趙曉光，孫建磊，高 欣

（河北省電力科學(xué)研究院，河北 石家莊 050021）

一起鍋爐制粉系統(tǒng)爆燃的事故原因分析

趙曉光，孫建磊，高 欣

（河北省電力科學(xué)研究院，河北 石家莊 050021）

1 鍋爐概述

某電廠B&WB-1103/25.4-M型鍋爐為超臨界參數(shù)、螺旋爐膛、一次中間再熱、平衡通風(fēng)、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、半露天布置的л型鍋爐，鍋爐設(shè)有無循環(huán)泵的內(nèi)置式啟動(dòng)系統(tǒng)。制粉系統(tǒng)采用正壓冷一次風(fēng)直吹式系統(tǒng)，配4臺(tái)雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)，每臺(tái)磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)鍋爐單墻一層半6只燃燒器，共24只燃燒器分6層對(duì)稱布置在鍋爐的前后墻上。設(shè)計(jì)煤種是80 %陽泉無煙煤和20 %壽陽貧瘦煤的混煤，實(shí)際燃煤為下層神華煤、上層陽泉煤摻燒。

2 事故經(jīng)過

2012-12-25T08:00，機(jī)組負(fù)荷160 MW，主汽壓力12.72 MPa，主汽溫度512 ℃，再熱汽壓1.9 MPa，再熱汽溫562 ℃，制粉系統(tǒng)A、B、D運(yùn)行。

08:40，發(fā)現(xiàn)A磨有堵煤現(xiàn)象，立即減煤吹掃，吹掃過程中因再熱汽溫高停止A磨運(yùn)行。隨后發(fā)現(xiàn)B磨料位升高，燃燒器出口風(fēng)速急劇下降，判斷B磨堵煤，立即采取減煤吹掃措施。

09:33，因吹掃效果不明顯投入慢傳電機(jī)。

11:30，風(fēng)速恢復(fù)到23 m/s左右，初步判斷磨已吹通后啟動(dòng)B磨。啟動(dòng)后B磨一次風(fēng)管風(fēng)速顯示17 m/s左右，懷疑該磨鎖氣器有雜物。

12:11，B磨B端出粉溫度由78 ℃突然漲至427℃，B端分離器溫度由67 ℃升至98 ℃。發(fā)現(xiàn)溫度異常后迅速通入消防蒸汽。

12:27，B端出粉溫度下降至80 ℃，分離器溫度下降至78 ℃后再次突升。

12:29，分離器出口的溫度高保護(hù)(高高值160 ℃)動(dòng)作掉磨，之后B端分離器溫度繼續(xù)上升至219 ℃，期間再次投入消防蒸汽直至磨出口溫度正常。

13:30，檢修人員打開B磨分離器回粉管鎖氣器進(jìn)行檢查。

13:47，B制粉系統(tǒng)發(fā)生爆燃，導(dǎo)致B2一次風(fēng)粉管至噴燃器前部伸縮節(jié)處斷裂。

14:11，機(jī)組停止運(yùn)行。

3 原因分析

煤粉具有自燃性和爆炸性。若煤粉中吸附了大量的空氣，會(huì)受空氣的氧化而緩慢發(fā)熱，使煤粉溫度升高，當(dāng)達(dá)到著火點(diǎn)時(shí)會(huì)發(fā)生自燃。煤粉、 空氣的混合物在一定的條件下會(huì)發(fā)生爆炸，引起設(shè)備損壞和人員傷害。煤粉發(fā)生爆炸應(yīng)具備3個(gè)基本條件：煤粉的存在、合適的氧濃度(即煤粉量和空氣量的比例要處于爆炸極限內(nèi))和足夠的點(diǎn)火能量。

B磨內(nèi)的燃煤為高揮發(fā)分神華煤(揮發(fā)分在27 %左右)，在堵煤后的吹掃過程中揮發(fā)分易析出并在制粉系統(tǒng)中積聚，使可燃?xì)怏w濃度增大。同時(shí)殘留的煤粉中吸附了大量的空氣，會(huì)受空氣的氧化作用而緩慢地發(fā)熱從而使煤粉溫度升高，增加了煤粉自燃的可能性。磨內(nèi)煤粉量較少，磨開啟后鋼球間碰撞易產(chǎn)生火花，引起制粉系統(tǒng)著火，使B磨B端出粉溫度急劇升高。這是導(dǎo)致這次制粉系統(tǒng)爆燃的根本原因。

磨煤機(jī)通入消防蒸汽后，由于通氣時(shí)間不夠長，不足以將著火的煤粉全部熄滅，部分著火的煤粉(包括動(dòng)態(tài)分離器內(nèi)存粉)只是得到短暫的抑制。當(dāng)檢修人員打開鎖氣器孔時(shí)，其上部堵塞的煤粉被疏通，空氣進(jìn)入到B端分離器內(nèi)提供了助燃物(燃燒所需要的氧氣)，從而使分離器內(nèi)的存粉著火爆燃。分離器內(nèi)的爆燃沖擊力向上通過已打開的鎖氣器檢查孔釋放出來；向下直達(dá)爐膛，引起爐膛負(fù)壓突然變正。變正的氣流回撞至一次風(fēng)管，造成B2一次風(fēng)管進(jìn)燃燒器前彎頭處斷裂。

4 預(yù)防措施

(1) 將邏輯保護(hù)的溫度取點(diǎn)由分離器出口溫度值改為磨出口溫度，報(bào)警值為80 ℃，動(dòng)作值為90 ℃，運(yùn)行中嚴(yán)格控制磨煤機(jī)出口溫度不超過80 ℃。

(2) 保證制粉系統(tǒng)消防蒸汽正常備用，隨時(shí)能投入使用。在磨煤機(jī)事故跳閘時(shí)，自動(dòng)投入消防蒸汽，2 min后再自動(dòng)關(guān)閉。

(3) 調(diào)整一次風(fēng)機(jī)出力，維持較高一次風(fēng)速(23～30 m/s)，以防止煤粉沉積自燃。同時(shí)保證風(fēng)速不超30 m/s，因一次風(fēng)速維持過高易產(chǎn)生靜電火花，引起爆燃。

(4) 視鍋爐燃燒情況調(diào)整動(dòng)態(tài)分離器轉(zhuǎn)速在50～70 r/min；控制煤粉細(xì)度R90在18 %左右。正常運(yùn)行中應(yīng)盡量減少磨煤機(jī)的啟停操作，保持磨煤量、風(fēng)量和出口溫度穩(wěn)定，磨煤機(jī)計(jì)劃停運(yùn)前必須將磨內(nèi)存煤吹掃干凈。

(5) 加強(qiáng)磨煤機(jī)料位監(jiān)視，控制料位差壓在350～500 Pa，兩側(cè)料位差壓盡量調(diào)平。同時(shí)防止磨內(nèi)煤量過少而產(chǎn)生鋼球碰撞火花，引發(fā)制粉系統(tǒng)著火。盡量防止磨煤機(jī)堵磨，一旦發(fā)生堵磨，吹掃時(shí)要嚴(yán)格控制磨出口溫度，短時(shí)間吹掃不通時(shí)要及時(shí)停磨投盤車處理。

(6) 運(yùn)行中維持爐膛負(fù)壓在-100～-50 Pa，嚴(yán)禁鍋爐正壓運(yùn)行，防止?fàn)t膛火焰倒灌至一次風(fēng)道，引發(fā)制粉系統(tǒng)著火爆燃。

(7) 設(shè)備事故處理前，保證系統(tǒng)內(nèi)通風(fēng)良好，以免煤中析出的可燃物積聚，引起爆燃，危及人身和設(shè)備安全。

1 楊國光．鍋爐制粉系統(tǒng)爆燃事故處理及預(yù)防辦法[J]．電站系統(tǒng)工程，2012(1)．

2 聶常貴，牟效民，霍林華．燃煤鍋爐制粉系統(tǒng)爆炸原因分析及防范[J]．電力安全技術(shù)，2013(1)．

3 鄭 杰．鍋爐制粉系統(tǒng)著火爆炸分析及預(yù)防措施[J]．設(shè)備管理與改造，2013(6)．

4 陳建國．制粉系統(tǒng)防爆分析與改進(jìn)措施[J]．熱電技術(shù)，2012(4)．

2013-07-19）