摘要：由于燃煤具有高挥发分、易燃、易爆的特点，并且在热风达到一定温度时即表现出较强的着火倾向，容易引起制粉系统爆燃，本文结合印度M项目曾发生过的此类问题，通过研究分析，提出制粉系统运行操作中的预防措施，并补充完善相关联锁保护，对预防和消除爆燃取得了良好效果。
关键词：燃煤 制粉系统 爆燃 预防措施
磨煤机的爆燃是燃煤机组运行中的较大安全事件，由于燃煤具有高挥发分、易燃及易爆的特点，在热风温度达300℃即表现出较强的着火倾向，容易引起制粉系统自燃和爆炸。印度Ｍ项目在试运中曾发生磨煤机爆燃，造成工期延误、设备损坏等。该项目为5×660MW超临界燃煤机组，机组配套制粉系统采用上海重型机器厂HP1203磨煤机，5台磨运行可满足锅炉100％BMCR耗煤量。本文通过对该项目磨煤机爆燃现象的研究分析，提出制粉系统运行操作中预防爆燃措施，并在磨煤机及制粉系统中补充完善防爆逻辑，对预防和消除爆燃取得了良好效果。
1 制粉系统爆燃经过
2011年10月26日，印度Ｍ项目＃7机组在负荷530MW稳定运行，机组协调控制投入。A、B、C、E、F磨煤机投入运行，给煤机煤量分别为在59.4t/h、57.4t/h、58.2t/h、56.8t/h、56t/h。
17时05分21秒F给煤机出口插板门关闭，联跳F给煤机。
17时06分14秒热风调门开始由30%关小，至0%用时20秒。在热风调门关闭，冷风调门全开时，1至4号角风速分别为：35、31、31、32m/s，与正常运行风速相比稍微变小，17时06分39秒在集控室听到一声巨响，锅炉火焰电视显示炉膛内火焰发生短时猛烈抖动，运行人员手动关闭热风调节门，全开冷风调节门。
17时07分36秒F磨煤机出口温度高至95℃跳闸。运行人员将机组协调控制切至手动，调整风煤比，稳定机组负荷320MW，经现场检查发现F磨煤机发生爆燃。
F制粉系统爆燃后的现象如下：1）F制粉系统爆燃，造成热一次风入口膨胀节破裂，风道防爆门爆开。2）检查F磨煤机发现：F2、F3煤粉管道各一个弯头破裂，F2在锅炉2号角煤粉管水平段与垂直段转向弯头处破裂，F3在锅炉4号角煤粉管水平段转向弯头处破裂,两个弯头都掉落在17米平台上严重变形。3）F磨煤机入口热一次风关断门因气源管断裂，就地远方均无法操作，热一次风关断门无法关闭，漏出的热一次风吹到附近的电缆桥架上，威胁电缆安全，机组于当晚20时04分解列停机。
2 事故原因分析
记录查取情况：17时05分21秒F给煤机出口插板门关闭（F给煤机出口电动门经查看操作记录，DCS未曾发出关闭指令排除指令误动，判断原因为就地意外操作关闭或继电器误动作。
在本次事故过程中制粉系统断煤后，DCS系统指令磨煤机热风门快速关闭瞬间，造成磨煤机内煤粉浓度瞬间迅速下降到爆炸下限浓度34~47g/m3(ASMEPTC4.2-1997磨煤机试验规程)。F制粉系统由于给煤机跳闸造成磨煤机内煤粉浓度短时间内迅速下降，磨煤机内部有明火或热风道入口有杂物着火引爆煤粉，引起制粉系统爆燃，F给煤机出口挡板异常关闭引起整个系统扰动是本次事故的诱因。另外在给煤机跳闸以后，未能及时投入磨煤机消防蒸汽。
3 预防措施
3.1启动前检查和预防
（1）制粉系统消防蒸汽要保证长期热备用状态，蒸汽消防系统疏水保持常开，确保蒸汽消防系统内无积水。并保证磨煤机灭火蒸汽过热度，避免磨煤机防爆门起爆。（2）制粉系统启动前应保证磨煤机内部及煤粉管道内无存煤。（3）磨煤机有关仪表已调试完毕，标定完成，所有测点传动已完成，CO分析仪测量结果准确可靠。（4）正确监视入炉煤煤质，每班定期必须有入炉煤化验报告。严格控制入厂煤挥发份含量。当入厂煤挥发份含量超过40%时，严禁进入炉膛，必须掺配。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆入炉煤挥发份含量38~39%时，磨出口温度控制在57~60℃，严禁超过65℃，煤粉细度控制在R90为30%±1。（5）磨煤机入口冷、热风门及热风调节挡板必须可靠好用，如果漏风较大，在热风门及挡板全关状态下，磨出口温度达60℃，应处理正常后方可投入磨煤机运行。（6）应避免将自燃的煤上到原煤仓，并且有计划上煤和烧煤，防止存煤过长产生自燃，定期检查原煤仓、给煤机、磨煤机外观的温度，发现自燃现象后及时汇报处理。
3.2磨煤机启动过程中预防措施
（1）磨煤机启动前（磨煤机出口门、密封风门、给煤机密封风门及出口门关闭），投入消防蒸汽，控制磨煤机出口风压不超过0.1MP。（2）磨煤机启动时投入顺控启动制粉系统，磨出口温度要缓慢提高设定温度，防止磨热风挡板自动大幅开大。同时注意其他制粉系统的温度、风量及风压变化情况。造成磨煤机温升过快，并严格控制磨入口混合一次风温不大于270℃，严格控制磨煤机暖磨时的出口温度不得大于60℃。（3）观察给煤机启动后，注意保证本层制粉系统点火能量（临层煤量或者轻重油枪投入），投入消防蒸汽小于5分钟，注意总煤量、主汽温度、压力、各管壁温度大幅上升。（4）为防止磨石子煤斗积存的煤粉在石子煤排放时造成爆燃，磨煤机石子煤在磨启动时灭火蒸汽投入后进行石子煤的排放操作。
3.3磨煤机正常运行中的监视和预防
（1）运行人员正确监视磨煤机的电流、进出口差压（2.5kPa～3.5kPa）、磨煤机出口温度控制在60℃～65℃，进口混合后一次风温不大于270℃，如果冷风量不足时，可适当提高一次风压力。（2）在煤量正常时，监视磨煤机各粉管风速应保持在30m/s以上。即使煤量较低时，各粉管风速也不得低于27m/s。（3）由专人定期监测每台磨煤机煤粉细度并形成书面文件做好台帐，避免由于煤粉细度过细增加爆炸几率。（4）根据不同的给煤量，磨煤机对应的各参数，运行人员应严格按照磨煤机厂家提供的风煤配比曲线调整。注意各台运行磨煤机的运行参数的对比，根据电流、差压判断磨出力大小，并调整合适煤量运行，控制煤粉细度R90在30%左右。（5）加强磨煤机就地的巡查次数。巡操员在就地巡查时，除了检查运行磨煤机声音有无异常、有无异常振动外，重点检查石子煤仓料位、温度是否正常，如发现料位高或石子煤仓温度高，立即汇报运行监盘人员并联系处理，防止运行时间过长引起石子煤排放管堵塞使之冒烟着火。经处理30分钟仍然无效，则停运该磨煤机。（6）加强对给煤机的检查，防止给煤机内积粉燃烧。（7）正常运行中磨煤机出现漏粉现象，及时通知处理并清理积粉，防止积粉自燃或引起粉尘爆炸。（8）运行中的磨煤机一旦内爆，必需立即停磨并通入消防蒸汽，直到磨内各部着火点完全熄灭，待磨温度下降到60℃以下。检查清理混合风进口的积煤以及各粉管可调缩孔处积煤，检查磨煤机各部是否有损坏，待各部位修复后才允许重新启动。（9）在磨煤机DCS系统总画面添加消防蒸汽投入快捷键，并对相关逻辑进行改进，当磨煤机出口温度达到65℃度时，磨煤机出口温度高报警，当达到70℃时，消防蒸汽自动投入，并且检查是否因给煤机出口落煤管堵塞造成，还是煤量少引起，并立即调整冷热风配比，控制磨出口温度；当磨煤机出口温度上升至80℃时全开冷风调节门，关闭热风调节门；当磨煤机出口温度继续上升至100℃或运行中磨煤机快速上升至95℃，则立即停运磨煤机，连锁关闭冷、热风隔绝门、密封风门，待磨出口温度下降至60℃后，关闭磨出口门。（10）磨煤机正常运行时，其出口风粉混合物温度保持在60-65℃，定期排放石子煤，降低引发火源的可能性。建立健全反事故预案，提高风险防范意识和事故处理能力。加强设备维护和消缺，及时处理各种异常，不留安全隐患，确保热工测点的准确性，以便于监视和调整。为保证F给煤机出口电动门工作可靠性，更换新的继电器。 机组试运期间，各岗位运行人员配置齐全，能满足现场需要。调试根据主蒸汽温度，灰、渣含碳量调整煤粉细度。
4 结束语
该项目磨煤机经常爆燃主要原因是所用煤种的挥发分太高以及磨煤机出口温度偏高，后来经过一系列的控制措施后至今未发生磨煤机爆燃的现象。可见煤质挥发分的高低和磨煤机出口温度是影响磨煤机爆燃的主要原因，以后在运行过程中，采取有效的软件和硬件措施，加强操作人员的业务素质，来保证制粉系统运行的安全、经济、稳定，为保障机组的运行提供有力保障。
参考文献
[1]丁立新(主编)[电厂锅炉原理]..21世纪高等学校教材.2006版.
[2]孙立杰.[工程管理前沿]660MW超临界机组制粉系统危害及防范措施..2015.12.
[3]廖洪楷[制粉系统调整试验及运行优化方法]//电力试验技术丛书-电站锅炉试验中国电力出版社2007.11.
论文作者:张学明,吕涛,于凡卫,刘萌萌
论文发表刊物:《电力设备》2017年第17期
论文发表时间:2017/10/19
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