制粉系統(tǒng)防爆對策

1、制粉系統(tǒng)防爆對策 佳木斯發(fā)電廠（新廠）共有四臺 100MW發(fā)電機(jī)組。鍋爐都是哈爾 濱鍋爐廠生產(chǎn)的 HG-410/100 型倒 U型布置自然循環(huán)汽包鍋爐。每臺爐 配有兩套中間倉儲式制粉系統(tǒng)，采用熱風(fēng)送粉，制粉系統(tǒng)乏氣送入爐 膛。磨煤機(jī)采用 DTM-350/600型低速滾筒式球磨機(jī)，每套制粉系統(tǒng)裝 有粗粉分離器和細(xì)粉分離器，每臺爐均有兩個粉倉。 自鍋爐投產(chǎn)以來，制粉系統(tǒng)多次發(fā)生爆破，既造成了設(shè)備的嚴(yán)重 損壞，又嚴(yán)重威脅著人身安全及電廠的安全生產(chǎn)，還對生產(chǎn)環(huán)境造成 了嚴(yán)重的污染。 1制粉系統(tǒng)爆炸的危害性 制粉系統(tǒng)爆炸會引起設(shè)備損壞，減少發(fā)電量，降低機(jī)組的經(jīng)濟(jì) 性，嚴(yán)重時甚至造成人身傷亡事故。 198

2、9年 8月 12日，十二號爐 2號制粉系統(tǒng)爆破。當(dāng)時，副司爐 劉某正在檢查制粉系統(tǒng)，事故發(fā)生后，造成此人呼吸道及全身大面積 嚴(yán)重?zé)齻?，兩天后醫(yī)治無效死亡。 1990年 3月，十二號爐 1號制粉系統(tǒng)爆破，磨煤機(jī)出口防爆門爆 破，火焰沖向 3 米遠(yuǎn)處的電纜，造成電纜著火，運(yùn)行人員發(fā)現(xiàn)著火后 及時撲救，才避免了因電纜燒損造成的廠用電全停的惡性事故的發(fā) 生。 1991年 5月，十一號爐 1號制粉系統(tǒng)爆破， 19個防爆門中的 14 個損壞，巨大的沖擊波將十一號爐爐膛周圍的設(shè)備上的積灰振落，遮 擋住滅火保護(hù)火檢探頭，致使滅火保護(hù)誤動，切斷給粉機(jī)電源而造成 鍋爐滅火。 2煤粉特性及自燃爆炸的條件 煤粉發(fā)生自

3、燃和爆炸是由于煤的特性在加工成煤粉后所具有的特 性以及煤粉所處的環(huán)境條件所決定的。 2.1 煤粉的流動性 煤粉是由不規(guī)則形狀的顆粒組成的。它的尺寸一般為 050 微 米，其中 2050 微米的顆粒占多數(shù)。干的煤粉能吸附大量的空氣，它 的流動性很好，就像流體一樣很容易在管道內(nèi)輸送。由于干的煤粉流 動性很好，它可以流過很小的空隙。因此，制粉系統(tǒng)的嚴(yán)密性要好。 2.2 煤粉的自燃與爆炸 積存的煤粉與空氣中的氧長期接觸氧化時，會發(fā)熱使溫度升高， 而溫度的升高又會加劇煤粉的進(jìn)一步氧化，若散熱不良時會使氧化過 程不斷加劇，最后使溫度達(dá)到煤的燃點(diǎn)而引起煤粉的自燃。在制粉系 統(tǒng)中，煤粉是由輸送煤粉的氣體和煤粉

4、混合成的云霧狀的混合物，它 一旦遇到火花就會使火源擴(kuò)大而產(chǎn)生較大的壓力（ 23 倍大氣壓）， 從而造成煤粉的爆炸。 影響煤粉爆炸的因素很多，如揮發(fā)分含量，煤粉細(xì)度，氣粉混合 物的濃度，溫度濕度和輸送煤粉的氣體中氧的成分比例等。 一般說來揮發(fā)分含量 VR10（無煙煤 ） ，是沒有爆炸危險的。而 VR25的煤粉（如煙煤等），很容易自燃，爆炸的可能性也很大。 煤粉越細(xì)越容易自燃和爆炸，粗煤粉爆炸的可能性較小。例如煙 煤粒度大于 0.1 毫米幾乎不會爆炸。因此，揮發(fā)分大的煤不能磨得過 細(xì)。 煤粉濃度是影響煤粉爆炸的重要因素。實(shí)踐證明，最危險得濃度 在 1.2 2.0kg/m3, 大于或小于該濃度時爆炸

5、的可能性都會減小。在實(shí) 際運(yùn)行中一般是很難避免危險濃度的。制粉設(shè)備中沉積煤粉的自燃性 往往是引爆的火源。氣粉混合物溫度越高，危險性就越大。煤粉爆炸 的實(shí)質(zhì)是一個強(qiáng)烈的燃燒過程，是在 0.01 0.15s 的瞬間大量煤粉突 然燃燒產(chǎn)生大量高溫?zé)煔庖蚣彼倥蛎浂纬傻膲毫Σㄒ约案咚傧蛲鈧?播而產(chǎn)生的很大的沖擊力和聲音。 潮濕煤粉的爆炸性較小，對于褐煤和煙煤，當(dāng)煤粉水分稍大于固 有水分時一般沒有爆炸危險。 3制粉系統(tǒng)爆炸原因分析 從多次爆炸后的現(xiàn)場情況看，引爆點(diǎn)主要在容易長期積煤或積粉 的位置，制粉系統(tǒng)處于封閉狀態(tài)，引爆的火源主要是磨煤機(jī)入口積 煤，細(xì)粉分離器水平段入口管積粉，粗粉分離器積粉自燃，根據(jù)

6、制粉 系統(tǒng)的運(yùn)行工況和爆炸情況分析，主要原因如下： 3.1 煤粉細(xì)度，風(fēng)粉濃度及燃煤成分 煤粉爆炸的前期往往是自燃。一定濃度的風(fēng)粉氣流吹向自燃點(diǎn) 時。不僅加劇了自燃，而且會引起燃燒，而接觸到明火的風(fēng)粉氣流隨 時都會產(chǎn)生爆炸。造成流動煤粉爆炸的主要原因是風(fēng)粉氣流中的含氧 量，煤粉細(xì)度，風(fēng)粉混合物的濃度和溫度。 煤粉越細(xì)，爆炸的危險性就越大。粗煤粉爆炸的可能性就小些， 當(dāng)煤粉粒度大于 0.1mm時幾乎不會爆炸。當(dāng)煤粉濃度大于 34kg/m3 （空氣）或小于 0.32 0.47kg/m3 時不容易引起爆炸。因?yàn)槊悍蹪舛?太高，氧濃度太小；而煤粉濃度太低，缺少可燃物。只有煤粉濃度為 1.2 2.0kg

7、/m3 時最容易發(fā)生爆炸。而佳木斯發(fā)電廠制粉濃度在 0.3 0.6kg/m3 范圍內(nèi)變動，因此發(fā)生制粉系統(tǒng)爆炸的可能性較大。 一般揮發(fā)份 VR25，發(fā)熱量高的煤粉爆炸的可能性就大，而佳木 斯發(fā)電廠的煤源中，有相當(dāng)一部分為長焰煤，設(shè)計煤種的揮發(fā)份為 42.6 ，所以容易發(fā)生爆炸。 3.2 磨煤機(jī)入口積煤自燃 磨煤機(jī)處積煤發(fā)生在入口上部管道上，熱風(fēng)管道接口處以及空心 軸頸斜管上，有的進(jìn)入入口防爆門處，在此處開有三個孔分別與回粉 管，再循環(huán)管和防爆門連接。從一側(cè)過來的熱風(fēng)與對應(yīng)的風(fēng)粉形成渦 流，從給煤機(jī)落下來的濕煤就被沖擊并被粘在開孔上方管道的內(nèi)壁 上，防爆門處或粘在空心軸斜管上，有時也會落入熱風(fēng)接

8、口管內(nèi)。運(yùn) 行中人工無法清除此處的積煤，同時從預(yù)熱器來的一次風(fēng)溫高達(dá) 300 以上，在制粉系統(tǒng)停止運(yùn)行后，由于磨煤機(jī)入口風(fēng)門不嚴(yán)，漏過的熱 風(fēng)使磨煤機(jī)入口處溫度達(dá) 100以上，很容易將入口處的積煤引燃，燃 燒的煤進(jìn)入磨煤機(jī)就會引起爆炸。另外有的磨煤機(jī)入口不光滑，有的 存在夾層，也容易積煤著火。 3.3 細(xì)粉分離器處積粉自燃 細(xì)粉分離器中積粉主要發(fā)生在入口方形管道下部的水平段，因?yàn)?水平段正上方有兩個防爆門，因而使該處的通流面積增大，風(fēng)粉氣流 的流速下降，增大了積粉的可能性。從歷來發(fā)生的制粉系統(tǒng)爆炸事故 中可以看出，半數(shù)以上都是由水平段積粉引起的。 3.4 熱風(fēng)門內(nèi)漏 由于近年來四臺爐啟停調(diào)峰過

9、于頻繁，制粉系統(tǒng)啟停也過于頻 繁，故熱風(fēng)門磨損較為嚴(yán)重。有時熱風(fēng)門只能關(guān)至 3040，以致大 量熱風(fēng)內(nèi)漏造成磨煤機(jī)內(nèi)存煤自燃，再次啟動時引起制粉系統(tǒng)爆炸。 3.5 再循環(huán)風(fēng)門處積粉自燃 乏氣中較細(xì)的煤粉，容易積存在排粉機(jī)出口的再循環(huán)風(fēng)門處。由 于此系統(tǒng)不經(jīng)常使用，在制粉系統(tǒng)停運(yùn)時，從磨煤機(jī)熱風(fēng)門漏過的熱 風(fēng)經(jīng)再循環(huán)門流向排粉機(jī)會引起該處積粉自燃。燃燒的焦塊掉入排粉 機(jī)或磨煤機(jī)內(nèi)，就會引起爆炸。 3.6 粉倉漏風(fēng)和系統(tǒng)漏風(fēng) 煤粉倉時鋼板焊接的倒方錐體結(jié)構(gòu)。因季節(jié)和制粉系統(tǒng)內(nèi)介質(zhì)溫 度變化的影響，粉倉鋼板伸縮性大，與廠房混凝土框架的結(jié)合面存在 漏風(fēng)問題，致使粉倉經(jīng)常出現(xiàn)溫度高現(xiàn)象( 200 - 3

10、00)。 3.7 粗粉分離器內(nèi)堆積煤粉自燃 粗粉分離器的細(xì)粉內(nèi)錐體下部和固定帽錐之間的環(huán)形縫隙有時被 雜物堵塞而造成大量的積粉，此類原因引起的制粉系統(tǒng)爆炸也有多 次。 3.8 防爆門設(shè)計不合理 由于老式防爆門面積小，結(jié)構(gòu)設(shè)計不合理，當(dāng)制粉系統(tǒng)爆炸后， 不利于爆炸氣流的導(dǎo)出，有的開口方向朝向近距離電纜，有時易導(dǎo)致 事故擴(kuò)大或造成設(shè)備的嚴(yán)重?fù)p壞和人身傷亡。 3.9 運(yùn)行人員操作不當(dāng) 制粉系統(tǒng)運(yùn)行過程中運(yùn)行人員控制磨煤機(jī)出口風(fēng)粉混合物的溫度 不嚴(yán)，頻繁超溫。磨煤機(jī)的運(yùn)行過程屬于變工況運(yùn)行，此時若出口溫 度控制不當(dāng)，很容易使溫度超過極限而導(dǎo)致煤粉爆炸。 制粉系統(tǒng)運(yùn)行時殘存的煤粉如果沒有抽凈就會發(fā)生緩慢

11、氧化，在 啟動通風(fēng)時會使自燃的煤粉疏松和揚(yáng)起，溫度適當(dāng)時便會引發(fā)爆炸。 運(yùn)行中的磨煤機(jī)入口已發(fā)生積粉自燃，停止前又沒有及時發(fā)現(xiàn)， 停止給煤機(jī)的抽粉過程中回粉管繼續(xù)抽粉，使煤粉磨得更細(xì)，加上溫 度控制不當(dāng)，也可以引起爆炸。 4 制粉系統(tǒng)爆炸的防范措施 : 4.1 防止磨煤機(jī)入口積煤 磨煤機(jī)入口積煤主要是濕煤在氣流沖擊下沾上去的。不論制粉系 統(tǒng)在運(yùn)行中還是在停止時，都有可能將積煤引燃。如在磨煤機(jī)入口上 方(給煤機(jī)下煤管)加裝隔板，可使煤，粉，風(fēng)得到良好混合，既可 防止上部的積煤，又能緩解下部料斗斜坡的積煤。 4.2 對細(xì)粉分離器進(jìn)行改進(jìn) 對細(xì)粉分離器入口切向處的積粉，可通過在風(fēng)道內(nèi)加裝導(dǎo)流板， 增

12、強(qiáng)局部擾動，提高該處的流速，增強(qiáng)氣流對下部積粉的沖刷。同 時，加裝導(dǎo)流板后，風(fēng)粉氣流分布更加均勻，使分離效果得到進(jìn)一步 提高。 4.3 消除熱風(fēng)內(nèi)漏 將冷風(fēng)門位置從熱風(fēng)門前改至熱風(fēng)門之后，使其處于負(fù)壓區(qū)，這 不但可以解決因漏入熱風(fēng)造成的磨煤機(jī)入口溫度升高，而且還可以解 決運(yùn)行中冷風(fēng)門外漏的熱污染問題。 另外，須加強(qiáng)設(shè)備的維護(hù)，當(dāng)發(fā)現(xiàn)熱風(fēng)門關(guān)不嚴(yán)或關(guān)不上時，應(yīng) 及時聯(lián)系檢修人員處理，使其恢復(fù)正常運(yùn)行。 4.4 加強(qiáng)粉倉的密封和保溫 (1) 對粉倉與廠房結(jié)合部位進(jìn)行膠合，并定期檢查，發(fā)現(xiàn)漏風(fēng)處應(yīng) 及時消除，防止粉倉漏風(fēng)； (2) 對粉倉外部敷設(shè)暖氣管道，增強(qiáng)粉倉的保溫效果。實(shí)踐證明： 該方法對消除

13、鋼板式粉倉內(nèi)壁的積粉非常有效； (3) 運(yùn)行中控制粉倉粉位在 1.5 4.0 米范圍內(nèi)，嚴(yán)格執(zhí)行降粉制 度； (4) 安裝粉倉負(fù)壓測點(diǎn)，制粉系統(tǒng)運(yùn)行中應(yīng)及時調(diào)整粉倉吸潮氣門 的開度，使粉倉負(fù)壓維持在 2030Pa。 4.5 加強(qiáng)煤粉細(xì)度的調(diào)整 在保證煤粉經(jīng)濟(jì)細(xì)度的前提下，結(jié)合實(shí)際燃煤特點(diǎn)，調(diào)整粗粉分 離器擋板，使煤粉細(xì)度 R90維持在 24 28并靠上限運(yùn)行。 4.6 加強(qiáng)煤質(zhì)分析工作 燃煤煤質(zhì)報告應(yīng)及時送交運(yùn)行人員，以便針對燃煤特性調(diào)整磨煤 機(jī)出口溫度，控制風(fēng)粉混合物的溫度，調(diào)節(jié)合理的煤粉細(xì)度。 4.7 防爆門的改進(jìn) 防爆門的開口方向應(yīng)避免附近的電纜和重要設(shè)備以及可能危及人 身安全的位置，否則應(yīng)