摘要：针对某发电公司中储式制粉系统，介绍了爆炸的条件和事故现象，提出了制粉系统爆炸的控制措施及处理方法。加强对制粉系统的监视、调整和维护，可以有效防止制粉系统爆破，保证设备安全。
关键词：制粉系统；爆炸；处理
某发电公司现有在役6台200MW热电联产机组，1～6号炉均为哈尔滨锅炉厂设计生产，HG-670/13.7-YM9型超高压、一次中间再热自然循环、单炉膛、平衡通风、固态排渣煤粉锅炉，采用水平浓淡分离式和直流式喷燃器、四角布置、双切圆燃烧方式。制粉系统采用中储式，原煤由给煤机送入磨煤机，经过磨煤机磨制后，经粗粉分离器、细粉分离器进入粉仓，再由给粉机、排粉机将煤粉送入炉膛燃烧。
中间仓储式制粉系统特点是运行可靠性比较高，运行调节灵活，磨煤机可在经济负荷范围内运行，从而提高了制粉系统的经济性，有助于提高锅炉热效率。缺点是系统部件多而复杂，漏风量较大，而且制粉系统管道长，弯角多，流通阻力大，存在流通死角，易积煤粉。因此，在制粉系统聚积煤粉的地方，具备煤粉爆炸的一些因素。如果不采取一定的防护措施，制粉系统中聚积煤粉处就会有可能发生爆炸的危险，对制粉系统的安全运行产生影响。
1 制粉系统爆炸条件
制粉系统爆炸必须满足以下三个必要条件，即可燃物浓度、火源、氧气浓度。
（1）可燃物浓度。对可燃性煤粉而言，爆炸浓度有一个上限浓度和下限浓度，即爆炸浓度范围。可燃物爆炸的浓度范围与很多因素有关，它一般不是定值，即与煤质、初温、初压等因素有关。气粉混合物浓度在0.32～4kg/m3范围内才会发生爆炸，而在1.2～2kg/m3浓度范围内，爆炸危险性最大。
（2）点火能源（明火）。目前制粉系统中此项条件形成的主要原因为系统内局部积粉自燃。由于褐煤水分大、使得系统内积煤的情况增加，并且挥发份高，使积粉产生自燃的几率增加。
（3）足够的氧气浓度。只有氧气浓度达到一定程度才会使点火能源具备足够的能量而引起爆破。制粉系统中的氧来源于多方面，如干燥剂、还有系统的漏风，输送煤粉的一次或三次风均会有一定量的氧气。如果煤粉混合物中氧的含量不足，即使有很强的点燃能，且可燃质的浓度处于最佳爆炸点，也不可能发生爆炸。
从氧浓度和煤粉浓度方面来讲，当煤粉浓度达到爆炸标准而氧浓度未能达到爆炸标准或者氧浓度能达到爆炸标准而煤粉浓度未达到爆炸标准时，制粉系统没有发生爆炸的危险。对于烟煤，当燃料挥发分小于10%时，无自燃和爆炸的危险。当燃料挥发分大于20%时，由于此时的煤属于反应能力较强的煤，燃料挥发分的析出和着火温度都较低，很容易发生煤粉自燃和爆炸事故。
点火源即明火，其来源大多数发生在煤粉最容易沉积的地方。只要有煤粉沉积的地方，就能够成为风粉混合物发生爆炸的发源地。一旦发生煤粉沉积，随着时间推移，煤粉开始氧化并且释放热量，释放的热量使得沉积煤粉温度升高，则又加速了煤粉的氧化、放热、升温，经过一定的时间之后，温度就能够达到煤粉着火时的温度，煤粉开始自燃，很有可能引起制粉系统爆炸。
风粉混合物温度也是引起制粉系统发生爆炸事故的主要原因之一，温度较高，一方面使燃料挥发分较高的煤粉容易析出可燃性气体，使其浓度容易达到爆炸范围；另一方面又会使制粉系统内部堆积的煤粉自燃。
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2 制粉系统爆炸现象
制粉系统发生爆炸时，煤粉仓温度有可能异常升高，若爆炸发生在粗粉分离器及以后部位，排粉机入口温度异常升高；自燃部位管壁温度异常升高；制粉系统负压突然变正；爆炸时，有巨大响声，从系统不严密处向外冒烟，防爆门破裂或鼓起，外部可看见火球或黑烟；爆炸后，若磨煤机入口到排粉机入口之间的防爆门破裂，则防爆门破裂处之前，系统负压降低或系统变成正压，排粉机出口总风压及对应各一次风压增大，排粉机电流突然增大，随后变小，几秒至十几秒后又突然增大，若排粉机出口防爆门破裂，排粉机出口总风压及一次风压降低，排粉机电流增大，系统负压降低增大；炉膛负压突然变正，燃烧火焰发暗，严重时燃烧不稳，甚至引起锅炉灭火；粉仓煤粉自燃时，粉仓温度升高、粉仓上部盖板烧热并有瓦斯其气味；从不严密处向外冒烟；给粉机来粉不正常，燃烧不稳定，严重时将一次风管烧红或烧坏燃烧器。
煤粉发生自燃或着火时，还有如下现象：磨煤机出口温度不正常升高；周围有灼热感，磨煤机入口铁皮烧红或从检查孔向外冒烟；磨煤机入口能看到火星等。
3 制粉系统爆炸控制措施
根据《200MW机组锅炉运行规程》及《防止电力生产重大事故的二十五项重点要求》，结合锅炉所配中间储仓式制粉系统存在的问题，应该从以下几方面防止制粉系统爆破。
（1）加强对制粉系统各参数的监视及运行工况的分析，判断制粉系统运行是否正常，分析异常现象，应查找原因，及时排除。加强对制粉系统各防爆门的不定期检查和管理，保持防爆门完整严密，且其上不应有异物妨碍其动作。严格执行定期降粉工作。
（2）制粉系统的启停严格按照运行规程执行。制粉系统在停止运行之前，一定要将系统内部的积粉抽干净，系统启动前，要进行充分暖管；制粉系统停止运行后，要进行倒风，并检查热风门的严密性，发现风门有缺陷及时联系处理。当制粉系统故障紧急停止运行后，应立即将风倒入排粉机，并加强各参数的监视，当各部温度上升时，应立即采取措施，再次启动时前应进行抽粉。
（3）根据煤质变化情况，在正常范围内适当调整磨煤机出口风粉混合物温度，最高不应超过72℃。保持制粉系统稳定运行，防止煤量忽大忽小或断煤，大小修时应清理原煤斗，及时消除制粉系统各部漏风，保持制粉系统严密性，发现断煤时应及时采取措施处理。
（4）加强原煤管理工作，及时清除煤中爆炸物及大块杂物，严防外来火源。燃运应加强上煤及对异物的清理工作，防止断煤及异物卡主给煤机链条，加强配煤工作。
（5）定期巡回检查，发现制粉系统内部有火星飞溅或明火时，应立即采取措施，消除火源；保证制粉系统的消防蒸汽系统的可靠备用及各阀门严密。定期清理粗粉分离器内锥体内部的积粉。
（6）制粉系统运行时，严禁有明火作业，若必须进行明火作业时，应停止制粉系统运行，将风倒入排粉机，办理工作票包括动火工作票，并且做好安全防范措施及危险点预控措施。
（7）运行不稳定时，加强监视，防止断煤。加强制粉系统的保温，防止煤粉因结露产生结块、沉积。在运行过程中，严格控制磨煤机出口温度，保持煤粉细度和水分在规定范围内。
4 制粉系统爆炸处理方法
（1）立即停止制粉系统的运行，同时要防止锅炉发生灭火，燃烧不稳定投入油枪稳燃。
（2）控制好排粉机出口总风压及一次风压，切断进入制粉系统的热风和压力冷风，将风倒至排粉机；若排粉机出口总风压及一次风压无法维持时，应迅速开启排粉机入口冷风门，保持一次风压正常；全面检查爆炸侧制粉系统防爆门的破损情况，着火部位及着火情况。
（3）投入蒸气消防系统进行灭火，火势无法控制时，可采用消防水进行灭火，以免烧损设备。
（4）清除各部位着火源，确认内部着火源全部消失，积粉清理干净后，联系检修人员修复破损的防爆门。
（5）在制粉系统恢复运行前，应对系统各设备内部和管道进行全面检查修复，然后按照制粉系统正常启动的要求投入运行。
（6）分析事故的原因，做好防范措施，做好记录。
3 结论
制粉系统是火力发电厂锅炉的主要设备，其运行的安全可靠程度直接影响到整个发电机组的安全性和经济性。制粉系统防爆是一项长期任务，要注意总结经验，加强对制粉系统的监视、调整和维护，防止制粉系统爆破事故的发生，保证设备安全运行。
作者简介：
杨欢，（1983- ），男，从事火力发电厂运行管理工作
论文作者:杨欢
论文发表刊物:《基层建设》2018年第31期
论文发表时间:2018/12/18
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