一起磨煤机停运时发生爆燃的分析与预防措施

摘 要：茂名臻能热电有限公司300 MW锅炉E给煤机要进行电子皮带称校验，运行值班员根据电子皮带称实煤校验方案的要求，一共进行了多次E给煤机启停的操作，最后一次停运时发生了磨煤机风道入燃事件。本文针对此次事件进行具体分析，并提出相应的预防措施。

关键词：印尼煤 出口温度 爆燃 预防措施

中图分类号：TK223.25 文献标识码：A 文章编号：1672-3791（2013）06（c）-0194-02

1 制粉系统概况

我厂制粉系统采用中速磨煤机、冷一次风机、正压直吹制粉系统，每台锅炉配6台磨煤机，5台运行，1台备用。磨煤机型号：ZGM95N中速辊式磨煤机，额定空气量 16.45 kg/s，通风阻力≤5740 Pa，标准磨出力51.5 t/h。

适应煤种范围如表1所示。

为了降低燃料成本，提高经济性，以适应市场的需要，发展生产，在#6锅炉磨煤机配煤方式上掺烧高挥发分、高硫分的印尼煤。

2 发生经过

3月15日E磨煤机给煤量大幅度波动约5吨，热控人员检查结果是电子皮带称故障，需要更换电子皮带称。16日更换好电子皮带称，要重新进行实煤校验。运行人员根据电子皮带称实煤校验方案的要求，3月17日4：23至19日7：40，共进行了8次烧空E煤仓的启停操作，最后一次停运时发生了磨煤机风道入燃事件。事件的详细经过如下。

2010年3月19日2：00，#6炉E原煤仓上好待校煤种，为拓展1号煤与印尼煤1∶1混煤，按校验要求零点班烧完。

2：35启动E磨煤机运行，投入相应的一次风保护和冷热风门自动调节。

6：50运行人员判断E原煤仓差不多烧空，将E磨煤机出力降至9 t/h，磨煤机出口温度降至58 ℃，磨煤机入口一次风量降至38 t/h。

7：42 E原煤仓烧空、E给煤机煤量降到零，运行人员停给煤机，热风调门自动由24.4%关至零，冷风调门自动由31.2%关至15.8%，一次风量下降至15.89 t/h，运行人员手动开大冷风调门。

7：43分12秒一次风量回升至29.4 t/h时，E磨煤机热风入口发生煤粉爆燃，磨煤机出口压力由-0.9 kPa瞬间上升至7.9 kPa、入口一次风道压力由1.3 kPa瞬间上升至3.97 kPa，43分53秒停止E磨煤机运行。

爆燃发生后现场检查发现E磨煤机入口一次风道鼓起、膨胀节胀裂，DCS监视磨煤机出口温度最高上升至83.6 ℃。19日下午检修人员打开E磨煤机排渣箱、人孔及风道，发现排渣箱和环形风道内积有较多燃烧过的煤渣，磨煤机刮渣板脱落，磨盘内无积煤或燃烧过的煤渣。

3 事件原因分析

根据DCS记录，发生爆燃时磨碗上下差压先上升、后下降，然后逐渐恢复正常，如表2，说明爆燃的起点发生在磨碗下，即环形风道内。

根据以上分析，造成此次爆炸的原因主要有以下几点。

（1）燃用煤种的挥发份过高是造成爆炸的重要原因。根据运行规程，#6锅炉制粉系统对煤种挥发份的适应范围为：Vdaf=16%～40%，而此次燃用的印尼煤Vdaf达到50%（Vdaf是无水无灰基挥发份），大于适应煤种很多，容易着火燃烧。

（2）磨煤机频繁启停引起煤渣堆积造成爆燃。磨煤机在启动过程中容易产生较多的煤渣。在这次校验皮带秤的过程中E磨煤机共进行了8次启停操作，由于磨煤机的刮渣板脱落，启磨过程中产生的煤渣未能及时落到排渣箱中，堆积在风道中受高温热风的烘烤析出可燃气体，达到条件而引起爆燃。

（3）停磨过程中的一次风量是30 t/h，略为偏低。由于风道中堆积了大量的煤渣造成局部区域风量不足，在磨煤机运行的后期减少煤量、风量后，煤粉在某些区域因风量不足而落到风道中，造成局部煤粉堆积。

（4）根据煤粉浓度在0.3～0.47 kg/m3之内属于易爆范围。在停磨的过程中一次风量波动，扬起风道中堆积的煤粉，使煤粉及可燃气体的浓度达到容易爆燃的范围，因而产生爆燃。

（5）磨煤机出口温度高达83.6 ℃。在停止给煤机后，为防止磨煤机出口温度快速上升，热风调门自动快速关小，冷风调门同时跟随热风调门自动关小，磨煤机冷一次风门的这一自动控制逻辑在停磨过程中不合理。

（6）在调试时消防蒸汽系统不正常，疏水不畅造成蒸汽带水，影响设备，粉带水。停磨过程中，没办法投消防蒸汽。

（7）运行人员未按要求对磨煤机进行定期排渣，对磨煤机的检查和定期排渣工作不认真，仅凭敲打渣箱的声音间接判断是否需要排渣，E磨长时间排渣量减少没有引起重视（运行记录3月5日以后E磨一直未排过渣），磨机出现排渣异常减少的情况运行人员没有及时反映，造成磨煤机刮渣板脱落未能及时发现。

（8）#6机组投运后，磨煤机紧急停磨的一次风量保护定值与规程规定不对应。

4 采取的预防措施

针对此次磨煤机停运时发生的入口风道爆燃事故的原因，采取了以下预防措施：

（1）重新计算和确定磨煤机紧急停磨的一次风量保护定值。#6锅炉在调试期间将磨煤机紧急停磨的一次风量保护值定为23 t/h，根据运行规程规定，#6炉磨煤机的额定空气流量为16.45 kg/s（含密封风量 1.33 kg/s），一次风量小于额定风量的50%即紧急停磨，据此计算一次风量保护定值应为27.2 t/h。

（2）重新核定磨煤机在运行及停止过程中的一次风量，在磨煤机的运行及停止过程中，要求保持一次风量不小于36 t/h，掺烧印尼煤时不低于40 t/h。运行规程规定磨煤机的一次风量不小于额定风量的65%，按此计算：（16.45-1.33）×3.6×65%=35.38 t/h。

（3）在停止给煤机后，为防止磨煤机出口温度快速上升，热风调门自动快速关小，冷风调门同时跟随热风调门自动关小，磨煤机冷一次风门的这一自动控制逻辑在停磨过程中不合理；为控制磨煤机出口温度，减少风压波动，在停磨过程中，热风调门及冷风调门应将自动切换为手动，运行人员根据磨煤机运行情况手动调整冷、热风量，维持磨煤机出口温度、一次风量正常。

（4）运行人员按定期工作要求进行磨煤机排渣时，必须打开每台运行磨的排渣门进行实际检查、排渣，不能根据敲打的声音间接判断排渣箱是否满渣。对于连续一个星期均无渣或很少渣的磨煤机应通知检修人员检查是否存在问题，如有问题，应立即处理。

（5）磨煤机排渣时如发现大的铁块、铁柱时，运行人员应做好运行记录，并报告维修部，待停该磨煤机时由维修人员检查刮板装置是否完好牢固。

（6）风道加一道防爆门，避免磨煤机爆燃时损坏设备。

（7）磨煤机实行技术改造，实现启停磨煤机时提升磨辊。减少启停过程中产生火花，从而减少磨煤机爆燃的机率。

（8）降低高挥发份印尼煤的比例。

（9）尽快更换消防蒸汽疏水门，恢复磨煤机消防蒸汽系统。

5 结语

磨煤机风道爆燃，将直接影响机组经济性和安全性，因此，磨煤机在运行或是启停过程中要加强监视各个参数，发现参数异常时及时调整，特别是改变煤种时，要控制好磨煤机入口一次风总量并调整磨煤机的出口温度，使其与煤种相对应，防止爆燃，做到安全稳定运行。

参考文献

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[2] 黄新元.电站锅炉运行与燃烧调整[M]. 北京：中国电力出版社，2002.

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[4] Q/MRD-103-02.04-2008，300 MW机组锅炉运行规程.

[5] YX/OSHMS—L01.锅炉掺烧神华煤、印尼煤的运行安全技术措施.茂名热电厂安全健康作业文件.