熱機事故典型

1、第1頁共46頁一起液態(tài)排渣爐爐膛爆炸事故的分析侯明生 ( 四川省電力公司成都 610061)摘 要 介紹了一起由爐膛底部水冷壁管過熱爆管引發(fā)爐膛滅火繼而發(fā)生爐膛爆炸的事故過程和原因分析，提出了相應的防范措施。關鍵詞鍋爐爆管爐膛爆炸2000 年 1 月某電廠發(fā)生了一起液態(tài)排渣爐爐膛爆炸事故。事故的情況比較特殊，有必要對事故的原因作深入的分析，找出防范措施，以防止類似事故的發(fā)生。事故發(fā)生在2 號爐，該爐1977 年 9 月投入運行，運行參數(shù)為：主蒸汽流量230 t/h，主蒸汽壓力9.8 MPa，主蒸汽溫度530。1 事故前的情況事故前2 號爐基本是滿負荷運行，當班渣口值班員10:20 看到爐底靠后

2、墻側流出一股象流渣一樣的液體，落在地面上濺開，象電焊火花一樣耀眼。約10:50 又看到撈渣機上方爐底側流出一股象流渣一樣的液體，落地同樣濺發(fā)出耀眼的火花。隨后聽到一聲巨響。10:53 ，一個正在2 號爐 8 m層爐水取樣槽旁邊工作的焊工突然發(fā)現(xiàn)乙側觀測孔噴出火星，隨后又噴出兩股帶火星的煙灰，他頓時感到爐膛壓力反正要出事，隨即轉身順著旁邊的樓梯往下跑，快跑下樓梯時，聽到一聲巨響。10:54 ， 鍋爐監(jiān)控人員聽到一聲巨響( 應為焊工聽到的同一聲響) ，鍋爐房有大量汽浪和煙灰噴出，控制屏上 2 號爐爐膛負壓沖至 +200Pa 隨后降至 -200Pa ，汽包水位降至-320mm，一次風水柱大量噴出，滅

3、火保護火焰光柱全部熄滅。據(jù)此判斷2 號爐已熄滅，運行人員立即拉開2 號爐給粉電源開關，作緊急停爐操作。2 設備損壞情況(1)爐本體在 4 號角 8 22.5 m 高度爆裂開，縫寬最大約400 mm； 3 號角后墻折焰處過熱器連箱爆開一條長約 500 mm 的縫；尾部煙道過熱器后墻向后爆開最寬處有500 mm 的縫；整個后墻外移突出，最大位移達420 mm；乙側水冷壁管向外位移，最大達150 mm。(2)爐本體前墻、側墻10.95 ， 13.7m層各有一根圈梁被爐墻外擠，在拐角處圈梁連接螺栓M20 被折斷，掉落在 8 m平臺上。后墻16.05 ， 18.75m層尾部煙道樓梯平臺處外圈梁被擠斷，支

4、撐梁( 槽鋼 1405) 被擠彎。其余除 5.6 ， 23.85 m 層圈梁比較完整外均被爐墻體擠變形，擠彎連接螺栓，甚至脫出孔眼。(3)空預器上部煙道整個側面被爆開，最大縫隙560 m ；爐墻保溫面脫落約1/3 。(4)爐底水冷壁爆管 40根，有49 個爆口，爆口最大為190 mm60 mm，最小 *5 mm。爆口分布在約9 m2的面積內， 爆口面積約占爐底總面積的3/5 。爆口附近結焦均已崩開。結焦厚220 380 mm，爐底析鐵厚2050 mm。3 事故原因分析第1 頁2019-4-141第2頁共46頁由于該機組沒有計算機事故追憶系統(tǒng)， 事故瞬間的變化過程只有通過事故發(fā)生后的其它取證進行

5、分析。從爐膛損壞情況看，爐膛的中部損傷最嚴重，可以斷定完全是爐膛爆炸所產生的后果。所以事故的分析，首先要從爐膛爆炸的起因分析起。3.1爐底水冷壁爆管(1)事故之初發(fā)生爐底水冷壁爆管。事后查看，爆管有49 個口，破口處管徑明顯變粗，管壁明顯減薄，均呈喇叭狀，屬內爆特征。除此外爐底水冷壁管沒有出現(xiàn)爆炸沖擊損傷、變形、撕裂的情況。這說明爐底水冷壁爆管在爐膛爆炸之前。反過來說，如果爐膛先爆炸，水冷壁被爆炸撕裂，水冷壁里的水隨之泄壓，爐底水冷壁不可能再產生那么多爆口。另外事故時在鍋爐旁工作的電焊工，先看到觀測孔噴出幾股帶火星的煙灰 ( 當屬爐膛爆管瞬間引起爐膛壓力反正 ) ，數(shù)秒鐘后才聽到爆炸聲，也說明

6、爐底水冷壁爆管在爐膛爆炸之前。(2) 從爐底水冷壁爆管爆口處管徑變粗、破口呈喇叭口狀看屬過熱鼓包爆管。事后對爆管進行金相分析和機械性試驗，結論是爆管為短時過熱爆管。(3) 查看爐底水冷壁爆管所有爆口的分布，發(fā)現(xiàn)都集中在出渣口附近熔渣集存區(qū)域，且爆口處幾乎都有析鐵。由此可以判斷，由于爐底所筑耐火層的破損或裂紋( 事故前渣口值班員兩次看到爐底漏出流渣，說明是爐底局部有損壞 ) ，流渣從破損的耐火層下漏，流渣里的析鐵熔化了爐底，析鐵接觸到爐底水冷壁管，使水冷壁管短時過熱爆破。另外爐底水冷壁制造為平管，在下漏的析鐵加熱上部外管壁時，管內汽水分離，造成局部水循環(huán)變壞，也會加劇管壁過熱爆破。3.2爐膛爆炸

7、事故后調查，排除了爐膛熄火后人為點火的可能性。鍋爐裝設有GAZ-滅火保護，在事故前是投入運行的。由于該產品設計上的缺陷，沒有事故前后的爐膛負壓追憶功能，給事故分析帶來了難度。而從其具有的首次跳閘記憶及事故狀態(tài)記錄中，記錄了首次跳閘時間為10:55:00 ，原因為滅火，但同時記錄有給粉中斷，接點閉合，滅火保護投入開關接點未閉合，保護出口MFT接點閉合的邏輯錯誤。事故后立即對滅火保護進行試驗，試驗證明保護完好正常。經(jīng)過反復論證，滅火保護可能在事故中正確動作，也可能在保護動作時運行人員同時拉開了2 號爐給粉電源開關。既然鍋爐底部水冷壁爆管，爐膛滅火后又即刻切斷了給粉，爐膛為什么會爆炸？要發(fā)生爐膛爆炸

8、必須具備 3 個條件：有燃料和助燃空氣的積存；燃料在空氣中混合的濃度在爆炸極限內；有足夠的點火能源。第一個條件：該爐的滅火保護，廠家整定為檢測到滅火后延時3 s 動作，如果再考慮到保護動作后到給粉機停轉約需1 s 的時間，這樣，至少大約4 s 時間，運行系統(tǒng)仍然依照事故前鍋爐帶高負荷的狀況不間斷地向鍋爐送粉和送風。再有，從水冷壁爆管到滅火保護檢不到火的這段短暫的時間內，鍋爐燃燒不完全，爐膛內已積存有未燃燒的煤粉。綜合以上兩個因素，可以說該條件是滿足的。第二個條件：由于爐底存在有液態(tài)爐渣和析鐵，熱容量很大，爐底水冷壁爆管噴出的水，立刻變成較高溫度的水蒸氣，和爐膛里的煤粉混合。高溫水蒸氣和煤粉可發(fā)

9、生水煤氣反應：第2 頁2019-4-142第3頁共46頁產生的 H2 和 CO都是可燃氣體。根據(jù)資料介紹，煤粉中只要摻入少量的可燃氣體，就可以改變原來煤粉的爆炸特性，致使混合物的爆炸極限下限下降。在上述第一個條件中所述的進入爐膛的煤粉量，經(jīng)計算已基本達到爆炸極限下限濃度。由于 H2 和 CO可燃氣體的產生，可燃物的濃度肯定超過爆炸極限下限。第二個條件也滿足。第三個條件：由于爐底有熔化的析鐵存在，隨著水冷壁爆管鐵水上揚，鐵水具有足夠的點火能量。從以上分析，可以得出這樣的結論：即使該爐的滅火保護能正確動作，鍋爐帶高負荷的情況下，在爐底存在一定 數(shù)量熔化的析鐵時，爐底水冷壁爆管，此時完全具備爐膛爆炸

10、的條件，發(fā)生爐膛爆炸。3.3管理上存在的問題(1)煤粉細度較長時間超標。2 號爐屬平底鍋爐，為防止爐底積存液態(tài)析鐵，控制煤粉細度防止析鐵產生是最重要、最有效的一項措施。經(jīng)查證發(fā)生事故之前幾個月，特別是在高負荷情況下，煤粉細度超標，造成爐底積存了一定數(shù)量的析鐵。(2) 運行人員調整風量不及時，煤粉燃燒不充分也是產生析鐵的原因。(3)爐底耐火層維護、更換失控。根據(jù)現(xiàn)場規(guī)程規(guī)定，1999 年 5 月小修時，就應更換爐底；后經(jīng)有關人員檢查、研究，認為可以不更換，但沒有提出和執(zhí)行相應的檢查、監(jiān)控的一系列防范措施，造成爐底在運行中破損。(4)在爆管前，通知2 號爐排污，當時2 號爐的負荷為240 t/h

11、，違反了只能在額定負荷的80%時才能排污的規(guī)定。排污造成鍋爐水循環(huán)的惡化，加重了鍋爐水冷壁過熱的可能性。3.4設備存在的問題(1) 這次事故暴露出所裝滅火保護存在設計功能不完善，制造質量不高，抗干擾能力差等問題。(2) 鍋爐是 70 年代產品， 鍋爐設計結構抗爆能力差。另外，爐底水冷壁設計比較平坦，爐渣流動不暢，容易造成析鐵在爐底的積存。4 主要結論及防范措施通過對這次事故的分析，可以得出：對于液態(tài)排渣爐，爐底存在析鐵時，爐底水冷壁爆管有引發(fā)爐膛爆炸的可能性。特別是在鍋爐帶高負荷時這種危險性更大。要防止這種事故的發(fā)生，主要應做好以下幾方面的工作：(1) 確保運行中爐底耐火層的完好，防止爐底水冷

12、壁過熱爆管。(2) 采取保證煤粉細度，運行中正確調整鍋爐的給風量等措施，確保爐底不留存大量析鐵。(3) 采用質量更好的滅火保護裝置，縮短爐膛滅火到保護動作的整定時間。(收稿日期： 2001-03-03)第3 頁2019-4-143第4頁共46頁制粉系統(tǒng)爆炸與粉倉溫度高的防范對策尹民權王富樓柳朝 ( 山東鄒縣發(fā)電廠鄒城 273522)摘 要 鄒縣發(fā)電廠自投產以來，經(jīng)常發(fā)生制粉系統(tǒng)爆炸和煤粉倉粉溫高，還發(fā)生粉倉爆炸事故，多次造成重大設備損壞和嚴重經(jīng)濟損失。通過分析研究，找出制粉系統(tǒng)爆炸、粉倉粉溫高的原因，提出制粉系統(tǒng)運行技術和設備改進的措施。關鍵詞燃煤電廠制粉系統(tǒng)爆炸原因預防及改造山東鄒縣發(fā)電廠、

13、期工程共4 臺 300 MW機組。鍋爐均為東方鍋爐廠生產的DG1000/170-1 型亞臨界壓力中間再熱自然循環(huán)燃煤汽包爐。每臺鍋爐配置4 套倉儲式制粉系統(tǒng)，乏氣送粉，均采用DTM350/700低速滾筒式球磨機。每臺鍋爐設有2 個煤粉倉， 每個粉倉的容積為440 m3。煤粉倉上部設一臺型號為GX-500的螺旋可逆式輸粉機( 絞龍 ) ，可保證4 套制粉系統(tǒng)相互輸送煤粉，在絞龍和煤粉倉上裝有4 根吸潮管。自鍋爐投產以來，制粉系統(tǒng)多次發(fā)生爆炸和粉倉溫度高等情況，既造成設備嚴重損壞，又嚴重威脅人身及電廠生產的安全，還對生產環(huán)境造成嚴重污染。至今，因制粉系統(tǒng)爆炸構成的考核事故就有 3 次，障礙達幾十次

14、之多。1 制粉系統(tǒng)爆炸及煤粉倉粉溫高的危害1.1制粉系統(tǒng)爆炸的危害制粉系統(tǒng)爆炸會引起設備損壞、少發(fā)電、降低經(jīng)濟效益，甚至造成人身傷亡事故。如 1992 年 5 月 26 日，1 號爐丁制粉系統(tǒng)爆炸， 引燃給水電動門電纜、 制粉系統(tǒng)控制電纜， 被迫停爐，少發(fā)電 399 萬 kWh。 再如 1993 年 5 月 10 日， 1 號爐乙粉倉內煤粉燒結，影響給粉機出粉。在給粉間處理13 號給粉機時，煤粉突然噴出爆燃，燒壞部分熱控電纜，導致緊急停爐保護動作停爐。迫使電網(wǎng)對外拉路限電 672 萬 kWh， 系統(tǒng)周波由 49.95 Hz 降至 49.45 Hz ，少發(fā)電 1 440 萬 kWh。 3 號爐試

15、運過程中發(fā)生 2 次煤粉倉爆炸，后 1 次將煤粉倉的頂棚掀起、 11 號皮帶燒壞，一名現(xiàn)場施工人員燒傷致死。1.2煤粉倉粉溫高的危害4 臺鍋爐煤粉倉普遍存在粉溫高的現(xiàn)象，造成以下后果： 為了防止因粉倉頂棚溫度太高而烤壞輸煤皮帶，只好使皮帶連續(xù)運行不停車；有時粉倉冒正壓向外噴火，燒壞上部皮帶等設備；3 號爐投產初期因粉溫高影響正常運行，只好加裝一套氮氣滅火系統(tǒng)，靠經(jīng)常充氮維持運行；由于粉倉溫度有時超過400，使粉倉頂棚預制件燒壞，大面積脫皮，局部塌陷，頂部4 架鋼筋砼梁均有燒壞現(xiàn)象。2 制粉系統(tǒng)爆炸原因及防范措施2.1制粉系統(tǒng)爆炸原因分析從多次爆炸后的現(xiàn)場情況看，引爆點主要在容易長期積煤或積粉的

16、位置。引爆的熱源主要是磨煤機與排粉機入口熱風門不嚴形成的。根據(jù)制粉系統(tǒng)的運行工況和爆炸情況分析，制粉系統(tǒng)爆炸的主要原因如下。與煤粉細度、風粉濃度及燃煤成份有關第4 頁2019-4-144第5頁共46頁煤粉爆炸的前期往往是自燃。一定濃度的風粉氣流吹向自燃點時，不僅加劇自燃，還會引起燃燒，而接觸到明火的風粉氣流隨時會產生爆炸。造成流動煤粉爆炸的主要因素是風粉氣流中的含氧量、煤粉細度、風粉混合物的濃度和溫度。煤粉愈細，爆炸的危險性就愈大。粗煤粉爆炸的可能性就小些，當煤粉粒度大于0.1 mm時幾乎不會爆炸。當煤粉濃度大于34 kg( 煤粉 )/m3( 空氣 ) 或小于0.32 0.47 kg(煤粉 )

17、/m3( 空氣 ) 時不易引起爆炸。因為煤粉濃度太高，氧濃度??；煤粉濃度太低，缺少可燃物。只有煤粉濃度為1.2 2 kg/m3 時最易產生爆炸。而鄒縣電廠制粉系統(tǒng)煤粉濃度在0.3 0.6 kg/m3范圍內變動，因此存在爆炸的危險。一般揮發(fā)份Vdaf 大于 25%，發(fā)熱量高的煤，爆炸的可能性就大，鄒縣電廠設計燃用煤發(fā)熱量Qy23 525kj/kg，揮發(fā)份Vdaf42.07% ，也是容易產生爆炸的原因之一。磨煤機入口積煤自燃磨煤機處積煤主要發(fā)生在入口上部6.5 m的管道上。在此處開有4 個孔洞，分別與回粉管、再循環(huán)管，和 2 個防爆門連接。從一側過來的熱風與對應過來的風粉形成渦流，從給煤機落下來的

18、濕煤就被沖擊粘在開孔上方管道的內壁上( 見圖 1) 。在運行中人工無法清除此處的積煤，同時從預熱器來的一次風溫達300以上。在制粉系統(tǒng)停運后，由于磨煤機入口風門不嚴，漏過的熱風使磨煤機入口處溫度達100以上，容易將入口處積煤引燃，燃燒的煤進入磨煤機就會引起爆炸。細粉分離器處積粉自燃細粉分離器處積粉自燃主要發(fā)生在細粉分離器入口方形管道下部的較平緩段上。因為此水平段正上方開有一個方形防爆門，因而使該處的通流面積增大，風粉氣流的流速下降，增加了積粉的可能性。熱風門內漏通過分析可知，1995 年 4 號爐丙制粉系統(tǒng)發(fā)生爆炸的主要原因就是丙排粉機近路熱風門不嚴。特別是丙排粉機熱風調門只能關至70%，以致

19、大量的熱風內漏造成該制粉系統(tǒng)半年內9 次爆炸。再循環(huán)風門處積粉自燃乏氣中較細的煤粉，容易積存在排粉機出口的再循環(huán)風門處。由于此系統(tǒng)不常使用，在制粉系統(tǒng)停運時，從磨煤機熱風門漏過的熱風，在系統(tǒng)負壓下經(jīng)再循環(huán)流向排粉機，會引起該處積粉自燃。燃燒的焦塊掉入排粉機或磨煤機內，就會引起爆炸。2.2制粉系統(tǒng)爆炸的防范措施防止磨煤機入口積煤磨煤機入口6.5 m 處積煤，主要是濕煤在氣流沖擊下粘上去的。不論制粉系統(tǒng)在運行中還是在停運時，都有可能將積煤引燃。如果將回粉管向上移到落煤管入口( 見圖 1) ，將粉與煤的預混階段提前，就減少了積煤的可能性。如果在磨煤機入口上方的管道內加一個混合器( 見圖 1) ，可使

20、粉、 煤、風得到良好的混合，既可防止在 6.5 m 處積煤，又能緩解下部料斗斜坡積煤，還解決了添加鋼球時鋼球掉入熱風門卡澀風門的問題。第5 頁2019-4-145第6頁共46頁圖 1 磨煤機入口上部管道圖對細粉分離器進行改造對細粉分離器入口切向處積粉，可通過在風道內加裝導流板，增加局部擾動，提高該處的流速，增強氣流對下部積粉的沖刷，予以解決。同時，在加裝導流板后，因風粉氣流均勻，還可提高分離效率。改進粗粉分離器原粗粉分離器內錐體下方回粉檔板( 百葉窗 ) ，經(jīng)常堆積雜物或煤粉，不但造成風粉氣流短路，影響回粉，也經(jīng)常自燃引起爆炸。把 3、4 號爐粗粉分離器的內錐體由倒錐形改為階梯( 撞擊 ) 式

21、之后， 消除了隱患，取得了經(jīng)驗。將 1、 2 號爐的粗粉分離器，更換為新型的SD-CB 軸向型撞擊式粗粉分離器。阻力由原來的 2409.8 Pa 降至 809.8 Pa ，出力可提高 14%，總電耗可下降 21%。 通過對 4 臺鍋爐粗粉分離器的改造，不但解決了內部積粉問題，還提高了鍋爐的效率。消除熱風門內漏制粉系統(tǒng)設計有啟、停程序，熱風總門操作采用電動執(zhí)行機構。但自投產以來從未使用過該程序，且此電動風門不嚴，造成漏風。可以將磨煤機入口熱風總門改裝成 ( 或增加 ) 一只手動總門以減少漏風。還可將自然冷風門位置從熱風調門前改至熱風調門后，使其處于負壓區(qū)，這不但可以解決漏入熱風造成磨煤機入口溫度

22、高的問題，還可以解決運行中熱風從自然冷風門外漏污染環(huán)境問題。加強運行管理鍋爐正常運行中，應對制粉系統(tǒng)的近路風風門，特別是容易積粉的磨煤機再循環(huán)風門等，堅持定期吹掃工作制度。隨著自動化程度的提高和全能值班制度的實行， 應進一步加強對新值班人員的培訓，以達到系統(tǒng)熟，操作到位。3 煤粉倉溫度高的原因及防范措施3.1煤粉倉溫度高的原因煤粉倉結構存在問題(1)由于原粉倉內壁面角度和內錐體角度太小( 粉倉橫向倉壁設計傾角為71.6 ，底部內錐體角度為65) ，使倉壁及內錐體易積粉( 見圖 2) ，造成粉倉溫度高。(2) 粉倉頂部四周因安裝時留下一段高約 600mm，深約 540 mm，約 45的死角 (

23、見圖 2) ，當煤粉落入粉倉內，比較細的煤粉會到處飛揚，慢慢落在該處，長時間堆積。遇上倉內溫度高時，積粉便會自燃。圖 2 橫向粉倉改造示意圖(3) 在粉倉頂部橫向裝有 2 個人孔門， 其中北側人孔門封閉不嚴 ( 見圖 2) ，空氣漏進粉倉引起煤粉自燃， 高溫氣體聚積將粉倉頂棚烤裂。第6 頁2019-4-146第7頁共46頁(4)用 16 Mn 鋼板焊接而成的煤粉倉下部內錐體，將粉倉分成2 部分，每1 部分又分割成6 個小的倉格，每 1 倉格同樣采用厚度為10 mm 的鋼板焊接成內錐體。由于粉倉下部所有內錐體的表面積達100 m2 以上，而錐體外表面又沒有采取保溫措施，再加上給粉間封閉不嚴，冬季

24、環(huán)境溫度低，造成粉倉內錐體內表面結露積粉。人為因素影響(1)吸潮閥不按規(guī)定操作。在煤粉倉上部裝有吸潮管( 見圖 3) 。按規(guī)程要求，制粉系統(tǒng)運行時煤粉倉吸潮閥必須開啟，制粉系統(tǒng)停運時吸潮閥應關閉。但在實行運行中，制粉系統(tǒng)到粉倉的吸潮閥，應開啟而沒有開啟，備用制粉系統(tǒng)到粉倉( 絞龍 ) 的吸潮閥應關閉而未關閉，按規(guī)定在絞龍停止運行時吸潮閥應關閉，但在實際運行中，也經(jīng)常在開啟位置。 該開的吸潮閥不開，不但潮氣不能吸出，粉倉內的負壓也很難建立和保證。該關的吸潮閥不關，增加了粉倉的漏風，為粉倉內可燃氣體和煤粉混合物爆燃提供了必要條件。特別是當制粉系統(tǒng)頻繁啟停時，各吸潮閥不能按規(guī)定及時開啟和關閉，就會加

25、劇粉溫的升高。規(guī)程規(guī)定在排粉機由制粉乏氣倒向近路風后，應及時關閉制粉系統(tǒng)各吸潮閥，但在運行中也常常沒有按要求進行操作。(2) 鎖氣器失去作用。細粉分離器下部有2 道鎖氣器，它的作用一是防止漏風，二是在制粉系統(tǒng)爆炸后防止火源進入粉倉。由于有的爐只剩1 道鎖氣器起作用，因而易引起粉倉起火。如在 1992 年大修中將1 號爐細粉分離器下部第2 道鎖氣器去掉，改裝在木屑分離器下部( 見圖 3) 。因煤粉經(jīng)常從木屑分離器向外溢，故第 2 道鎖氣器重錘被人為地用鐵絲拉起，使其處于開啟位置。由于只剩第1 道鎖氣器，封閉不嚴，加上換向檔板不關，在粉倉溫度高時，高溫氣體被吸上去，引燃木屑分離器小篩子上的木屑等雜

26、物及鎖氣器內的積粉。以上火源又落入粉倉內引燃煤粉，形成惡性循環(huán)。(3)絞龍下粉插板未關閉。在絞龍的下方設有4 個下粉口，分別與4 個制粉系統(tǒng)聯(lián)接。在每個下粉口安裝一只手動插板( 見圖 3) ，只有在絞龍進行送粉時，需要授粉的下粉口插板才打開。但在實際運行中，各爐絞龍的下粉插板經(jīng)常處于開啟或半開啟狀態(tài)，特別是絞龍兩端( 甲、丁制粉系統(tǒng)) 的下粉插板經(jīng)常在全開位置。因此也就使粉倉形不成負壓，絞龍內應封閉也無法封閉。(4)換向檔板問題。在每臺制粉系統(tǒng)的木屑分離器下方，設有一只手動換向檔板( 見圖 3) 。其作用是把細粉分離器下來的煤粉分別切換到粉倉或絞龍。當制粉系統(tǒng)停止運行時應使檔板關閉粉倉一側，以

27、防止空氣進入粉倉。但在實際運行中，當制粉系統(tǒng)停運時，此換向檔板很少切向粉倉側進行封閉。(5) 管理制度方面。在投產初期，電梯都由運行人員自己管理，不論白天晚上，運行人員到鍋爐上部操作吸潮閥及換向檔板都很方便，也能及時到位。但在1991 年以后電梯劃歸實業(yè)公司電梯班管理，白天，運行人員使用電梯需找電梯班來人操作，晚上則需步行到標高32 m處操作，所以就造成制粉系統(tǒng)啟停后，不能及時按規(guī)定進行就地操作。直到1997 年這一制度才改變，到位情況有了明顯好轉。圖 3 粉倉上部布置圖1989 年修改頒發(fā)的運行規(guī)程中，只規(guī)定了磨煤機啟動后開啟粉倉吸潮閥，但沒有規(guī)定在制粉系統(tǒng)停運后關閉吸潮閥；只規(guī)定了在制粉系

28、統(tǒng)啟動時將換向檔板切向粉倉，但未規(guī)定在制粉系統(tǒng)停運后將換向檔板切向絞龍，封閉粉倉。第7 頁2019-4-147第8頁共46頁(6)技改后遺留的問題。為了節(jié)省鍋爐點火用油，加裝了煤粉預燃室點火裝置，增加4 臺新給粉機，將給粉機與粉倉連接的短節(jié)長度，由200 mm改為 900 mm(見圖 2) ，但給粉機加長的短節(jié)未進行保溫；在將粉倉上部不適合的板式鎖氣器改為錐式鎖氣器后，鎖氣器的外部也未進行保溫，所以會增加粉倉內壁結露。3.2煤粉倉溫度高的防范措施改進煤粉倉結構和保溫(1) 因為 3、 4 號爐粉倉采用鋼板結構，外部保溫效果差，造成粉倉內壁結露積粉，粉倉溫度經(jīng)常升高。雖于 1989 年把粉倉外部

29、的保溫全部進行了更換，但因粉倉內壁為鋼板結構，結露問題仍沒有徹底解決，后來就在粉倉內壁澆灌一層砼。由于頂棚燒裂漏風，在1993 年大修中將3 號爐甲粉倉梁及頂棚全部更換。在1997 年 5 月份大修中又將 3 號爐乙粉倉 4 架梁及頂棚全部進行了更換。為了防止在高溫下石子鈣化后體積膨脹，將外部砼脹掉。采用耐火水泥配比，并將骨料由石子改為焦寶石。(2) 由于原粉倉內壁面角度和內錐體角度太小。 1997 年利用 1 號爐大修時間， 對甲、 乙煤粉倉進行了改造。在粉倉內壁打出麻坑， 澆上一層耐火砼， 使兩壁角度由原 71.6 變?yōu)?77。又在原內錐體上加焊一層鋼板，使底部內錐體角度由原 65改為 7

30、0( 見圖 2) ，以消除積粉。(3) 粉倉頂部四周安裝時留下的死角，已用砼澆灌，使其與壁面平齊，根除了此積粉點。(4)原細粉分離器至粉倉下粉管之間設計為換向式檔板，不嚴密，易漏風、粉。已將4 臺爐的下粉換向檔板全部更換成插板式閘板門( 見圖 3) ，解決了漏風問題。(5) 因原絞龍改為鏈式輸粉機后一直無法使用，為了減少粉倉漏風，現(xiàn)已將絞龍所有下粉口用砼澆灌封堵。原入孔門蓋子為平板式，容易變形漏風，已將入孔門蓋板改為翻蓋式，采用不銹鋼板外加硅酸鋁氈保溫。改變入孔門位置，由橫向軸線布置改為縱向，在防爆門軸線兩側的粉倉內壁布置。改進吸潮管通路及防爆門(1) 原煤粉倉吸潮管出口與粗粉分離器入口的煤粉

31、管道相接，因系統(tǒng)負壓小，易被沉積的煤粉堵塞。為了提高其負壓，現(xiàn)已將吸潮管出口從粗粉分離器入口管道改接到排粉機入口管道上，出口負壓由3.0 kPa提高到 7.0 kPa。但是煤粉倉內負壓過大，漏風反而會增加，從1 號爐改后的情況看，因負壓大，第2 道鎖氣器、木屑分離器等處的漏風明顯增加。最好加裝1 只負壓表，調整煤粉倉負壓，維持在300 Pa 左右，不得大于 500 Pa 。(2) 原膜片式防爆門，在多次粉倉爆炸時均未打開，加之防爆門鐵皮經(jīng)常腐蝕漏風，難以起到防爆門的作用?，F(xiàn)已全部用重力 ( 翻版 ) 式入孔門代替，采用鋁板結構和黃砂密封，效果良好。加強運行管理控制好磨煤機出口溫度，防止含水分過

32、大的煤粉進入粉倉。定期降粉位，防止煤粉長時間在倉內存留。避免輸粉機內積粉，特別是臨時停爐，一定要密封粉倉，防止自燃。修訂和完善現(xiàn)場運行規(guī)程。( 修改稿收稿日期：2000-04-28)第8 頁2019-4-148第9頁共46頁某電廠 2 號鍋爐滅火分析與防治對策楊文啟梁 國 ( 貴州清鎮(zhèn)電廠清鎮(zhèn) 551418)某電廠 2 號爐為武漢鍋爐廠生產的WGZ/ 13.7-7型超高壓固態(tài)排渣煤粉鍋爐，設計燃用劣質煙煤與無煙煤的混合煤，煤的特性是發(fā)熱量、揮發(fā)份低且變化大；著火、燃盡困難且不穩(wěn)定。1999 年 7 月 23 日對鍋爐進行了冷態(tài)動力場試驗，從試驗各工況來看，一次風均無貼墻現(xiàn)象，一次風出口氣流軌跡

33、比改造前遠離水冷壁，對爐內結焦有所改善，試驗各工況氣流在爐內形成強風環(huán)，當量直徑比均小于改造前的強風環(huán)當量直徑比，形成位置適中，無偏斜現(xiàn)象。但從 1999 年 12 月 5 日至 2000 年 1 月 13 日，鍋爐先后發(fā)生7 次滅火，多次爐膛負壓波動。1 鍋爐運行中出現(xiàn)滅火的情況(1) 1999 年 12 月 5 日 2:13 ，爐膛正壓高達 3 000 Pa，保護動作爐內熄火，此時乙側撈渣船放渣門螺栓斷，在進行檢修，乙側無水封。(2) 1999年 12 月 10 日 14:36 ，爐膛正壓992 Pa ， 保護動作熄火。(3) 2000 年 1 月 11 日 14:00 ，鍋爐負荷 192

34、 MW， 爐膛負壓，保護動作熄火。(4) 2000年 1 月 11 日 17:19 ，鍋爐負荷 200 MW， 爐膛負壓高達2 333Pa ，保護動作熄火。(5)2000 年 1 月 12 日 0:04 ，爐膛負壓高達 1716 Pa，保護動作熄火，當時投有4 支油槍，仍燃著未滅。11:20取燃煤化驗發(fā)熱量為 19.6 MJ/kg，揮發(fā)份為 8.99%。(6) 2000年 1 月 12 日 19:10 ， 4 號給粉機卡死，鍋爐負荷200 MW， 20:02 爐膛負壓高達 2 263 Pa ，保護動作熄火；當時單制粉系統(tǒng)運行，投有4 支小油槍仍燃著未滅。(7) 2000年 1 月 13 日，鍋

35、爐負荷198 MW，爐內燃燒不穩(wěn)， 21:34爐膛正壓高達1 300 Pa ，保護動作熄滅，重新點燃后 21:50 恢復正常。2 影響鍋爐滅火的原因分析根據(jù)鍋爐多次滅火的情況來看，鍋爐滅火前爐內燃燒都不穩(wěn)定，滅火時負荷都很高，滅火的發(fā)生來得很快，按上述情況分析原因如下：(1) 鍋爐爐膛內結渣嚴重時， 不斷發(fā)生掉焦， 當大塊焦渣掉入撈渣船的水池中時， 不但濺起大量的水花，同時產生大量的水蒸氣，引起爐內負壓波動，當波動超過保護定值時，保護動作造成鍋爐滅火。(2) 撈渣機故障頻繁，一方面鏈條刮扳撈渣機性能與質量較差，另一方面由于渣塊的不斷掉落，對撈渣機的傷害較大，造成撈渣機不能持久穩(wěn)定運行。當撈渣機

36、發(fā)生故障停運時，鍋爐渣斗的渣門關閉不嚴，又無水封，漏風嚴重，大量冷風從爐底進入負壓的爐膛，致使火焰中心抬高與偏斜，甚至破壞爐內的動力場，使爐內燃燒性能惡化，兩側溫差變大，均勻性變壞，結渣性增大，掉渣量增多增大，對撈渣機的傷害更加第9 頁2019-4-149第10頁共46頁嚴重，形成惡性循環(huán)。與此同時，灼熱的大渣塊掉入撈渣船的水池中，突然產生大量的水蒸汽，引起爐膛負壓大量程波動，破壞爐內燃燒穩(wěn)定。(3)煤質差揮發(fā)份低著火困難，而且變化大，根據(jù)廠內燃煤工業(yè)分析，發(fā)熱量變化從16 24MJ/kg ，揮發(fā)份變化從7% 19%，這種變化容易引起爐膛燃燒穩(wěn)定性發(fā)生變化；再加上有時給煤機卡澀，給煤量時多時少

37、，不但影響粉位高度不足，而且造成三次風帶粉量變化；另外給粉機卡澀，銷子斷裂等時有發(fā)生，對鍋爐燃燒造成嚴重的影響，尤其是給粉機突然停止供粉或粉位低造成供粉時有時無，對鍋爐燃燒影響甚大。(4) 由于受習慣操作方式方法的影響，對新型燃燒器特性掌握不夠，對其的運行操作還不能適應，風粉比例配合不夠恰當，以致對鍋爐燃燒造成不利影響。(5) 下一次風的穩(wěn)燃型直接點火燃燒器的噴口剛性不足，使用一段時間后發(fā)生變形，使穩(wěn)定回流區(qū)發(fā)生變化，氣流不規(guī)范，造成燃燒穩(wěn)定性下降。(6) 受壓部件的泄漏，如：吹灰蒸氣管、水冷壁管等泄漏都會造成爐內負壓波動而滅火。3 鍋爐防滅火對策(1) 撈渣機對鍋爐燃燒穩(wěn)定十分重要，應修則修

38、，修則修好，保證質量；同時建議在撈渣船的上部適量加裝防沖破渣梁，一方面可增加撈渣船的剛性，保護撈渣機刮板，同時起到破渣的作用；或選擇更好的撈渣機更新。(2) 加強煤場管理，對不同煤種要分堆存放，鍋爐煤斗進煤時盡力做好混煤工作，擬出混煤措施，嚴格執(zhí)行。(3) 對制粉系統(tǒng)的設備要提高檢修維護質量，適當?shù)臅r候對煤粉倉進行一次全面的檢查。(4)根據(jù) 2 號爐冷態(tài)試驗結果，在低負荷運行時采用正寶塔配風為宜；當負荷在100 120 MW時一次風粉可只投下兩層，煤質特差時投下3 層；負荷在120 170 MW時投用下3 層；而負荷在170 200 MW 時則應投全部4 層，采用均勻布風。(5) 下兩層一次風

39、由直流式燃燒器改為穩(wěn)燃型燃燒器后，阻力有所增加，根據(jù)冷態(tài)試驗結果，由于改造的下兩層一次風氣流剛性弱于未改造的上兩層一次風氣流剛性；因此配風時下兩層一次風管的風速不能低于 27 m/s ，且下一次風使用的給粉機轉速不宜超過450 r/min，中下一次風使用的給粉機轉速不宜超過470 r/min。(6) 由于鍋爐下兩層一次風燃燒器的側二次風的敏感性較強，建議低負荷時應全關運行；高負荷時開度一般不要超過 50%；必要時可安排兩人進行調試，一人觀察，另一人進行調整，尋找最佳運行工況。(7) 由于鍋爐燃用劣質煙煤與無煙煤的混合煤，發(fā)熱量與揮發(fā)份都較低且變化較大，建議制出的煤粉細度 R90 不宜超過 8%

40、。(8) 鍋爐運行一段時間后檢查發(fā)現(xiàn)下一次風口側板變形較嚴重，說明剛性不足，應給予加固，或在適當?shù)臅r候換新。 ( 收稿日期： 2000-08-31)第10 頁2019-4-1410第11頁共46頁420t/h無煙煤鍋爐改造前后的運行分析譚建坤( 廣東省電力試驗研究所，廣東廣州 510600)摘要介紹了連州電廠420t/h無煙煤鍋爐的改造情況，并根據(jù)運行數(shù)據(jù)和試驗結果，對鍋爐改造 前后的狀況進行了分析和比較，結果說明改造后鍋爐的穩(wěn)燃及其它性能得到了明顯的改善，為無煙煤鍋爐的改造提供了借鑒。關鍵詞鍋爐；改造；運行分析連州電廠2 臺 125 MW機組的 420 t/h鍋爐由哈爾濱鍋爐廠制造。機組于2

41、000 年先后投入商業(yè)運行。在調試期間和運行初期，鍋爐燃燒穩(wěn)定性一直較差，多次發(fā)生滅火現(xiàn)象，嚴重影響了機組的經(jīng)濟運行和安全性。為了徹底解決問題，先后對1，2 號鍋爐進行了必要的改造，取得了較好的效果。1 設備簡介鍋爐型號為HG-420/13.7-WM2 ，單鍋筒、自然循環(huán)、集中下降管、一次中間再熱、型布置的固態(tài)排渣煤粉爐。爐膛為正方形9 580 mm 9 580 mm，頂棚管標高為44 450 mm 。設計煤種為當?shù)亓淤|無煙煤。鍋爐采用鋼球磨中間倉儲制，一爐兩磨，熱風送粉。燃燒設備為四角切向布置直流式，假想切圓直徑為 639 mm，逆時針方向旋轉，三次風對沖布置。燃燒器布置( 改造前和改造后)

42、 如圖 1 所示，其中：上、下兩層燃燒器為百葉窗水平濃淡式，帶側邊風，中間一層為雙通道自穩(wěn)式燃燒器，帶有腰部風。點火方式采用高能點火器輕油煤粉兩級點火。燃燒器設計特性參數(shù)如表1 所示。為保證燃料充分燃盡，在水冷壁上敷設了一定面積的衛(wèi)燃帶。2 改造前運行情況2 號鍋爐在調試期間和投產初期，燃燒穩(wěn)定性一直比較差，經(jīng)常發(fā)生滅火現(xiàn)象，甚至有時1 天滅幾次火；并存在再熱器汽溫偏差大，熱風溫度達不到設計值等缺陷。為了改善鍋爐穩(wěn)燃，技術人員進行了大量的燃燒試驗并采用了一些穩(wěn)燃措施以期找到最佳的燃燒方式，主要是調整二次風的不同配風方式和在保證一次風不堵粉的前提下盡量降低一次風速。試驗逐步按上下大、中間小的二次

43、風配比，將下二次風關至10%左右、中下二次風和雙通道燃燒器腰部風全關、油槍風開至30%、中上二次風為50%、上上和上下二次風為60%至80%，變成了下、中一次風噴口集中燃燒的布置方式，形成高濃度高溫的著火區(qū)，著火區(qū)溫度調整后比調整前提高了 300 400。至此，鍋爐的燃燒基本穩(wěn)定。圖 1 改造前后燃燒器的布置3 改造措施3.1燃燒器改造為了徹底解決鍋爐燃燒穩(wěn)定性問題采取了以下改造措施：第11 頁2019-4-1411第12頁共46頁(1) 取消中下二次風；(2) 中上二次風風口尺寸適當增大和位置下移，加裝小油槍和穩(wěn)燃罩；(3) 下一次風與中一次風靠近；(4) 三次風改為自引式，射流方向維持對沖

44、布置；(5) 最下層油槍的位置由下部風室移至上部風室。另外，在燃燒器區(qū)域水冷壁增鋪50 m2 的衛(wèi)燃帶，進一步增加燃燒區(qū)域溫度水平。這次改造就是將原來燃燒器的一、二次風口的均等配風布置改為一次風集中布置方式。一次風集中布置的結構特點在于把燃燒器的一次風口相對集中地布置在一起，使煤粉氣流的著火和燃燒相對集中，有利于提高燃燒器區(qū)域局部熱負荷和溫度水平，以改善燃料的著火條件。實踐證明，這種結構型式最適合于燃用揮發(fā)分低的貧煤和無煙煤，而連州電廠燃用的正是該類煤種。3.2提高熱風溫度為了提高熱風溫度，在 1 號鍋爐改造中，割除了上級空預器前的少部分省煤器，以期提高空預器前煙溫，從而提高熱風溫度。但是，實

45、踐證明，割管措施并不理想，煙溫沒有多大提高，熱風溫度偏低也未改善。因此，此項改造未在2 號鍋爐上應用。3.3解決再熱汽溫偏差問題為了減少再熱汽溫偏差 (A 側比 B 側汽溫高 ) ，決定對水平煙道上的 A 側高溫再熱器進行割管處理， 減少受熱面，降低換熱量。這是減少汽溫偏差的最直接方法。4 改造前后對比分析鍋爐改造后一直運行穩(wěn)定，沒有發(fā)生由于燃燒不穩(wěn)而引起鍋爐滅火的事故；在機組頻繁調峰時，鍋爐啟停靈活、時間短，成功地為電廠節(jié)約了能源，增加了效益。為了鑒定改造效果，在改造前后分別進行了 2 次鍋爐熱效率測試。在額定出力下，鍋爐熱效率測試的部分試驗數(shù)據(jù)見表 2，從表中可得出如下幾點結論：(1)改造

46、后鍋爐熱效率比改造前提高了0.5%。其中機械不完全燃燒損失q4 并沒有降下來，還上升了0.16%；排煙熱損失q2 降低了0.74%；其它損失變化不大，基本可以忽略。由于q2 的降幅大于q4 的升幅，所以，總的鍋爐熱效率有所提高。(2) 爐膛出口煙溫提高了 50。通過增鋪 50 m2衛(wèi)燃帶和一次風集中布置，有利于提高爐膛溫度水平，能改善燃料的著火條件。(3) 熱二次風溫仍然偏低于設計值 40，而空預器前煙溫已達到設計值，熱風偏低的原因不在于外部煙氣溫度不夠。第12 頁2019-4-1412第13頁共46頁(4)鍋爐蒸汽流量418 t/h時，再熱器兩側均投2 3 t/h的減溫水，再熱器進口汽溫基本

47、相等，再熱器出口汽溫A 側比 B 側稍大46，偏差不明顯。改造前為了消除兩側汽溫偏差，A 側減溫水要比B 側多投 6 8 t/h。(5) 燃燒器經(jīng)過改造，一、二次風的配風布置更加合理，為二次風的配風提供了可調整手段，可以通過燃燒調整試驗，找出最佳的配風方式，進一步提高鍋爐效率。5 結束語連州電廠 2 號爐的改造吸取了實際經(jīng)驗，遵循了無煙煤鍋爐的設計和改造的基本原則。一次風集中布置和加鋪衛(wèi)燃帶，使煤粉燃燒相對集中，能量集中；合理減少高溫再熱器的受熱面，解決汽溫偏差問題。從鍋爐改造后的運行情況表明，鍋爐的穩(wěn)燃及其它性能得到了明顯的改善，從而提高了電廠的經(jīng)濟效益。參考文獻：1 徐通模，金定安，溫龍

48、. 鍋爐燃燒設備.西安：西安交通大學出版社， 1993( 收稿日期：2003-02-01)第13 頁2019-4-1413第14頁共46頁鍋爐受熱面管道事故分析邵天佑( 華能丹東電廠，遼寧東港 118300)1 試生產期間鍋爐受熱面管道事故統(tǒng)計華能丹東電廠2 臺鍋爐，為引進英國巴布科克能源有限公司生產的亞臨界自然循環(huán)燃煤型鍋爐，最大連續(xù)蒸發(fā)量 1 165 t/h 。在機組 168 h 試運行以及試生產期間的半年多時間里， 2 臺鍋爐先后發(fā)生受熱面爆管、漏泄、管段變形等損壞事故總計 10 次( 見表 1) ，造成多次停機停爐。鍋爐受熱面由水冷壁、 過熱器、再熱器及省煤器組成， 其中過熱器包括一級

49、、 屏式、末級及頂棚包墻過熱器；再熱器包括一級、末級再熱器。在發(fā)生的 10 次受熱面管損壞事故中， 90%為過熱器爆管或漏泄，其中包墻過熱器 5 次，占總數(shù)的 50%。過熱器是鍋爐承壓部件中工作溫度最高的受熱面，管內流過的是高溫高壓蒸汽，其傳熱性能較差，而管外又是高溫煙氣，所處環(huán)境惡劣，因此損壞事故的比例非常大。2 鍋爐受熱面管道損壞原因及處理華能丹東電廠試生產期間鍋爐受熱面管道事故原因主要可分為設計、制造、安裝及其它原因。而制造及設計因素達 8 次之多，占總數(shù)的80%。從統(tǒng)計數(shù)據(jù)中可以看出，爆管大多數(shù)為單根短時過熱超溫爆管。其中屬制造原因的有：聯(lián)箱內部存有制造時產生的金屬機械加工殘留物，造成

50、爆管占3 次，因彎管應力損傷及鋼管母材缺陷引發(fā)事故 3 次，共占總次數(shù)的60%。屬設計原因的有：因管排固定卡設計不合理，造成爆管、漏泄2 次，占總次數(shù)的 20%。2.1聯(lián)箱管堵塞引起的爆管主要是過熱器入口聯(lián)箱內接管處開有直徑不等的節(jié)流孔，當有異物堵塞節(jié)流孔時，管內工質流通不暢，造成管段短期過熱變形、爆管。解決辦法是對 2 臺鍋爐的末級過熱器、屏式過熱器入口聯(lián)箱全部用內窺鏡檢查。在已檢查過的 2 臺鍋爐末過、屏過共 96 個入口聯(lián)箱的 9 個聯(lián)箱內，發(fā)現(xiàn)并取出聯(lián)箱制造時殘留的金屬機械加工或切割時鐵水凝固殘留物 10 余塊 ( 片) ，這些殘留物絕大部分在機組安裝前與母材有不同程度粘連，隨著機組運行汽流的長期作用，逐漸脫落，并在聯(lián)箱內隨蒸汽流動方向移動，當堵塞住節(jié)流孔時，發(fā)生短時超溫爆管。2.2受熱面管子母材缺陷因彎管部位應力集中造成斷裂漏泄，鋼管直段存在缺陷，鋼管壁厚厚薄不均造成漏泄、爆管各1 次。此類事故的發(fā)生隨機性大，徹