摘要：本文详细分析了瑞明电厂#2机组锅炉粉仓爆炸的具体原因，并针对原因制定了相应防范措施，为同类机组提供有益的借鉴作用，有效地杜绝了同类事故的发生，大大提高了设备及机组运行的安全性。
关键词：电厂锅炉；粉仓爆炸；原因分析；防范对策
一、引言
瑞明电厂发生了一起锅炉粉仓爆炸的事件，原因是多方面的，有设备设计上的缺陷，管理上的不善，操作上的不当，以及维护上的不及时，造成事件的发生，本文对事故的原因进行了分析，并制定相应的具体措施加以实施，收到良好的效果。
二、事故经过
2015年8月7日23时45分，瑞明#2机组负荷125MW，运行中的A粉仓发生爆炸。现场检查发现A侧粉仓顶部混凝土地面的二次灌浆层被炸松裂开，A侧粉仓防爆门爆破（B侧无爆破），防爆门顶部防雨罩脱落至皮带层走廊处，A侧粉仓电子粉位计混凝土基础被炸开，粉仓整体结构没受到破坏。
三、原因分析及处理
经分析，粉仓爆炸的根本原因是燃用了高挥发份煤种。查8月7日爆炸当天入炉煤化验报告，瑞明＃2炉入炉煤收到基挥发份Var为27％，折算干燥无灰基Vdaf为36.63％，严重偏离设计煤种的干燥无灰基Vdaf20％～22％范围。根据《电站磨煤机及制粉系统选型导则》（DL/T 466-2004）9.2条“不同煤质条件下推荐的磨煤机及制粉系统类型”的要求，Vdaf=20%～37%（烟煤）宜选用中速磨煤机直吹式系统或双进双出钢球磨煤机直吹式系统，已不适宜采用中间储仓式热风送粉系统，在此煤种下运行中储式制粉系统极易发生爆炸。煤粉的自燃是产生爆炸的火源，中储式制粉系统由于系统复杂，设计上很难避免积粉，而粉仓储粉本身就是一种积粉。当积粉发生一段时间后，由于煤粉自身氧化分解产生热量，极易发生自燃形成爆炸的火源。当气粉混合物含氧量达到12%（褐煤）和14%（烟煤）以上时、煤粉浓度达到0.3kg/m3~0.6 kg/m3时爆炸性达到最大值。
8月15日检查时，发现A、B细粉分离器百叶窗上下板面及旋流导流器的导流板上积有大量煤粉。A细粉分离器的积粉仍在冒火星，并有大量白灰；B细粉分离器的积粉未见自燃。粉仓内二氧化碳灭火管和蒸汽灭火管上均有煤粉烧过的“白灰”。现场检查也发现一个现象，就是粉仓A防爆门的防爆膜爆开，但B防爆门的防爆膜没有爆开。经分析原因为：瑞明＃2炉虽然只有一个粉仓，但粉仓被高度2.3米高的中间梁从仓顶向下一分为二。当粉位较高超过或接近中间梁时，粉仓就被隔成两个相对独立的空间。这时，如果A仓发生爆炸，爆炸气体就难于通过B仓的防爆门泄压，故B防爆门没有爆开。
综合以上分析和事实，粉仓爆炸的原因为：燃用了高挥发份煤种。A细粉分离器积聚了大量煤粉发生了自燃，而自燃着火的煤粉经细粉分离器锁气器、粉筛进入粉仓，在合适的煤粉浓度和氧量下引起了A小粉仓爆炸。锅炉专业人员认为，A细粉分离器中心筒内积粉自燃着火现象，是造成8月7日A粉仓爆炸的主要原因。因此必须趁这次停炉机会全面启动对制粉系统防爆整治。经与“华通电力设备有限公司”技术人员电话沟通，厂家技术人员建议割除所有引起积粉的部件：中心筒螺旋板、百叶窗、旋流导流器及反射屏。而割除百叶窗、旋流导流器后，厂家技术人员经过计算，需用长度为2015mm的圆管补充中心筒长度，以保证分离器效率。
锅炉专业人员进行了细致全面的讨论，认为割除上述部件不会造成煤粉细度的变化（煤粉细度取决于粗粉分离器的分离效果），但可能会造成细粉分离器效率降低，使得乏气带粉多，造成给粉机转速低，在机组低负荷停多台喷燃器的情况下，火焰分散，容易造成熄火，给锅炉燃烧调整带来困难；同时乏气带粉多也会造成设备磨损快，排粉机叶轮磨损造成振动大的情况，因此在锅炉投运后安排做乏气带粉的试验。
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四、防范对策
为保证设备安全运行，消除制粉系统积粉，避免再次发生爆炸，经锅炉专业组讨论并制定了相应措施：
1、将A、B细粉分离器的中心筒螺旋板、百叶窗、旋流导流器及反射屏割除，并用与中心筒相同直径（Φ2000×6mm，材料为Q235A）的圆管代替被割除的百叶窗及旋流导流器，圆管长度为厂家计算值：2015mm。同时恢复割除的中心筒的支撑管。
2、A、B细粉分离器施工完毕后，应清理锁气器内杂物，避免管道堵塞。
3、在粉仓内的二氧化碳灭火管和蒸汽灭火管上部加装“背脊”，材料为1Cr18Ni9Ti，防止积粉自然。
4、封堵在粉仓顶部梁、墙结合处个别部位被炸出的裂缝。
5、粉仓天花顶部内衬不锈钢板。在顶部铺设光滑的不锈钢板，材质为1Gr13、厚度为3mm。并用高强自流型灌浆料填充内衬不锈钢板与顶板的间隙，避免积粉，面积约65平方米。
6、因粉仓爆燃，致使粉仓顶部楼板表层混凝土松动，需重新铺设钢筋及浇注混凝土，面积约100m2。
7、增大粉仓防爆门有效泄压面积。
8、制粉系统（不包括粉仓）的防爆门按要求更换膜板，共48个。其中改用0.4mm铝板的防爆门10个，改用0.6mm铝板的防爆门38个。
9、粉仓顶部增加CO2喷嘴。在每个粉仓顶部垂直加装4个CO2喷嘴，可更有效的防止粉仓温度高。新增的CO2管道由布置在粉仓顶部的的CO2气源供给，新CO2气源设置操作平台。
10、粉仓顶部增加2条吸潮管，规格为φ159×4.5不锈钢管，材质为1Gr18Ni9Ti，以增加对粉仓的吸潮能力。
11、粉仓温度测点加装及改进。粉仓顶部原有4个温度测点，温度计插入粉仓6米及8米，均为测量粉仓底部温度，需进行改进，将顶部4个温度计改为2个，为测量粉仓顶部温度，温度计插入粉仓0.5米及1米的各1支，共2支。
12、细粉分离器进、出口防爆门与水平夹角过小，容易引起积粉，需进行改进，将防爆门与水平夹角改为不小于60°，共8个。
13、木屑分离器手孔改造。将木屑分离器手孔改造为锅炉人孔门形式（尺寸缩小），严密性更好，数量2个。
14、排粉机进口总风门移位。因此需将总风门向抽风管方向移位，使其中心与抽风管外壁距离为600mm，并将此管下方设计成与水平夹角为60°的结构，防止积粉。数量2台。
15、根据《火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术规程》（DL/T 5203-2005）的4.6.7条规定，将A、B磨煤机再循环管接口下移400mm，使再循环管在回粉管的下方。
16、瑞明＃2炉制粉系统正常运行后，要求试验组对A、B细粉分离器进行效率试验，以确定分离器出口乏气带粉量。
17、细粉分离器改造后，运行人员应及时掌握制粉系统运行特性，如给粉机转速、一次风压、排粉机进出口风压及电流等，掌握低负荷时的燃烧调整。
五、结束语
通过对本次事故的原因分析，并针对实际情况，采取了有效措施及对设备存在的问题，进行了一一整改，有效地杜绝了同类事故的发生，大大提高了设备及机组运行的安全性。
作者简介：
徐伟平（1976年8月），男，电力运行助理工程师，现从事电厂管理工作。
论文作者:徐伟平
论文发表刊物:《电力设备》2019年第8期
论文发表时间:2019/9/18
标签：制粉论文; 分离器论文; 锅炉论文; 系统论文; 细粉论文; 煤粉论文; 百叶窗论文; 《电力设备》2019年第8期论文;