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制粉系統(tǒng)旁路爆燃的原因分析及處理

文檔作者：楊震文檔來源：新疆石河子天富熱電廠		點擊數(shù)：	更新時間： 2022年08月30日
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熱電技術(shù) 2005年第3期(總第87期)
制粉系統(tǒng)旁路爆燃的原因分析及處理
楊 震
(新疆石河子天富熱電廠，新疆石河子832000)
摘要針對天富熱電廠7號鍋爐制粉系統(tǒng)旁路多次發(fā)生
爆炸的原因、機理進行分析，采取簡單而可靠的應(yīng)對方法，在
保證鍋爐安全運行上取得了一定的成效。
關(guān)鍵詞 制粉系統(tǒng)旁路爆燃
1 前言
石河子天富熱電廠四期工程為三爐兩機(6、7、8
號爐，6、7號機，母管制)配置，鍋爐型號為DG220／9．
8一l8自然循環(huán)煤粉爐，配兩臺CC50／8．83／0．98／0．
198抽凝供熱機組，全部采用DCS+DEH控制。制粉
系統(tǒng)為鋼珠磨中儲式乏氣送粉系統(tǒng)(甲乙雙套)，磨
煤機型號為NTZ一2935，設(shè)計出力17．62t／h，校核出
力18．1t／h，設(shè)有電動檢修慢傳裝置及高壓頂軸油泵
助力啟動磨煤機裝置，在磨煤機進、出口和排粉機進
口裝有自動翻板式防爆門。采用了HW—GXB—I型
高效細粉分離器，分離效率≥90％。燃煤采用新疆
本地?zé)熋?，揮發(fā)份約38—39％ 。自鍋爐投運以來，多
次出現(xiàn)制粉系統(tǒng)爆燃的現(xiàn)象，尤其是7號爐最為明
顯，這里對此現(xiàn)象的原因進行探討。
2 事故現(xiàn)象及存在的問題
7號鍋爐從2003年11月投產(chǎn)以來，多次出現(xiàn)制
粉系統(tǒng)爆燃的現(xiàn)象，一般多出現(xiàn)在鋼球磨煤機啟動
(或停止)時的冷熱風(fēng)門調(diào)整過程中或停磨煤機后進
行倒風(fēng)操作過程中。當(dāng)時運行人員在停磨煤機前，
斷煤后對磨煤機進行通風(fēng)抽粉5—10rain后才停止磨
煤機運行，控制磨煤機進口溫度在75 80~C，磨煤機
出口溫度在65—70 ，排粉機進口溫度在約65 ，排
粉機出口風(fēng)壓一2200Pa，爐膛負壓 一40Pa。停磨約
2—3h后，啟動磨煤機進行冷熱風(fēng)門調(diào)整過程中，有
時會出現(xiàn)排粉機出口風(fēng)壓異常升高至4200
5200Pa，爐膛負壓上升至+150一+200Pa，排粉機進
口溫度異常升高至250—750oC，約1 3s后排粉機出
口風(fēng)壓恢復(fù)到一2200Pa，爐膛負壓也隨之恢復(fù)正常，
一30 一
約3—8min后排粉機進口溫度恢復(fù)到約65℃ ，而此
時磨煤機進、出口溫度基本不變，制粉系統(tǒng)內(nèi)各負壓
指示有一定變化。有時恰好有鍋爐巡檢員或檢修人
員在磨煤機附近，看到排粉機進口的自動翻板式防
爆門動作，有煙火向外噴出，泄壓后在自身重力的作
用下防爆門上的翻板自動關(guān)閉。但2004年l0月l5
日10：15分，在停甲側(cè)磨煤機并對甲側(cè)制粉系統(tǒng)進行
倒風(fēng)操作過程中，甲側(cè)排粉機進口的爆燃，競?cè)粚⑴?
粉機人口防爆門上的翻板炸成兩塊，其中一塊飛出
將甲側(cè)磨煤機高壓頂軸油泵的油管路砸壞，造成磨
煤機一時無法啟動；同時因甲側(cè)排粉機進口防爆門
的破損，使得甲側(cè)排粉機出口風(fēng)壓上升至5500Pa，爐
膛負壓上升至一+180Pa，經(jīng)多方調(diào)整穩(wěn)定了的鍋爐
的運行，雖然此次事故未造成鍋爐滅火，但使鍋爐異
常運行達一2h，甲側(cè)磨煤機停運一7h，通過鄰爐輸
粉，鍋爐未減負荷。
3 爆燃原因分析
3．1 爆燃地點及爆燃原因的確定
首先通過對現(xiàn)場狀態(tài)及各種參數(shù)的分析，確定
了爆炸地點為排粉機入口旁路管處。為什么在該處
會引起制粉系統(tǒng)爆炸呢?眾所周知煤粉爆炸的原因
主要有以下幾點：揮發(fā)份含量，當(dāng)?shù)責(zé)熋旱膿]發(fā)份含
量為38—39％屬于易燃煤種；煤粉細度，從細粉分離
器出來的乏氣中的煤粉顆粒細度一般在l0 m以下，
爆炸危險性相對較大；氣粉混合物濃度，煤粉爆炸的
危險濃度在1．2—2．0kg／m3，但此處煤粉濃度相對較
低；氣粉混合物的氧氣濃度，當(dāng)氣粉混合物中的氧氣
濃度含量達到17．3％極易引起爆炸；氣粉混合物的
流速，流速過低容易造成煤粉沉積，流速過高容易引
起靜電火花(一般流速應(yīng)控制在16 30m／s)；氣粉混
合物的溫度，當(dāng)氣粉混合物的溫度較高時容易引起
爆炸，可排粉機人口溫度只有65 oC；煤粉水分，過于
干燥的煤粉爆炸的危險性較大；煤粉沉積和外來火
源，煤粉沉積容易導(dǎo)致煤粉自燃，外來火源和爆炸物
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楊 震：制粉系統(tǒng)旁路爆燃的原因分析及處理
則會直接導(dǎo)致煤粉爆炸。在以上幾點中，煤粉沉積
才是引起爆炸的關(guān)鍵所在。因為以往爆炸都是在運
行一段時間后出現(xiàn)，也就是說，經(jīng)過一段時間的運
行，當(dāng)該處的煤粉經(jīng)過沉積并發(fā)生自燃后，當(dāng)爆炸條
件成立時，便可造成該處制粉系統(tǒng)爆炸的發(fā)生。
3．2 煤粉沉積原因的分析
排粉機旁路系統(tǒng)示意圖如圖1所示。
圖1 排粉機旁路系統(tǒng)圖
煤粉為什么會在旁路中沉積呢?當(dāng)從細粉分離
器出來的帶有l(wèi)0％極細煤粉的氣粉混合物從排粉機
入口電動門通過，經(jīng)過旁路管連接管交匯處因容積
擴大，流速減小，煤粉在重力的作用下容易沉積在旁
路管道；此段管道外壁曲線發(fā)生急劇變化，產(chǎn)生氣旋
渦流，極容易使氣粉混合物中的煤粉分離拋出，造成
旁路水平管道里沉淀積粉。雖然排粉機進口氣溫度
顯示只有65℃，但由于該溫度測點距排粉機旁路管
有一定的距離，并不能顯示旁路管煤粉沉積處的真
實溫度，而煤粉沉積處距熱風(fēng)總管并不遠，加上整個
管道系統(tǒng)做了很好的保溫處理，煤粉一旦沉積則很
容易引起自燃；平時排粉機旁路進口熱風(fēng)調(diào)節(jié)電動
門處于關(guān)的位置，為了便于處理突發(fā)事故，旁路手動
門處在常開狀態(tài)。旁路熱風(fēng)調(diào)節(jié)電動門稍微不嚴，
極易漏入320℃ 的熱風(fēng)，也會造成沉積的煤粉自燃。
運行人員在啟、停磨煤機時進行冷、熱風(fēng)門調(diào)整或停
磨煤機進行倒風(fēng)操作過程中，冷風(fēng)和熱風(fēng)的攪動，使
得沉積自燃的煤粉飛揚，一旦達到爆炸條件，就形成
劇烈的爆燃，造成防爆門動作，同時使制粉系統(tǒng)及爐
膛壓力發(fā)生變化，多次爆燃使的防爆門結(jié)構(gòu)受到損
壞，最終導(dǎo)致防爆門破損造成事故。
4 防范措施及依據(jù)
4．1 防范措施
由于旁路管的設(shè)計安裝為水平管道，出現(xiàn)煤粉
沉積可能性較大，而對旁路管重新設(shè)計修改短期內(nèi)
也不可能實現(xiàn)，而這里要做的是消除煤粉沉積，就可
防止煤粉自燃及爆炸，通過觀察及系統(tǒng)分析，提出在
運行時將旁路冷風(fēng)門開啟3～8％ ，以對排粉機出口
風(fēng)壓有輕微提高30～80Pa即可，這樣就可防止乏氣
中的細小煤粉顆粒在旁路管中沉積，也就避免了煤
粉沉積所引起的自燃，也就不會出現(xiàn)煤粉爆燃的現(xiàn)
象。這樣做可能會對制粉系統(tǒng)出力有一定的影響，
但從電廠利益出發(fā)，經(jīng)濟性必須服從安全性這一原
則，在不對制粉系統(tǒng)做任何改動的情況下，暫時只有
這樣處理。
4．2 采取措施的理論依據(jù)
造成煤粉爆炸的原因有很多，但發(fā)生爆炸時往
往是多個原因同時具有，而只開啟制粉系統(tǒng)的旁路，
就能做到爆炸不發(fā)生。這是因為，當(dāng)開啟旁路冷風(fēng)
門后，首先防止了煤粉在該處的沉積(也就防止了煤
粉的自燃)，其次降低了該處煤粉氣流的溫度，同時
改變了該處氣粉混合物濃度、氣粉混合物中的氧氣
濃度及煤粉水分，所以就防止了爆炸現(xiàn)象的發(fā)生。
在這里面，防止煤粉沉積是最主要的，因為以往爆炸
都是在運行一段時間后出現(xiàn)，也就是說，經(jīng)過一段時
間的運行，當(dāng)該處的煤粉經(jīng)過沉積并發(fā)生自燃后，當(dāng)
爆炸條件成立時，便可造成該處制粉系統(tǒng)爆炸的發(fā)
生(由于該處溫度約60℃ ，又進行了保溫處理，煤粉
沉積后很容易引起自燃)。
5 結(jié)論
通過從開啟旁路冷風(fēng)門后制粉系統(tǒng)運行狀況來
看，開啟前和開啟后，甲乙磨煤機停運次數(shù)和停運時
間變化不是很大，制粉系統(tǒng)出力也未受明顯影響，更
為關(guān)鍵的是制粉旁路管處再也沒有出現(xiàn)爆燃現(xiàn)象，
保證了鍋爐機組的安全運行，同時將此經(jīng)驗在其他
鍋爐制粉系統(tǒng)上實驗均獲成功。經(jīng)過這一時段的運
行，證明該措施是有效可行的。
一3l 一

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