關于某廠1000MW機組鍋爐爆燃事件的分析

桂永康

摘 要：現今國內1000MW機組鍋爐一般均采用等離子點火裝置，在鍋爐點火初期，由于爐膛溫度較低、風煤比不匹配以及原煤斗落煤不穩定等原因，點火初期煤粉著火比較困難，若長時間未點著火則極易引起鍋爐爆燃，以下對某廠1000MW機組鍋爐爆燃事件展開分析。

關鍵詞：鍋爐爆燃；1000MW；點火；分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.040

1 事件經過

2016年6月1日夜班，某廠#4爐進行啟動工作，03：24，B層等離子拉弧正常，03：38，B磨煤機啟動，空載電流38A，03：43：44，B給煤機啟動并開始下煤，穩定后給煤量31t/h，持續下煤至03：48：34約5分鐘時間內，磨煤機一直保持空載運行時的38A電流，此時B磨煤機電流突增，14秒后即03：48：48電流值86A，爐膛開始打正壓。03：49：05，爐膛正壓2600Pa，A側爐膛煙溫隨后上升至77℃、B側爐膛煙溫則先于A側快速上升至84℃，鍋爐總風量低MFT動作，制粉系統跳閘，進行爐膛吹掃。爐膛發生打正壓后，大量含煤粉的煙塵從干式排渣機底部噴出，煙塵進入#4機8.2米電纜夾層后，相繼觸發電纜夾層內50號煙感探測器和47號煙感探測器報警，03：49：50 #4機8.2米電纜夾層IG541氣體釋放。整個過程的歷史曲線如下圖1：

（紅色為給煤機煤量，黃色為磨煤機電流，綠色為爐膛負壓，紫色為磨入口一次風量，綠色為磨出口溫度，棕色為磨出口壓力）。

2 檢查情況

2.1 設備情況

檢修人員對B給煤機、B磨煤機及B磨動態分離器進行內部檢查，未發現與磨煤機電流異常相關的設備缺陷，測量磨輥間隙和彈簧加載合格；制粉系統再次啟動后運行至今正常。檢查爆燃發生前，磨煤機動態分離器電流50A保持穩定，轉速650rpm穩定，動態分離器運行正常。經檢查確認鍋爐本體無異常。

2.2 下煤情況

B磨煤機為鍋爐底層磨，采用等離子模式點火，B磨煤機系統正常運行時磨電機最大電流—給煤量表如表1：

（其中，電流38A為磨煤機電機空載電流，給煤量85t為磨煤機最大出力）

內部檢查發現磨煤機磨碗上堆積的剩煤呈碾磨后的煤粉狀；給煤機皮帶上堆積的原煤濕度正常、無大結塊，但原煤所含石子煤很少，細煤和煤粉較多。5月份機組調停期間B原煤斗煤位10米，為防止自燃采取了防漏風封堵措施；煤斗存煤長達1個月，底部原煤由于濕度聚積容易結塊。給煤機啟動初期，給煤量有較大的波動，從35t/h下落至22t/h再上升至31t/h，反映給煤初期有較大的結塊煤下落。查其他磨煤機啟動歷史，正常下煤時給煤量呈穩定上升趨勢，沒有大的波動。

B給煤機下煤后，磨煤機出口溫度呈小幅緩慢下降趨勢，其中溫度3測點從79℃下降至爆燃發生前的73℃；同時，給煤機下煤后磨煤機約有5分鐘時間電機電流一直為空載電流38A，由此判斷，下煤期間磨煤機內部僅有少量原煤落下，磨煤機下煤量遠小于實際的30t/h煤量，磨煤機下煤通道存在堵煤的情況。而B磨煤機下煤5分鐘后磨煤機電機電流從38A突升至86A，由表1可知，磨煤機內部實際煤量約為90t左右，從而判斷B磨煤機存在堵磨現象。

2.3 一次風情況

爐膛爆燃發生前，一次風壓5.2—5.6KPa，磨煤機出口壓力2—2.2KPa，一次風流量200—220t/h；爆燃發生后，一次風壓跟隨突增至7.4KPa，磨煤機出口壓力跟隨突增至4.7KPa，而一次風流量則快速降低166t/h；一次風溫度前后均保持在95—105℃之間。一次風壓和磨煤機出口壓力的變化符合爐膛發生爆燃后的壓力波動。但爆燃發生前一次風量偏大，比磨煤機正常運行時一次風量160t/h左右大了40—60t/h；查上次點火期間B磨一次風量為130t/h；《1000MW機組集控運行規程》關于一次風量的要求為“不得低于80t/h”。

2.4 鍋爐點火監控情況

由于該廠采用等離子點火系統，點火前必須退出等離子磨煤機煤火檢保護、全爐膛火焰失去保護（按正常手續辦理保護退出），才能保證鍋爐正常點火。點火期間全程手動控制；爐膛工業電視和等離子火檢電視在集控室前墻大屏幕實時監視。

2.5 檢查情況綜述

綜上，與此次爐膛爆燃相關的異常情況為：

（1）原煤斗底部原煤含細煤、煤粉較多；（2）給煤機下煤初期原煤斗有較大的結塊煤落下；（3）磨煤機內部下煤量遠比實際煤量小，下煤通道存在堵煤現象；（4）點火期間磨煤機一次風量控制相對以前偏大，等離子點火時不易穩燃。

3 原因分析

（1）原煤斗底部原煤含細煤、煤粉較多，而且在長期停放后結塊，致使下煤初期有較大的結塊煤落下，磨煤機落煤管堵煤，下煤長達5分鐘的時間內，由于煤粉顆粒過細過干，煤粉量偏少，一次風量偏大，煤粉進入磨煤機后直接吹入了爐膛，其濃度不足以點火成功；當大量堵煤落入磨煤機后，短時間內煤量遠大于正常的30t/h點火煤量，由于煤量大、細煤和煤粉多，磨煤機發生堵煤現象，電機電流突增至86A，短時間內大量制粉，同時一次風量控制相對以前偏大，使得大量煤粉進入爐膛，從而導致點火時發生爐膛爆燃。這是這次事件的主要原因。

（2）《1000MW機組集控運行規程》最新版中對“鍋爐點火”、“制粉系統的投運”以及相應的操作票中，均沒有針對點火期間下煤后給煤量的大幅波動，5分鐘時間內磨煤機電流沒變化、點火不成功以及磨煤機一次風量的控制上限值作出明確的規定，致使運行人員沒有規程依據去監控和處置這次點火期間的異常現象，最終發生爐膛爆燃。

4 防范措施

（1）加強制粉系統啟動過程監控。給煤量穩定后，監控到磨煤機電流異常（電流無變化或突然跳躍）時應立即停運給、磨煤機；啟動期間給、磨煤機就地應有專人檢查、反饋現場情況，發現異常及時判斷和處置。

（2）加強等離子點火過程監控。開始下煤后應監控磨煤機電流是否平穩增加，檢查磨煤機下煤后的等離子火焰電視、爐膛工業電視、一二次風和爐膛負壓等情況，當判斷點火不成功時應立即停止拉弧并停運制粉系統，進行爐膛吹掃，開展設備檢查；等離子燃燒器就地應有專人檢查、反饋現場情況，發現異常及時判斷和處置。

（3）嚴格遵守鍋爐點火程序規定。鍋爐點火前應按照規程要求，充分吹掃，檢修、運行人員現場檢查、確認制粉系統和等離子點火系統正常。

（4）完善鍋爐點火規程制度。《1000MW機組集控運行規程》最新版對“鍋爐點火”、“制粉系統的投運”以及相應的操作票中，應補充明確針對點火期間發生異常情況的監控、處置要求，包括下煤后給煤量大幅波動，下煤后磨煤機電流變化情況、點火不成功以及磨煤機一次風量的合理控制范圍等。

（5）制粉系統長時間停運時應燒空原煤斗，如原煤斗有存煤，則應采取措施防止原煤自燃、煤斗進水等。鍋爐點火時，原煤斗上煤時應盡量選擇與鍋爐設計煤種類似的煤種，便于鍋爐點火。

參考文獻：

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