制磨煤機出口溫度，減少風壓波動，在停磨過程中，熱風調門及冷風調門應將自動切換為手動，運行人員根據磨煤機運行情況手動調整冷、熱風量，維持磨煤機出口溫度、一次風量正常。

（4）運行人員按定期工作要求進行磨煤機排渣時，必須打開每臺運行磨的排渣門進行實際檢查、排渣，不能根據敲打的聲音間接判斷排渣箱是否滿渣。對于連續一個星期均無渣或很少渣的磨煤機應通知檢修人員檢查是否存在問題，如有問題，應立即處理。

（5）磨煤機排渣時如發現大的鐵塊、鐵柱時，運行人員應做好運行記錄，并報告維修部，待停該磨煤機時由維修人員檢查刮板裝置是否完好牢固。

（6）風道加一道防爆門，避免磨煤機爆燃時損壞設備。

（7）磨煤機實行技術改造，實現啟停磨煤機時提升磨輥。減少啟停過程中產生火花，從而減少磨煤機爆燃的機率。

（8）降低高揮發份印尼煤的比例。

（9）盡快更換消防蒸汽疏水門，恢復磨煤機消防蒸汽系統。

5 結語

磨煤機風道爆燃，將直接影響機組經濟性和安全性，因此，磨煤機在運行或是啟停過程中要加強監視各個參數，發現參數異常時及時調整，特別是改變煤種時，要控制好磨煤機入口一次風總量并調整磨煤機的出口溫度，使其與煤種相對應，防止爆燃，做到安全穩定運行。

參考文獻

[1]馮明馳.鍋爐設備運行技術問答[M].北京：中國電力出版社，2004.

[2]黃新元.電站鍋爐運行與燃燒調整[M]. 北京：中國電力出版社，2002.

[3]姚文達.火電廠鍋爐運行及事故處理[M].北京：中國電力出版社，2007.

[4]Q/MRD-103-02.04-2008，300 MW機組鍋爐運行規程.

[5]YX/OSHMS—L01.鍋爐摻燒神華煤、印尼煤的運行安全技術措施.茂名熱電廠安全健康作業文件.