400 t／h燃煤锅炉粉仓爆炸的原因分析及防止对策.pdf

第 1 期 2 0 1 2年 1月 锅炉制造 BOI LER MANUF ACTURI NG No ． 1 J a n． 2 0l 2 文章编号 C N 2 31 2 4 9 2 0 1 2 0 1 0 0 3 4 0 3 4 0 0 t ／ h燃煤锅炉粉仓爆 炸的原 因 分析及 防止对策 陈群芳 广东省电力工业学校 ， 广东 广州 5 1 0 5 2 0 摘要 制粉系统煤粉 自燃和爆炸直接影响锅炉机组安全与经济运行。本文结合某电厂 1 炉制粉系统粉仓 爆炸事件， 对其原因进行分析 ， 并提出了粉仓爆炸事故的预防及处理措施。 关键词 锅炉； 煤粉仓； 爆炸； 措施 中图分类号 T K 2 2 3 文献标识码 A An a l y s i s a n d Pr e v e n t i o n M e a s u r e s f o r 4 0 0 t ／ h Bo i l e r Co a l Bu n k e r Ex p l o s i o n C h e n Q u n f n g E l e c t ri c P o w e r S c h o o l ， G u a n g z h o u 5 1 0 5 2 0 ，G u a n g d o n g P r o v i n c e ， C h i n a Ab s t r a c t S p o n t a n e o u s c o mb u s t i o n a n d e x p l o s i o n o f c o a l p u l v e r i z i n g s y s t e m d i r e c t l y a ff e c t s b o i l e r u - n i t s a f e t y a n d e c o n o mi c o p e r a t i o n ．I n t h i s p a p e r ，w i t h a c a s e o f b o i l e r e x p l o s i o n t h a t h a p p e n e d wi t h 1 b o i l e r i n a p o w e r p l a n t ，t h e a n aly s i s o f i t s c a u s e s we r e d i s c u s s e d，a n d p r o p o s e p r e v e n t i o n a n d t r e a t me n t me a s u r e s o f b u n k e r e x p l o s i o n． Ke y wo r d s b o i l e r ； c o al b u n k e r ； e x p l o s i o n； me a s u r e s 1 设备概况及粉仓爆炸事故简介 某电厂 l锅炉为 S G一 4 0 0 ／ 1 3 ． 7的 Ⅱ 型布 置、 单炉膛 、 四角切圆燃烧、 燃用烟煤 贫煤 、 固 态排渣的汽包锅炉。制粉系统采用钢球磨煤机中 间储仓式热风送粉系统 配 4台低速单进单出球 磨机 、 2台离心式一次风机 。 某天， 该锅炉机组负荷为 1 0 5 M W， 锅炉燃烧 煤种为平 2 、 平 3煤 ， 挥发份 2 7 ． 5 7 ％ ， 1 2台给粉 机运行， A ／ B制粉系统投运。当天 1 4 3 0分 ， 集 控室突然听到一沉闷的爆炸响声， 在输煤层制粉 设备处发现输煤层 1 炉制粉系统粉筛处粉尘弥 漫， B侧粉筛检查手孔盖板打开。发现 B侧粉筛 有少许带火星的煤粉， 转动粉筛后火星煤粉掉落 消失 ， 粉筛无 自燃痕迹且温度正常， 摇动 B侧 细 粉分离器落粉锁气器动作正常并无火星煤粉 ； 输 粉机 A落粉闸板处地板加厚层翘开 ； 有粉仓保温 层掉落至十六米平 台； 制粉系统各防爆 门完好及 各锁气器动作正常。l 炉粉仓发生爆炸后， 检查 粉仓煤粉温度在正常范围并无上升趋势， 运行班 对粉仓未投 C O 2 。 2 粉仓爆炸原因分析 煤粉爆炸必须满足的四个基本条件是 一是 收稿 日期 2 0 1 11 1 1 5 作者简介 陈群芳 1 9 6 1 一 ， 女， 汉族， 广东省兴宁市人， 大学本科， 热动实验师， 从事热工及锅炉实验教学与研究工作。 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 第 1 期 陈群芳 4 0 0 t ／ h燃煤锅炉粉仓爆炸的原因分析及防止对策 3 5 合适 的煤粉浓度 ； 二是有空气扰动 ； 三是在密闭或 通风不 良的空间 ； 四是足 够的点火能源 较高 的 温度或火源 。其中条件前三点在运行中的制粉 系统是已经存在 ， 主要是确定引起煤粉爆炸 的火 源 明火 。从现场检查看 ， 存在积粉 自燃可能 的 地方主要有 细粉分离器筒体下部分 、 粉仓顶部及 粉筛 。 2 ． 1 细粉分离器简体下部分积粉 煤粉在细粉分离器分离后从简体底部进入粉 仓 ， 而气流则从 内筒上部引出。细粉分离器简体 下部积粉引起 自燃 如 防磨衬板安装间隙积粉 ， 自燃的煤粉遇煤粉流的冲擦一起进入粉仓 ， 引起 粉仓漂浮煤粉爆 炸。而细粉分离器无发生爆炸 ， 因为在细粉分离器两个 落粉锁气器 的作用下， 分 离器下部无气流通过或空气扰动 ， 自燃 的煤粉不 会引爆分离器上部煤粉气流。粉仓爆炸后 ， 摇动 细粉分离器落粉锁气器 ， 检查并无 自燃煤粉通过 粉筛进入粉仓。细粉分离器下部积粉 自燃而引起 粉仓爆炸的可能性较小。 2 ． 2 粉仓顶部存在积粉 由于 1 炉粉仓 的严密性差 ， 存在粉仓漏风现 象 ， 事前某 日已发现粉仓顶部 出现大面积裂纹 ， 然 后择日作修复处理。至于其他漏风地方， 运行人 员难于发现。粉仓 漏风， 加剧粉仓顶部积粉氧化 而聚积热量引起 自燃 ， 由于粉仓 只有 四个煤粉温 度测点 ， 当出现温度测点外局部积粉 自燃 ， 温度不 能反映。发生粉仓 顶部积粉 自燃 ， 粉位降低或遇 煤粉流冲擦而扰动则会引爆粉仓漂浮煤粉。1 炉 粉仓发生爆炸后， B侧粉筛有少许带火星的煤粉， 可能是粉仓爆炸时 ， 已 自燃的煤粉从 B侧粉筛检 查手孔冲出而覆盖在粉筛上面。可初步判断粉仓 顶部积粉 自燃出现在粉仓 B侧 ， 而引起粉仓 爆炸 可能性 比较大。 2 ． 3 粉筛积粉 发现 B侧粉筛有少许带火星煤粉， 转动粉筛 带火星煤粉掉落 消失 ， 检查粉筛无 自燃痕迹 且温 度正常。同时 ， 根据第二点原因分析 ， 可排除粉筛 堵塞积粉 自燃。 同时 ， 原煤挥发份高 2 7 ． 2 7 ％ ， 加剧了制粉 系统积粉的氧化 ， 聚积热量而发生 自燃。 3 防止粉仓爆炸对策 针对上述原 因， 根据本制粉系统实 际运行状 况 ， 提出如下防止对策。 3 ． 1 粉仓 自燃与爆炸的预防 1 严格执行定期维护校验制度 ， 及 时消除 制粉系统内的积煤 、 积粉 ， 如有积粉 自燃现象， 严 禁启动制粉系统 ， 应投入蒸汽灭火装置， 消除积粉 自燃。 2 正常运行 中， 每班 就地 检查输粉机一 次 确认无积粉 自燃 ； 机组停运后 ， 每班要检查并抄录 一 次粉仓及磨煤机进 出口温度 ， 同时就地检查一 次输粉机及粉仓防爆 门， 防止制粉系统积粉 自燃。 3 保证煤粉细度和水份在规定范围内。特 殊情况下 ， 原煤水份大于 1 0 ％时 ， 则应采取下列 措施防止磨煤机进 口积煤 自 燃发生爆炸 每次停 磨， 应检查磨煤机进口有无发热或烧红现象； 经常 检查下煤管畅通无积煤情况； 加强仪表分析， 及时 判断磨煤机是否有断煤、 堵煤情况和磨煤机进 口 壁温变化情况。 4 当原煤挥发份过 高时 大于 2 5 ％ ， 应加 大磨煤机的通风量 以增大煤粉细度 ； 当加大磨煤 机通风量受到限制时 ， 应通过测试开大粗粉分离 器调节挡板 ， 增大煤粉细度 ， 降低煤粉的 比面积 ， 以防止煤粉 自燃。 5 严格执行本锅炉“ 关 于燃用混煤 的暂行 规定” 及运行规程 ， 控制好磨煤机进 、 出口及粉仓 温度。严 格控 制磨 煤机 出 口温度 正常 ， 投 运时 ≯8 0℃ ， 停运时 ≯5 0℃ ， 防止停运时大量热风漏 人磨煤机引起积粉 自燃 。 6 利用停炉时间加强对制粉系统设备 内部 的检查 ， 消 除制 粉系统设备 的积粉现象 ， 特别是 粗 、 细粉分离器和粉仓顶部。 7 进行粉仓的修复， 消除煤粉仓漏风。 8 严格执行粉仓定期 降粉位、 清仓工作 ， 加 强对清煤工定期清理粉筛 、 木头隔筛工作 的检查 确认 。锅炉停用时间较长 时， 应在停炉前将煤粉 仓内煤粉用尽 。 3 ． 2 粉仓 自燃与爆炸时的处理 1 粉仓发生 自燃时 ， 根据规程作如下处理 立即停止 向该粉仓送粉 ， 关 闭粉仓下粉挡板及输 粉机下粉挡板 ， 隔绝煤粉仓 ； 关 闭粉仓吸潮门， 将 煤粉仓粉位降低； 检查粉仓漏风情况， 堵塞漏风； 降粉后， 迅速提高粉位， 进行压粉 控制磨煤机出 口温度5 5 6 0 o C； 经上述处理如仍无效时应使用 灭火装置 ， 并放 空该煤 粉仓 粉仓灭火后进行 清 仓 ； 清仓结束， 重新制粉。 [ 下转第3 8页] 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m 3 8 锅炉制造 总第 2 3 1 期 顶板上。高 、 低温过热器蛇形管通过挂钩悬 吊于 炉顶的横梁上。 2 ． 5 省煤器 省煤器分两级布置在尾部烟道内， 均采用错 列逆流布置形式。由给水操纵台来的给水首先进 入下级省煤器， 逆流而上加热， 最后由上级省煤器 经引出管进入锅筒。上 、 下级省煤器蛇形管均用 4, 3 2 3 ． 5 m m的 2 0 G B 3 0 8 7 碳钢管弯制而成 。 省煤器为单侧进水 ， 所有 省煤器集 箱 共 4 个 均布置于锅炉右侧 ， 集箱用 2 0 G B 3 0 8 7 碳钢 管制造 。 省煤器蛇形管用压制的波形撑架支撑于支撑 梁上 ， 支撑梁又支在省煤器护板 上， 并应通风冷 却。省煤器集箱分别用支架固定于锅炉构架上 。 为防止飞灰对蛇形管 的磨损， 管组 的最上两 排管子装有防磨装置。 2 ． 6 空气预 热 器 空气预热器采用管式立式。分上 、 下两级与 省煤器交叉布置于尾部对流竖井 内， 在下级空气 预热器中将一 、 二次风又分开布置。上下级空气 预热器管子都是错列布置 ， 且上 、 下级空气预热器 由并列的四组管箱组成 ， 左侧三组为二次风口， 右 侧一组为一次风 口。上级管箱采用 4 , 5 0 X 2 m m材 料 Q 2 3 5一A钢管制造 ， 下级管箱采用 1 2 m m 材料 C o r t e n钢管制造。上 、 下级空气 预热器之间 均有连通箱连接， 空气预热器采用逆流热交换方 式 ， 烟气在管内 自上而下流动 ， 空气在管外横 向流 过 ， 被加热的热空气 由上级预热器引出。 为保证烟道的密封和管箱的 自由膨胀 ， 在上 、 下管箱之间的连通箱上和管箱上面四周均装有钢 板压制的膨胀接头 ， 为防止管子人 口段的磨损 ， 在 每个管箱烟气人 口处均加装有防磨套管。 2 ． 7 构架与平台楼梯 锅炉构架为金属焊接框架结构 。锅炉布置有 2 2根柱子， 宽度方 向柱距为 8 0 0 0 m m， 深度方 向 柱距 分 别 为 4 5 0 0 mm， 5 3 6 0 m m， 2 8 7 0 mm， 4 0 0 0 mm。 柱间布置有横梁 ， 组成框架结构 ， 用箱 式截面。 为了美观及减少漏风 ， 在炉膛 、 过热器区域的 水平烟道及省煤器区域的烟道的炉墙外面都包上 金属护板或外护板。 在炉顶 、 锅筒前 面司水 区 、 燃烧 器 区域及人 孔 、 窥视孔 、 打焦孔 、 吹灰孔等需要巡视和操作的 地方设 有平台。平 台之 间有楼 梯连接。楼梯 按 4 5度角布置， 平台和楼梯均采用栅架铺设 。 3 结束语 本文简要介绍了 1 3 5 t ／ h锅炉 中压 自然循环 锅炉的设计和结构， 此台锅炉 已投入运行 ， 根据用 户反馈信息 已成为性能优 良， 安全可靠的产品。 [ 上接第 3 5页] 2 粉仓爆炸时， 根据规程作如下处理 立即 停止向该煤粉仓制粉及输送煤粉 ， 关闭粉仓下粉 挡板及输粉机下粉挡板 ， 关闭吸潮 门， 并做好隔绝 工作 ； 停止相应 的给粉机 ， 关一次风 门， 关给粉机 下粉挡板 ； 使用灭火装置灭火后 ， 走空煤粉仓 ， 并 修复煤粉仓防爆 门及损坏设备 ； 清扫煤粉仓后重 新恢复向该粉仓送粉 、 制粉。清扫粉仓应先作好 外部检查 ， 并分析有关表计 ， 确无火苗 ， 再打开检 查门、 孔， 以防发生人身事故。 发生制粉系统煤粉自燃或爆炸后， 锅炉检修 应及时组织人员根据燃烧痕迹对制粉系统积粉地 方进行消缺。 4 结束语 根据以上粉仓爆炸事故的原 因分析可知， 本 锅炉制粉系统粉仓发生爆炸主要是粉仓顶部等地 方积粉氧化 自燃而造成的。只要破除煤粉爆炸的 四个条件中的任一条件 ， 就能有效防止其爆炸， 而 爆炸的前兆就是粉仓积粉 自燃 ， 所 以实际预防粉 仓爆炸的重点应放在预防粉仓 自燃工作上。根据 制粉系统的实际布置及运行工况 ， 本文提出了一 系列切实可行 的预防及事故处理措施 ， 这对制粉 系统的安全运行有积极的技术指导意义。 参考文献 [ 1 ] 罗永浩． 大型燃煤电站锅炉若干重大问题的原因分 析及改进措施[ J ] ． 锅炉技术， 1 9 9 9 ． 3 [ 2 ] 岑可法， 周吴， 池作和． 大型电站锅炉安全及优化 运行技术[ M] ．北京 中国电力出版社 ， 2 0 0 3 ． [ 3 ] 丁明航 ， 时静茹． 锅炉设备及运行技术 7 0 0题 [ M] ． 南京 河海大学出版社 ， 1 9 9 3 ． [ 4 ] 张永涛． 锅炉设备及系统 [ M] ．北京 中国电力出 版社 ， 1 9 9 8 ． 学兔兔 w w w .x u e t u t u .c o m