摘 要：避免制粉系统及煤粉仓发生爆炸。结合2002年华能新华电厂制粉系统爆破事故、1993年山东邹县电厂3号炉及1989年辽宁抚顺电厂煤粉仓爆炸事故，对煤粉仓爆炸产生的原因、判断煤粉仓爆炸的预防方法以及煤粉仓爆炸防范与处理的措施等方面做了较为详细的阐述。避免煤粉仓发生爆炸的关键因素是运行操作人员、检修维护人员责任心及技术水平的加强，煤粉仓检修维护、运行操作等各种规章制度的完善与严格执行。防止煤粉仓发生燃爆最关键的就是加强运行、检修人员的技术水平，制定出完善的规章制度并严格执行。同时简单介绍了制粉系统爆炸原因分析及防范措施。
关键词：煤粉仓 制粉系统 爆炸 原因 防范
引言
火力发电厂中锅炉制粉系统承担的主要任务是为炉膛磨制及输送燃料，而煤粉具有一定的可爆性，因此爆炸可能性长期存在。同时制粉系统爆炸会引起设备损坏、少发电、降低经济效益，甚至造成人身伤亡事故。
属于中储式制粉系统的火力发电厂中,煤粉仓是锅炉的重要辅助设备之一,其主要作用是储存锅炉燃烧燃料---煤粉。煤粉仓中存有煤粉和空气混合物，煤粉具有一定的可爆性,当煤粉挥发份Vdaf＜10％时，一般没有自燃和爆炸的危险，挥发份在10%以上的煤,该值越大,煤粉越容易发生爆炸,也就是说,爆炸可能在较低的温度下发生,挥发份Vdaf＞20％时，由于属于反应能力强的煤，此时挥发份析出和着火温度均较低，容易发生自燃和爆炸事故。烟、煤、气、粉混合物浓度只有在0.32～ 4kg/m2范围内才会发生爆炸, 而浓度在1.2～ 2kg/m2范围时爆炸危险性最大。最大爆炸压力可达0.31Mpa。若采用具有自燃爆炸危险的煤种,则在爆炸范围内的气粉混合物,如果遇有足够的点火能源就能引起爆炸事故。从多次爆炸的现场经验看，制粉系统中，凡发生煤粉长期积沉的地方，就能成为气粉混合物自燃和爆炸的发源地，而煤粉仓中容易存在积粉处，一旦发生煤粉沉积，煤粉变会逐渐氧化、放出热量促使温度升高，温度越高，这个过程发展的就越快，就有可能出现爆炸事故。
煤粉仓是锅炉重要的辅助设备之一，其主要作用是储存煤粉，而煤粉具有一定的可爆性，而进入粉仓的煤粉具有一定的温度，同时煤粉仓上部又有气体混合物，因此很容易造成煤粉的燃烧，从而发生爆炸。特别对于新安装的和大修、小修后的锅炉，由于需要做各种试验或进行长时间的低粉位运行，粉仓中氧气空间较大，更容易发生爆炸，而且随着粉仓积粉时间过长，发生粉仓爆炸的危险性会增加。煤粉仓爆炸事故在我国电厂中多次发生，同时还，造成了不小甚至巨大的经济损失，如 1993年，山东邹县电厂3号炉试运时两次发生煤粉仓爆炸的事故，以及1989年辽宁抚顺电厂煤粉仓爆炸事故。因此，本人就上述两个单位所发生的事故过进行分析，制粉系统、煤粉仓爆炸的原因及防范措施，仅供有关人士参考。
1 粉仓爆炸的原因
1.1煤粉仓有积粉现象及漏风现象是根本原因
这种情况主要有：新安装、长期连续运行的锅炉，煤粉仓可能有长期存粉的地方，在粉仓四角及仓顶会有积粉现象，一旦煤粉沉积、煤粉会逐渐氧化、放出热量促使温度升高，直至发生燃烧现象，另外，如果运行人员责任心不强或技术水平稍差，不能及时判断和处理，也是造成粉仓燃烧的重要原因。1993年山东邹县电厂煤粉仓发生爆炸是由于a:原粉仓内壁面角度和内锥体角度太小(粉仓横向仓壁设计倾角为71.6°，底部内锥体角度为65°)，使仓壁及内锥体易积粉。B:粉仓顶部四周因安装时留下一段高约600mm，深约540 mm，约45°的死角，当煤粉落入粉仓内，比较细的煤粉会到处飞扬，慢慢落在该处，长时间堆积。遇上仓内温度高时，积粉便会自燃, 最后发生爆炸。1989年6月1日抚顺电厂23号锅炉粉仓粉位到零，在锅炉点火时，锅炉分场主任违章指挥作业，在粉仓温度83℃和火源没有消除的情况下，决定强行向粉仓送粉，并在送粉前开吸潮管通风促成了爆炸条件的的成立导致粉仓爆炸事故发生。
1.2 粉仓运行中没有按规定降粉，停炉清粉仓，粉仓积粉、自燃，是粉仓爆炸的主要原因。
及时定期降粉，适时充入二氧化碳将成为唯一积极的和行之有效的防止发生粉仓爆炸的方法。另外，如果检修人员责任心不强或技术不过硬，不能及时判断和处理缺陷，也是造成粉仓燃烧、爆炸的主要原因。
2 制粉系统爆炸的原因
2.1 制粉系统各管道及风门有积粉现象是原因之一
这种情况主要有：设备长期运行，制粉系统各管道存在积粉沉积，时间一长，氧化生温，发生燃烧爆炸, 华能新华电厂2002年5月31日，#5炉（670T/H）乙制粉系统发生爆破，造成锅炉瞬间失去火焰，灭火保护正确动作，锅炉被迫紧急停炉。乙制粉系统爆破造成排粉机出入口防爆门及细粉分离器防爆门动作。由于处理得当，机组很快恢复正常。 据了解，造成本次制粉系统爆破的原因是：乙侧排粉机入口与近路风交口处存有积粉，致使该处积粉阴燃而发生爆破。
2.2 制粉系统管道及热风门的内漏也是其发生爆炸的原因之一
风门的内漏使制粉系统爆炸的可能性大大增加, 有例为证,1995年山东邹县电厂4号炉丙制粉系统发生爆炸的主要原因就是丙排粉机近路热风门不严。特别是丙排粉机热风调门只能关至70%，以致大量的热风内漏造成该制粉系统半年内9次爆炸。由此可见,千万不能忽视风门内漏对制粉系统爆炸的影响。
3 煤粉仓爆炸的防范措施
3.1 对于粉仓漏风所采取的预防措施
3.1.1煤粉仓、和粉仓附近应有消防设施，并备有专用的灭火器材，消防系统汽源应充足、汽压符合要求。消防灭汽水设施应保持完好，按期进行试验（试验时灭火剂不进入粉仓）。
3.1.2煤粉仓投运前，大修后应做严密性试验。凡基建投产时未作过严密性试验的要补做漏风试验，如发现有漏风、漏粉现象要及时消除。
3.1.3充二氧化碳是预防粉仓燃爆的最有效方法。充二氧化碳应根据粉仓运行状况和实际温度及漏风情况，及时合理地进行。由于充二氧化碳装置是独立布置，投用条件要求较高，操作工作量较大，实际上二氧化碳耗量又较大，因此，要在异常状态时及时储备。我厂的充二氧化碳装置设计在制粉间12.6米，工作时运输工作量很大，于是我提出了合理的更改建意，将其布置于炉零米。
3.1.4定期检测粉仓氧量，必要时扔入烟气来降低含氧量。
3.1.5加强运行人员的职业素质教育和技术培训工作，以增强运行人员的责任心和提高对异常（或事故）的判断和处理能力。1995年11月22日富厂输煤皮带着火时，就是由于运行人员既没有及时发现，又没有及时采取妥当的措施进行处理。
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3.2 对于煤粉存积所采取的防范措施
煤粉积存一段时间会产生自燃，积粉自燃后将会烧损设备，而且当煤粉和空气以一定的比例混合以及风粉含有一定CO等煤炸性混合物时，在足够点火能量的作用下就会产生爆炸。因此，要求严格执行锅炉制粉系统防爆有关规定，严格控制粉仓温度。我厂规定在72℃以上必须降粉降温，严禁在煤粉内火源未消除前，向粉仓内送粉。从事故统计的规律发现：粉仓燃爆一般发生在锅炉频繁启停和热备用阶段及低粉位运行中，其原因在于锅炉启停过程中粉仓不易燃尽，极易造成大量存粉；锅炉启停、低粉位运行时，粉仓空间较大，含氧量又较正常运行时高得多，当运行方式不当造成粉仓温度达到一定值时，使煤粉具备了燃爆的条件而发生粉仓燃爆。特别在停炉清理煤粉作业时，由于煤尘浓度超标，遇火源可能发生爆炸。当煤粉仓粉位低，氧气空间较大，而制粉系统连续运行，致使整个粉仓处在粉尘飞扬状态，粉仓中粉尘浓度处在爆炸极限范围之内，又由于存在长时间的积粉，煤粉自燃，具备了爆炸的点火能量。所以，煤粉仓爆炸也就成为必然。
因此，在实际中应采取的防范措施有：
3.2.1停用时对粉仓进行充二氧化碳保护。
3.2.2加强燃用煤种的煤质分析和配煤管理，燃用易自燃的煤种应及早通知运行人员，以便加强监视和巡查，发现异常及时处理。
3.2.3当发现粉仓内温度异常升高或确认粉仓内有自燃现象时，应及时投入灭火系统，防止因自燃引起粉仓爆炸。
3.2.4根据粉仓的结构特点，应设置足够的粉仓温度测点和温度报警装置，并定期进行校验。
3.2.5设计制粉系统时，要尽量减少制粉系统的水平管段，煤粉仓要做到严密、内壁光滑、无积粉死角，抗爆能力应符合规程要求。
3.2.6加强防爆门的检查和管理工作，防爆门应有足够的防爆面积和规定的强度。防爆门动作后喷出的火焰和高温气体，要改变排放方向或采取其他隔离措施。以避免危及人身安全、损坏设备和烧损电缆。监督做好制粉间及锅炉厂房内清洁工作，煤粉仓爆炸后热气喷出引起二次爆炸，防止粉仓层积粉自燃后火焰进入煤粉仓引起煤粉爆炸
3.2.7定期检查仓壁内衬钢板，严防衬板磨漏、夹层积粉自燃。每次大修煤粉仓应清仓，并检查粉仓的严密性及有无死角，特别要注意仓顶板一大梁搁置部位有无积粉死角。
3.2.8粉仓的吸潮管应完好，管内通畅无阻，运行中粉仓要保持适当负压。
3.2.9制粉系统煤粉爆炸事故后，要找到积粉着火点，采取针对性措施消除积粉。必要时可改造管路。
3.2.10严格控制粉仓温度，严禁在煤粉内火源未消除前，向粉仓内送粉。
3.2.11在检修和清理煤粉作业中，要严格控制煤尘浓度，防止局部空间煤粉混合浓度超标，此外，还要及时消除漏粉点、清理漏出的煤粉。
3.2.12设计并安装粉仓放粉管路，保证清粉仓人员的安全和设备的安全。
3.2.13设计并安装粉仓充冷烟气管路，来降低粉仓中氧气和一氧化碳的含量。
3.3 正在运行的制粉系统或刚刚停止运行的制粉系统中煤粉浓度在较大的范围内波动时,主要防范措施如下:
3.3.1在运行中按规定实施定期降粉制度（我厂为10天）和停炉清仓工作，清仓过程中发现仓内残余煤粉有自燃现象时，清扫人员应立即退到仓外，将煤粉仓严密封闭，用蒸汽或二氧化碳灭火器等进行灭火。鹤岗电厂采用二氧化碳，清仓前准备好二氧化碳。如果粉仓内存粉且粉位过高，在放粉前及放粉期间保持向粉仓投入二氧化碳。
3.3.2加强原煤的管理，按规程的检查煤质，并及时通报有关部门，清除煤中自燃物严防外来的火源。
3.3.3保持粉仓的稳定性，消除粉仓漏风，保持其严密性。给粉机应定期切换，避免在停用的给粉机入口出现积粉自燃。
3.3.4粉仓正常运行时，粉仓平均粉位不得低于1.5米，严格监视粉仓温度及粉仓盖壁温，粉仓温度达72℃时，必须临时降粉，确保粉仓在良好工况下运行。
3.3.5严格按在运行中按规定实施定期降粉制度，降粉时采用单侧降粉方式，粉位降至0.5米，若粉仓温度仍较高，需彻底降粉至0米以下。
3.3.6无论何种原因，粉仓平均粉位必须保持1.5米以上给粉机方可投入运行，若粉仓平均粉位低于1.5米，制粉系统和给粉机只能取其一运行。
3.3.7制粉系统运行时，粉仓吸潮管必须保持畅通，吸潮管门开关好用，并在全开位置，停止制粉系统或粉仓降粉时必须将吸潮管门关严。运行中粉仓要保持适当负压。吸潮阀在磨煤机启动20分钟后开启，在停止制粉系统抽粉时关闭。
3.3.8严格执行停炉前粉仓烧空制度，停炉后封闭粉仓及放粉制度。停炉粉仓存粉时，粉仓温度高于75℃时，必须投入二氧化碳。粉仓温度高于80℃时，申请总工程师批准，投入蒸汽消防，粉仓放粉。（放粉工作时一般措施：接放粉管工作必须将给粉机停电，下粉插板关闭。联系热工人员完成停炉期间允许给粉机启动条件，放粉时缓慢开启下粉插板，观察下粉情况，放粉工作期间，冲洗水系统正常运行。放粉时避免外漏点。放粉口处设专人并与给粉机操作盘，给粉机就地有可靠通讯联系。发现异常，立即停止放粉。放粉现场禁止有明火。放粉口处设消防设备，设专职消防人员监护。放粉时，注意监视冲洗水量，加强与运行操作人员联系，发现冲洗水停止或流量突然减小，立即停止给粉机运行。）
3.3.9若制粉系统停止超过3小时以上时，在停止制粉系统抽粉阶段，观察落粉管一、二道锁气器不动作后，手动上、下活动锁气器重锤，确认无煤粉，锁气器关闭严密后方可停止抽粉。
3.3.10计划停炉粉仓存粉时，在停炉前进行粉仓降粉一次。若紧急停炉，制粉系统及粉仓必须密封，启动时必须先吹扫一次风管，运行人员严格执行《防止制粉系统爆炸和煤尘爆炸事故》措施，操作时严格按运行规程执行，决不允许超越有关的各项规定。吹扫一次风管干净后，再启动制粉系统，粉位符合要求后投入给粉机运行。
4 制粉系统爆炸的防范措施
锅炉正常运行中，应对制粉系统的近路风风门，特别是容易积粉的磨煤机再循环风门等，坚持定期吹扫工作制度。随着自动化程度的提高和全能值班制度的实行， 应进一步加强对新值班人员的培训，以达到系统熟，操作到位。
4.1 制粉管道及风门有漏泄情况时及时处理,同时每次在检修时一定要对制粉系统各风门仔细检查,消除内漏.
4.2制粉系统煤粉爆炸事故后，要找到积粉着火点，采取针对性措施消除积粉。必要时可改造管路。
5 结束语
制粉系统及粉仓爆炸事故多次造成电厂重大设备损坏和严重经济损失.因此，希望各个电厂有关人员不能对该问题的防范掉以轻心,不可麻痹大意,严格执行制粉系统入及煤粉仓防爆的有关规定,认真学习,争取把事故消来在萌芽中。
参考文献：
[1] 1989年辽宁抚顺电厂煤粉仓爆炸事故通报，1993年山东邹县电厂3号炉事故通报，1995年11月22日富厂事故通报，2002年华能新华电厂制粉系统爆破事故通报。
[2]鹤岗发电厂检修、运行规程。
论文作者:赵强
论文发表刊物:《当代电力文化》2019年10期
论文发表时间:2019/10/30
标签：制粉论文; 煤粉论文; 系统论文; 电厂论文; 锅炉论文; 温度论文; 风门论文; 《当代电力文化》2019年10期论文;