姚友工，胡木林，江 永，陳韶華，張家寬，王 碩

(華能海門電廠，廣東 汕頭 515132)

華能海門電廠4×1 036 MW機組鍋爐型式為高效超超臨界參數(shù)變壓直流爐、對沖燃燒方式、固態(tài)排渣、采用單爐膛、一次中間再熱、平衡通風、露天布置、全鋼構架、全懸吊結構Π型鍋爐。每臺鍋爐配置6臺由上海重型機械廠生產的HP1203/Dyn中速磨煤機。鍋爐燃燒設計煤種為神府東勝煙煤，校核煤種1為50%神府東勝煙煤+50%澳大利亞蒙托煤，校核煤種2為晉北煙煤。

受煤炭市場變化影響，電廠一直燃用非設計煤種，近年來大量燃用易燃易爆的印尼煤，燃用比例達到了85%以上，對制粉系統(tǒng)安全運行造成嚴重威脅，先后發(fā)生過磨煤機爆燃事件，造成磨煤機入口一次風管爆燃、煤粉管著火等安全事件。

1 技術方案

1.1 磨煤機消防蒸汽系統(tǒng)汽源及系統(tǒng)優(yōu)化

制粉系統(tǒng)根據(jù)鍋爐燃用煤種設置了消防滅火蒸汽系統(tǒng)，汽源為采用機組4抽供汽的輔汽汽源，壓力1.1 MPa，溫度達到了320℃以上，溫度偏高，接近了燃用印尼煤析出揮發(fā)分的最低燃點，在應用極易造成二次爆燃，雖然系統(tǒng)也設置了降溫降壓系統(tǒng)，但是投運降溫需要時間，無法滿足實際快速投運控制爆燃需要[1-3]。為確保安全，通入磨煤機消防蒸汽溫度宜控制在160～200℃之間較為安全。

1.1.1磨煤機消防蒸汽汽源的選擇

機組設置的8級抽汽參數(shù)會出現(xiàn)壓力過高或蒸汽溫度過高，無法滿足磨煤機消防蒸汽需要。在使用中需降溫降壓后方能使用，同時高品質蒸汽的使用也是一種不節(jié)能的選擇[4-5]。

通過分析，除氧器壓力在機組日常40%～100%出力調峰過程中，除氧器壓力0.4～1.0 MPa，溫度在150～180℃之間滑壓運行，并且除氧器運行中就是在飽和溫度下運行，分析各參數(shù)可滿足磨煤機消防蒸汽系統(tǒng)所需參數(shù)要求。因此，采用在除氧器汽側排氣管上接出一路汽源并入磨煤機消防滅火系統(tǒng)使用，原消防滅火蒸汽系統(tǒng)仍作為備用系統(tǒng)。

1.1.2消防蒸汽系統(tǒng)的優(yōu)化

原設計磨煤機消防滅火系統(tǒng)存在設計安裝不合理形成系統(tǒng)死角積水，造成日常磨煤機運行中石子煤帶水、投運滅火蒸汽時實際為噴水無法排除空氣滅火等隱患，對消防滅火蒸汽管道進行優(yōu)化及疏水優(yōu)化，具體優(yōu)化方案見圖1。

圖1 制粉系統(tǒng)消防蒸汽系統(tǒng)優(yōu)化

1.2 磨煤機爆燃的自動判斷

磨煤機運行中發(fā)生爆燃，必然引起制粉系統(tǒng)本身各參數(shù)的大幅波動。通過分析總結，爆燃時有以下明顯參數(shù)變化特征：(1)磨煤機磨出口壓力突升(>6.5 kPa)；A磨為6.0 kPa；(2)磨進口一次風量突降；(3)磨煤機出口壓力突升>2 kPa；(4)分離器電流突降(15 A)；(5)磨煤機出口溫度可能快速上升。

通過分析優(yōu)化，對制粉系統(tǒng)爆燃采用準確度、可靠性較高的選擇，對爆燃判斷如下。

(1)爆燃判斷條件一(相與)：給煤機煤量>20 t/h；磨煤機正常運行中，入口一次風量突降>30 t/h以上。

磨煤機正常運行中，出口壓力突變>2 kPa。

(2)爆燃判斷條件二(相與)，并發(fā)出爆燃聲光報警：給煤機煤量>20 t/h；磨煤機出口溫度>97℃。

磨煤機B/C/D/E/F出口壓力>6.5 kPa或磨煤機A出口壓力>6.0 kPa

1.3 制粉爆燃后的自動處理方案

電廠通過對制粉系統(tǒng)爆燃分析時的實際處理過程，并結合實際設備情況，采用的爆燃處理思路是：切斷燃料，投入滅火蒸汽，確保吹空風量。具體內容如下。

(1)自動跳閘爆燃磨的給煤機切斷燃料供給，確保燃燒無法持續(xù)。

(2)自動以10%/s速率全開爆燃磨冷風調門、閘板門，確保足夠的磨一次風量將磨內部殘余著火煤粉快速吹入爐膛中。

(3)以3%/s速率自動關閉熱風調門，隔絕熱源，降低磨輸入熱量，降低燃燒速率。

聯(lián)開磨煤機消防蒸汽滅火電動總門及爆燃磨煤機消防蒸汽電動門，聯(lián)鎖開啟消防蒸汽降溫水電動隔離門，降溫水調門投入自動，設定溫度160℃。確保采用高溫汽源時有效及時降溫。

(4)A磨正常運行中，等離子自動拉弧。對機組進行穩(wěn)燃，防止擾動滅火。

(5)關閉磨煤機出口管冷一次風密封風電動門。避免磨煤機出粉管中的供氧造成燃燒持續(xù)。

(6)閉鎖磨煤機出口門關閉。作為泄壓通道，防止磨煤機內部形成封閉空間，出現(xiàn)二次爆燃損害設備。

2 經濟及安全效益

在進行上硬件及邏輯優(yōu)化后，在機組運行中進行各項調試后投入使用。在使用應用中動作正確，處理及時，目前已經在海門電廠1、2、3、4號機組進行推廣應用，有效應對制粉系統(tǒng)大量燃用高揮發(fā)分易燃易爆煤種的不安全現(xiàn)狀，起到了提前控制、自動快速、及時準確處理，有效地減輕人員壓力、防止設備損壞。按照每臺機組每年正確處理2次制粉系統(tǒng)爆燃，避免了磨煤機內部設備損壞及人工費用，設備維修時間3天影響機組出力150 MW，0.45元/kWh計算，每臺機組年產生直接效益為 24 萬元。每臺機組年產生間接效益為486萬元。

3 結語

對制粉系統(tǒng)消防滅火蒸汽參數(shù)過高造成使用引起爆燃進行分析，提出將原汽源進行改造，利用除氧器汽側飽和蒸汽降壓形成過熱蒸汽作為消防滅火蒸汽，并對沿程管道疏水系統(tǒng)進行優(yōu)化，保證了消防滅火蒸汽了投運安全。針對磨煤機出口主要積粉的可調縮孔進行封堵，消除自燃隱患。對爆燃引起的系統(tǒng)參數(shù)一次風量、磨碗差壓、一次風壓等變化過程進行詳細分析，提出并實施了制粉系統(tǒng)的一系列爆燃自動判斷方法，在實際應用實施中達到了及時、準確判斷，可有效提醒運行人員，避免運行人員的誤判、晚判，造成事故的擴大。本文提出了一種制粉系統(tǒng)爆燃的全自動處理系統(tǒng)，從制粉系統(tǒng)爆燃的防止、自動判斷、自動處理等方面實現(xiàn)了自動控制處理，有效地控制了制粉系統(tǒng)爆燃的影響

參考文獻：

[1] 鐘桂培. 1 000 MW機組正壓直吹式制粉系統(tǒng)爆燃原因分析[J]. 自動化應用,2016(6):99-100.

[2]楊林,鮑春鵬,董志紅. 660 MW超臨界機組鍋爐制粉系統(tǒng)爆燃原因分析及治理[J]. 內蒙古電力技術,2014,32(2):90-92.

YANG Lin, BAO Chunpeng, DONG Zhihong. Analysis and Treatment of Explosion Causes Pulverized Coal Preparation System in 660 MW Supercritical Once-through Boiler[J].Inner Mongolia Electric Power,2014(2):90-92.

[3]楊國光. 鍋爐制粉系統(tǒng)爆燃事故處理及預防辦法[J]. 電站系統(tǒng)工程,2012,28(1):45-46.

YANG Guoguang. Disposing and Preventing of Explosion Accident of Boiler Pulverized System[J]．Power System Engineering，2012，28(1)：45-46．

[4]李彥江,董軍. 俄制800 MW機組制粉系統(tǒng)爆燃特性及防爆措施[J]. 東北電力技術,2009,30(6):17-20.

LI Yanjiang, DONG Jun. Deflagration Characteristics of Pulverizing System for Russian-made 800 MW Unit and the Countermeasures[J].Northeast Electric Power Technology,2009,30(6):17-20.

[5]呂太,崔暢林,郝振彬. 中儲式制粉系統(tǒng)防止煤粉倉爆燃措施的研究與實踐[J]. 發(fā)電設備,1997(1):26-30，36.

LV Tai, CUI Changlin, HAO Zhenbin. Study on and Application of Intermediate Storage Pulverizing Systems for the Prevention of Explosions in Pulverized Coal Bunkers[J]．Power Equipment，1997(1)：26-30，36.