300MW发电机组制粉系统防爆分析

2019-09-06 版权声明 举报文章

摘要:文章针对某电厂锅炉由原设计煤种无烟煤改为烟煤后制粉系统多次出现的制粉系统着火、爆燃和燃烧器损坏等问题,介绍了该电厂的设备概况,分析了事故发生的原因并制定了一系列预防和控制措施,为锅炉及制粉系统的安全、稳定运行提供保障,实施后未发生任何安全事故。

关键词:烟煤;制粉系统;着火;防爆

中图分类号:TM3 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2012)27-0085-03

1 设备概况

某电厂采用的制粉系统型式为双进双出低速钢球磨煤机,如图1所示。一定粒度的原煤经过速度自动控制的给煤机送至落煤管落下,通过位于中空轴的螺旋绞笼做旋转运动而带入磨煤机筒体内。电机通过减速箱带动磨煤机筒体按照设计转速转动,磨煤机筒体内按照一定配比装载了直径不同的钢球,通过筒体的转动,将煤和钢球混合物提升至一定高度,钢球在自由泻落的过程中对原煤进行冲砸和研磨,直至原煤变成细粉。冷热一次风一起通入磨煤机筒体,由中空管进入磨筒体与煤混合,使煤粉得到干燥,并将煤粉由与原煤相反的方向形成两个回路带出磨煤机,不合格的煤粉通过可调节的分离器挡板返回磨煤机内继续研磨,而合格的煤粉通过六条一次粉管通入炉膛燃烧器进行燃烧。

2 制粉系统爆燃的原因分析

2.1 煤种原因

锅炉由原设计煤种无烟煤改为烟煤后,煤粉的挥发份与发热量变高,挥发份达到25%以上,收到基低位发热量达到20MJ/kg以上,此类煤种增加了爆燃的可能性,这是制粉系统着火、爆燃的主要原因。

2.2 风粉管道积粉自燃

从多次发生的制粉系统着火、爆燃后的现场来看,引爆点主要在容易长期积粉的位置,主要是由于制粉系统筒体内或者燃烧器水平管道长期沉积大量煤粉,达到一定浓度,当有漏热风或者其他热源进入时煤粉自燃所形成的火源。磨煤机停运后,未及时全开辅助风门对燃烧器粉管吹扫足够长时间,导致粉管水平位置积粉,当漏入热风时,积粉自燃或者燃烧器冷却风不足导致燃烧器烧坏。

2.3 启动或停运操作不当

制粉系统启动前,由于磨筒体内积粉过多,若一次风温提升速度过快,冷风吹扫时间不足,大量热风进入磨煤机内,易引起积粉着火、爆燃。制粉系统停运或跳闸时,未完全吹空筒体内的煤粉,根据经验:一般走空一台磨煤机筒体内全部煤粉需要3.5MPa筒压吹扫30分钟左右,若筒压或者时间不够,都可能导致停运后磨煤机内仍然积粉。

3 制粉系统防爆预控措施分析

3.1 制粉系统正常时的措施

3.1.1 加强入炉煤质分析,燃料部根据煤场煤质情况,做好掺烧工作,每周预估下周的入炉煤情况,为运行部的燃烧工况调整提供依据。燃料部最少应保障一周内入炉煤的煤质稳定,当入炉煤质将发生较大变化时,应提前通报运行部。各值接班后应及时登录生产管理系统及与燃料部集控室沟通,查询、了解本班煤质情况。值班人员了解到本班煤质变化较大时应及时汇报主管副部长。

3.1.2 设备人员应加强设备缺陷管理,发现风粉管道漏粉及时进行堵漏并清理,防止煤粉自燃。运行巡检人员定期对制粉系统风粉管道进行巡视检查,发现风粉管道或磨煤机本体存在高温、火星或焦糊气味等异常情况及时汇报,并根据现场情况及时停运故障磨煤机,联系检修处理。

3.1.3 磨煤机正常运行时,出口温度控制在80℃以下。运行中的制粉系统不应有漏粉现象。制粉设备的厂房内不应有积粉,积粉应随时清除。发现积粉自燃时,应用灭火器进行灭火,不得用压力

水管直接浇注着火的煤粉,以防煤粉飞扬引起

爆炸。

3.1.4 磨煤机筒体压力维持在2.8kPa以上。由于机组负荷低等原因,磨煤机筒压无法维持在上述规定值时,允许每台磨停运1~2台燃烧器,停运的燃烧器需保持辅助风连续吹扫,防止一次风管积粉着火。运行中应加强对一次风管壁温度的监控,正常运行时不应超过80℃。

3.2 制粉系统启动/停运操作注意事项

3.2.1 磨煤机停运时,先降低磨煤机出口温度至70℃;全关磨煤机热风门,全开冷风门后停运给煤机,维持磨煤机筒体压力在3.0kPa以上,抽空煤粉时间不小于30分钟;磨煤机停运后应采取措施,维持磨煤机入口风温不超过50℃。磨煤机停运后,全开辅助风门,对一次风管吹扫5分钟。

3.2.2 磨煤机启动前,为了防止煤粉爆炸,必须仔细检查设备内外是否有积粉自燃现象;若发现有积粉自燃时,应清除后,方可启动。磨煤机启动前应开启辅助风门对六条一次风管进行吹扫,然后开启磨煤机冷风门,维持2.5kPa以上筒体压力通风5分钟;启动磨煤机时,控制出口风温不得超过规定值。

3.3 制粉系统异常运行控制措施

3.3.1 运行中不得无故停止单台燃烧器运行。当燃烧器因缺陷停运时,应作为抢修处理,尽量缩短检修时间。磨煤机运行中停运燃烧器时,应投入辅助风吹扫10分钟,吹扫结束后,辅助风挡板开至30%进行连续吹扫,直至该台燃烧器投入运行。在燃烧器停运期间,运行人员应严密监视该一次风管温度,确保不超过80℃。

3.3.2 当磨煤机发生故障跳闸时,应立即关闭热风门,适当开启冷风门,控制磨煤机进口、出口温度不超过60℃,并迅速查明原因,故障消除后及时启动磨煤机运行;若磨煤机故障跳闸后又遇到机组调峰时,应启动磨煤机,抽空煤粉后再停运;磨煤机故障无法及时消除时,磨煤机故障跳闸应立即投入灭火蒸汽运行10分钟,联系检修开给煤机人孔,加强对制粉系统各风温测点的监视,防止磨煤机筒体内积聚的煤粉着火。

3.3.3 磨煤机运行时,单台给煤机故障停运,应关闭给煤机下闸板,并加强对给煤机的巡查、监视;给煤机停运时间超过6小时,短期仍无法恢复时,应联系检修打开给煤机端盖,清空给煤机内积煤。

3.3.4 发现给煤机着火时应加大给煤量,火情不能消除时应停运给煤机,关闭下闸板,联系检修打开给煤机端盖,用消防水喷淋灭火。磨煤机内部着火时,应降低磨煤机负荷,火情不能消除时应停运磨煤机并关闭与磨煤机有关的所有隔离挡板,联系检修打开两台给煤机端盖,通入消防水进行灭火。确认内部火焰已熄灭,开启磨煤机冷、热风门和负荷风门,进行通风干燥磨煤机。在通风干燥时应控制磨煤机出口温度不超过80℃。在判断磨煤机内煤粉已干燥,即可恢复磨煤机备用或启动磨煤机运行。

3.3.5 机组异常跳闸,汽机投入盘车后,应加强对制粉系统各温度测点监视,防止制粉系统内积聚的煤粉着火。联系检修开给煤机人孔,发现制粉系统有着火现象时,通知检修通入消防水灭火。

3.3.6 机组停运时,预计停运时间超过3天,应烧空煤仓。机组滑停过程中,联系检修逐台磨加装给煤机闸棍,走空给煤机,关闭给煤机下闸板,抽空磨煤机内煤粉。

机组停运后,应加强对制粉系统的巡查、监视。联系检修打开给煤机端盖,清空给煤机内积煤。对因故未能抽空的磨煤机应做好记录,联系检修,打开磨煤机人孔,做好防止磨煤机内积粉着火的措施。

3.3.7 制粉设备检修工作开始前,应将有关的制粉系统可靠地隔绝,如需进入内部工作时,应将有关人孔门全部打开,以加强通风。涉及动火工作时,应将有关设备内部的积粉完全清除。

参考文献

[1] 胡富钦.燃用高挥发分烟煤时磨煤机内部爆燃分析及防范[J].华东电力,2004,(7).

[2] 蔡中枢.山东莱城电厂制粉系统方案分析[D].大连理工大学,2003.

[3] 汤楚雄.烟煤粉制备系统防火防爆问题探讨[A].1997中国钢铁年会论文集(上)[C].1997.

作者简介:彭胜(1986-),男,湖南汨罗人,广东粤电集团韶关发电厂助理工程师,研究方向:发电厂热能与动力设备。

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