供煤不穩(wěn)時鍋爐安全運行應急管理(林超峰)

1、“關(guān)愛生命 安全發(fā)展”征文供煤不穩(wěn)時鍋爐安全運行應急管理作者姓名：林超峰作者單位：華電福建發(fā)電有限公司湄洲灣電廠運行分公司報送單位：華電福建發(fā)電有限公司湄洲灣電廠運行分公司通訊地址：莆田市秀嶼區(qū)東埔塔林 郵 編：351153郵 箱：lcf969 聯(lián)系電話供煤不穩(wěn)時鍋爐安全運行應急管理摘要：近年來，電煤市場總體供求關(guān)系日益緊張，供煤不穩(wěn)成為威脅火電廠鍋爐安全運行的重要因素。本文闡述了湄洲灣電廠兩臺1189 t/h鍋爐在供煤不穩(wěn)時，通過組建專業(yè)應急管理隊伍，分析事故隱患，研究應急措施，編制應急預案文件體系，進行多層次多形式的預案演練，不斷完善、深化設備技改，建立科學的應

2、急管理體系，對火電廠在供煤不穩(wěn)時保證鍋爐安全生產(chǎn)的應急管理作了探索。關(guān)鍵詞：供煤不穩(wěn)；電廠鍋爐；安全運行；應急管理；應急預案1概述湄洲灣電廠裝有2臺396MW燃煤機組，首臺機組于2001年3月投入商業(yè)運行。鍋爐是由美國福斯特·惠勒能源公司(FWEC)與西班牙福斯特·惠勒分公司聯(lián)合設計，西班牙制造的亞臨界壓力、自然循環(huán)、平衡通風燃煤汽包爐，最大額定出力1189 t/h。鍋爐設計燃用優(yōu)質(zhì)印尼平南煤，是國內(nèi)唯一燃用該煤種的電廠，采用前后墻對沖燃燒，在爐膛的前后墻共布置了16只可控流 (CF)燃燒器，前后墻各8只，并沿爐膛高度分為上下兩層布置，前后墻水平方向上每層共布置4只燃燒器。

3、制粉系統(tǒng)采用正壓直吹式，配4臺FWEC提供的MBF23型垂直式中速磨煤機，每臺磨煤機對應同層的4只燃燒器。額定負荷時3臺磨煤機運行，一臺備用。出于穩(wěn)定源煤、降低成本的考慮，2003年3月起，燃煤由原印尼平南煤改為國內(nèi)山西平朔煤。近年來，又逢電煤市場總體供求關(guān)系日益緊張，該廠一度面臨斷煤被迫降出力、甚至停機的窘境。煤源無法保證，來煤品質(zhì)多變且嚴重惡化，前所未有地給該廠帶來嚴重威脅機組安全運行的一系列問題，其中突出的有：機組被迫降出力，設備故障頻發(fā)，燃燒極不穩(wěn)定，多消耗大量燃油，過熱器、再熱器等受熱面管材嚴重超溫，灰渣量大大增加，爐膛結(jié)焦，受熱面磨損，空預器嚴重腐蝕等。面臨這種被動的安全生產(chǎn)局面，

4、該廠持續(xù)不斷地探索科學有效的應對辦法，經(jīng)過多年的努力，形成了較為完善的應對供煤不穩(wěn)時的鍋爐運行應急管理體系。2 建立強有力的應急管理隊伍和制度是實施應急管理的必要前提1） 建立由廠部、安生部、發(fā)電部、維修部、關(guān)聯(lián)部等不同部門人員組成的應急隊伍，組建管理機構(gòu)和指揮中心，由廠領導親自作為應急管理的總指揮，由運行值長作為生產(chǎn)現(xiàn)場的指揮，由各部門領導組織本部門優(yōu)秀的專業(yè)技術(shù)骨干作為應急管理的中堅力量。2）建立“ONCALL”應急管理制度，明確相關(guān)部門和專業(yè)人員的職責。詳細規(guī)定應急控制中心人員（如值班領導）、應急現(xiàn)場指揮人員（如運行值長）、應急響應專業(yè)技術(shù)人員（如運行或維修人員）的職責和各自的作用，保證

5、與應急管理體系有關(guān)的部門，如安生、運行、維修、消防等在運作控制方面的有效協(xié)作，使各相關(guān)部門了解潛在異常、事故的性質(zhì)，熟悉其在應急管理行動中的工作，使有關(guān)人員都得到培訓并進行定期檢查。3）完備應急設施和器材，建立外部援助聯(lián)系。保證通訊系統(tǒng)、警報系統(tǒng)、消防器材、緊急照明設備、個人防護用品等處于正?？煽康臓顟B(tài)，與有關(guān)外包單位、消防機構(gòu)、醫(yī)院等建立應急響應。3 深入分析事故隱患，研究應急措施是實施應急管理的堅實基礎事故發(fā)生的原因不盡相同，各式各樣，但在生產(chǎn)過程中，客觀存在的隱患是事故發(fā)生的前提，因此，要預防事故的發(fā)生，最有效的是針對危險源下手。根據(jù)鍋爐設備的具體情況，技術(shù)人員分析查找了在煤種多變的情況

6、下有可能導致發(fā)生故障、事故的危險源，以確定隱患，預測故障、事故的類型及影響后果，進行分類匯總。按照來煤的品質(zhì)特性，可以歸納為以下幾個主要方面：表一：事故隱患及其影響后果一覽煤質(zhì)特性故障、事故類型影響后果發(fā)熱量低機組被迫降出力電量考核水份高、大塊多原煤倉下煤管及給煤機堵煤、磨煤機干燥出力不足、磨煤機堵煤、石子煤量多等磨煤機跳閘、迫停揮發(fā)份低著火不良、燃燒不穩(wěn)定、火焰后移、燃燼困難、過熱器、再熱器等受熱面管材嚴重超溫等 被迫耗油助燃、 “四管”爆破、被迫停爐揮發(fā)份高制粉系統(tǒng)著火、爆炸、爐膛爆燃等停磨、停爐、設備嚴重損壞灰分高、熔點低灰渣量增加、受熱面磨損、底渣及各灰斗堵塞、電除塵擊穿、爐膛嚴重結(jié)焦

7、爆管、被迫停爐硫分高空預器嚴重腐蝕停爐更換元件其它當來煤品質(zhì)來回變動時，對設備的穩(wěn)定運行考驗尤其大，許多輔助設備、部件運行穩(wěn)定性差，特別是制粉系統(tǒng)、燃燒系統(tǒng)、風煙系統(tǒng)設備，時常處于超負荷偏離設計工況下運行設備壽命縮短，并極易產(chǎn)生故障影響主機運行根據(jù)以上分析，進一步細化在變煤種情況下可能產(chǎn)生的各個運行異常、設備故障和事故，分別研究其可能采取的預防和補救措施，為編制完整的應急預案文件體系打下基礎。4 編制完整的應急預案文件體系是實施應急管理的重要保障根據(jù)以上的分析和研究工作，編制完整的應急預案文件，編制原則是：明確應急響應的范圍、程序等，使應急準備和管理有序進行；采取預防措施使事故可控在控，減小事

8、故隱患，防止重大或連鎖事故發(fā)生；在事故發(fā)生后快速有效地做出應急響應，減輕事故損失等。完整的應急預案文件體系包括預案、操作程序、指導書、記錄文檔等。1） 防事故預案，內(nèi)容體現(xiàn)應急管理目標、應急組織、現(xiàn)場應急響應等，主要項目包括：煤質(zhì)變化后的運行維修預案、來煤中大塊多應急預案、燃用低發(fā)熱量煤種運行操作預案、防止緊急上煤系統(tǒng)異常預案、磨煤機石子煤擋板維修預案、防止制粉系統(tǒng)或煤塵爆炸預案、防止制粉系統(tǒng)著火預案、防止粉煤灰污染預案、防止鍋爐超溫超壓預案、防止鍋爐“四管”泄漏預案、防止爐外管爆破預案、尾部管道泄漏防范和泄漏處理預案、防止鍋爐汽包滿水或缺水事故預案、防止鍋爐受熱面大面積腐蝕預案、防止鍋爐爐膛

9、爆炸預案、防止鍋爐尾部再燃燒預案、空預器傳熱元件著火預案、防止鍋爐底渣槽上部結(jié)焦預案等。2）緊急操作程序，為具體的應急行動提供指南，主要項目包括：低發(fā)熱量煤配煤摻燒操作程序、入廠煤采樣系統(tǒng)操作程序、入爐煤采樣系統(tǒng)操作程序、給煤機跳閘緊急操作程序、給煤機皮帶已停止運行而皮帶電機在空轉(zhuǎn)緊急操作程序、煤倉下煤管堵煤緊急操作程序、磨煤機堵煤緊急操作程序、磨煤機石子煤管冒煙著火緊急操作程序、磨煤機運行中冒煙著火緊急操作程序、鍋爐超溫緊急操作程序、鍋爐超壓緊急操作程序、末級過熱器泄漏緊急操作程序、屏過泄漏緊急操作程序、省煤器泄漏緊急操作程序、再熱器泄漏緊急操作程序、鍋爐尾部煙道再燃燒緊急操作程序、空預器跳

10、閘緊急操作程序等。3）操作指導書，說明程序中的具體操作細節(jié)，以供運行、維修等應急響應人員使用，主要項目包括：機組無法帶滿負荷操作指導、鍋爐低負荷工況下穩(wěn)定燃燒操作指導書、機組低負荷兩臺磨煤機運行操作指導、機組第四臺磨運行操作指導、機組高負荷下磨煤機切換操作指導、鍋爐快速降負荷除焦操作指導、鍋爐打焦操作指導、降低鍋爐爆管機率運行操作指導、降低鍋爐煙塵排放提高電除塵除塵效率操作指導、控制屏過超溫運行操作指導、磨煤機BSO擋板故障消缺指導、磨煤機運行中石子煤擋板故障消缺指導、二次風箱內(nèi)噴燃器風粉管漏粉檢查指導書、破壞爐底水封低負荷撈渣機鏈條內(nèi)軸承檢修運行操作指導、省煤器排灰閥門失靈異常操作指導、省煤

11、器堵塞疏通操作指導書、空預器堵塞疏通操作指導書、電除塵灰斗堵塞疏通操作指導書、防止空予器過電流跳閘操作指導、空預器密封裝置投運操作指導、空預器軸承溫度高操作指導等。4）記錄文檔，主要包括各個崗位的值班日志、操作記錄、檢查記錄、抄表記錄等，如運行值長日志、維修值班記錄、“兩票”登記、巡檢記錄、各參數(shù)抄表等。5 應急預案演練與技改是實施應急管理的的關(guān)鍵環(huán)節(jié)通過演練，可檢驗預案和程序的可操作性，在事故發(fā)生前暴露其缺點；可以更加明確應急預案相關(guān)人員的崗位職責，增強生產(chǎn)人員對事故處理方面的熟練程度和信心，進一步加強應急處理意識；可以進一步協(xié)調(diào)各相關(guān)部門和人員，提高各級預案之間的協(xié)調(diào)聯(lián)動性，進一提高整體應

12、急反應能力等。應急管理實踐中，在班組、部門、全廠三級建立應急預案演練機制，包括事故預想、事故演習、事故處理仿真競賽等。通過對應急預案演習與生產(chǎn)現(xiàn)場的實踐，不斷總結(jié)發(fā)現(xiàn)有關(guān)預案、系統(tǒng)、設備、邏輯控制等方面在應對變煤種運行上的不足項、整改項和改進項，及時進行文件修正、邏輯異動或設備技改，這是整個應急管理的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。文件修正發(fā)現(xiàn)一處修改一處，直接體現(xiàn)在應急預案文件體系的不斷修訂完善、版本更新。邏輯異動和設備技改歸納起來主要項目有：1) 預防、應對制粉系統(tǒng)堵煤的主要異動及技改：Ø 由于煤質(zhì)的變化，原煤倉至給煤機段落煤管頻繁堵煤，在原煤倉至給煤機段落煤管直管段增加捅煤口。Ø 啟磨時邏

13、輯異動，在給煤機啟動后再開啟煤閘門，以減少啟動時堵煤，并將斷煤跳給煤機的延時加長至5分鐘，為馬上疏通輕微堵煤贏得時間。Ø 停磨時邏輯異動，在停給煤機前先關(guān)煤倉閘板門，2分鐘后才停運給煤機，以把煤閘門后下煤管中的積煤以及皮帶上的積煤清空。Ø 磨煤機邏輯中增加：當磨煤機未運行時，可以手動將兩個石子煤控制閥同時打開，以清理石子煤排放口中的堵塞物。Ø 增加“磨煤機一次風量調(diào)節(jié)在自動方式而容量風擋板開度指令超過100%并延時20秒”的邏輯報警信號，便于在出現(xiàn)磨煤機堵煤等導致磨一次風量持續(xù)偏低時，運行人員及時發(fā)現(xiàn)磨煤機堵煤、容量風擋板卡澀等故障。2）防止制粉系統(tǒng)著火、爆炸的主

14、要異動及技改：Ø 一次風量擋板點火位置的定義更改為風量反饋（12-17kg/s）。Ø 給煤量小于18T/H時，將對應磨煤機的出口溫度設定值強制跟蹤為50°c。Ø 當將低流量充惰控制模塊置自動位置時，磨煤機停止過程且煤量降至最小（12.5t/h）自動開始充惰，直至磨煤機停運后3分鐘。Ø 停磨時，磨煤機一次風吹掃時間由1220秒縮短為900秒。Ø 當磨煤機出口溫度達到90°C時，強制全開冷風門，全關(guān)熱風門。當磨煤機出口溫度達120°C時，延時5秒，跳該運行磨，同時發(fā)一類報警。3）增加制粉系統(tǒng)在煤質(zhì)多變時運行可靠性的主要

15、異動及技改：Ø 煤種改變、爐內(nèi)掉渣影響到火焰檢測信號的真實性，為躲過掉渣瞬時火焰信號被屏蔽誤跳磨煤機，將“磨煤機火焰失去不經(jīng)延時直接跳閘”邏輯異動為“當該臺磨煤機火焰失去后，如果其它三臺磨煤機中同時有一臺及以上火焰也失去，則不經(jīng)延時直接跳閘；否則，當該臺磨煤機火焰失去，而其它磨煤機火焰狀況未變化，則延時5秒鐘后跳閘”。Ø 由于煤質(zhì)差，給煤量大，運行中經(jīng)常因磨煤機電流瞬間高至56A引起煤量迫降，將迫降邏輯增加3秒延時，以躲過瞬間高電流。Ø 由于來煤粘、大塊多，運行中經(jīng)常因給煤機堵煤開關(guān)誤動造成磨跳閘，將給煤機堵煤開關(guān)動作跳磨邏輯增加5秒延時。Ø 磨煤機磨盤

16、密封環(huán)由于煤質(zhì)變化產(chǎn)生變形，使密封間隙過大，將磨盤下部密封環(huán)改造為上半部為迷宮式密封，下部為盤根密封。Ø 將磨煤機兩道石子煤擋板均未關(guān)閉跳磨增加40秒延時，并將磨煤機石子煤擋板行程開關(guān)位置及線路改造，以提高磨石子煤系統(tǒng)可靠性與可用率。Ø 將“一個套筒檔板低于點火位延時1分鐘跳磨”邏輯改為“套筒擋板低于點火位時，延時10s關(guān)閉對應的BSO擋板”，增加磨煤機運行可靠性。Ø 為了加快磨煤機的故障恢復時間。經(jīng)過異動，在磨煤機控制邏輯中增加“JOG請求復位”功能，當運行人員確認磨煤機內(nèi)無煤時，可以通過該按鈕復位“JOG請求”閉鎖啟動信號，而不必長時間等待JOG程序讀秒。&#

17、216; 當煤很粘且雜質(zhì)多時，跳磨后在磨煤機JOG過程中石子煤排放門經(jīng)常出現(xiàn)故障，JOG被中斷。經(jīng)過觀察，對邏輯優(yōu)化為：在磨煤機JOG 的時候，如果出現(xiàn)石子煤擋板關(guān)不到位故障，則保持磨煤機運行，只中斷石子煤擋板的開關(guān)程序，由運行人員強制手動排石子煤，待該門能夠正常關(guān)閉后，再次投入排石子煤門自動運行。4）提高鍋爐安全運行穩(wěn)定性的其它方面的主要異動及技改：Ø 由于燃燒不穩(wěn)等各種工況擾動的影響，油槍經(jīng)常由于火檢的原因?qū)е驴赏度肼势汀饳z邏輯、放大器參數(shù)進行合理改造后，避免了不必要的火檢偷火或者火檢檢測不到。Ø 為避免燃燒不穩(wěn)時因減溫水大幅波動而造成汽機跳閘，將一級減溫水控制邏

18、輯異動為主副閥分級控制：在正常情況下由主控閥對溫度進行控制，當主控閥的開度命令達90%后，同時投入副閥的方式進行控制。并將原“主汽溫在5分鐘內(nèi)下降30”報警改為“主汽溫在1分鐘內(nèi)下降10”二類報警，如果此時主汽溫不大于540，則將過熱器一、二級減溫水強制關(guān)閉并切為手動模式。Ø 為應對屏過嚴重超溫，對易超溫部分管材升級為更耐高溫高壓的SHF(OD)51 (THK)11，ASME SA-213 GR.T91。并對屏過及再熱器容易超溫的金屬壁溫點加裝備用熱電偶。Ø 由于煤種變更，8%以上的灰分造成煙氣飛灰沖刷受熱面管子磨損加劇。在再熱器、低過、尾部煙道區(qū)域管子加裝防磨瓦，同時加裝管夾，破壞后煙井內(nèi)的煙風振動及聲振動，并對管排進行加固。Ø 在來煤硫分高、灰分高時，飛灰負壓風機出灰結(jié)束后無法將管路的硫分、積灰全部排出，造成結(jié)露、風機卡澀。將邏輯中“系統(tǒng)停運后，負壓風機保持吹掃2分鐘”改為“系統(tǒng)停運后，負壓風機保持吹掃10分鐘”。Ø 空預器吹灰器增加蒸汽壓力低連鎖保護，空預器密封板由間隙控制改為電流控制運行等。6 結(jié)束語眾所周知，火電廠鍋爐選型有相對應的設計煤種，當煤質(zhì)超出