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制粉系统防爆,不容忽略的痛!

发布时间2019-10-08        浏览次数:89

    下面说一下锅炉制粉系统防爆那些事情!到底是什么原因引起的?在以后的工作中我们要怎样去避免!

    锅炉制粉系统爆炸原因:

    (1)磨煤机内部木块、破布等物品自燃。

    (2)石子煤腔室内自燃。

    (3)磨煤机进出口温度控制不当,导致磨煤机着火。

    (4)磨煤机长时间运行在风粉爆炸极限浓度区域(煤粉/空气混合物的浓度≥0.05kg/m3即可形成爆炸性混合物,0.3 kg/m3~0.6 kg/m3zui容易爆炸)。

    (5)磨煤机运行或配煤不当,导致磨煤机内部煤粉堆积。

    (6)磨煤机漏粉未及时清理,导致自燃。

    制粉系统爆炸的三要素:

    ( 1)可燃物浓度( 煤粉的浓度) :煤粉的爆炸浓度有一个范围, 即存在上限浓度和下限浓度。煤粉爆炸的浓度范围与很多因素有关, 如煤种、初温、初压等。对于烟煤而言, 气粉混合物浓度只有在0.32 一4 k g / m 3 范围内才会发生爆炸, 而浓度在1.2 一2 k g / m 3 范围时爆炸危险性zui大。

    在现有电站锅炉制粉系统的运行过程中此条件是很容易达到的, 特别是制粉系统启动或停止的过程中, 煤粉浓度变化较大, 存在爆炸危险性zui大状况。

    ( 2 ) 点燃能( 点火能源) : 点燃能是爆炸的一个重要条件。点燃能的大小不仅对发生爆炸起重要的作用, 而且决定了爆炸时产生的压力等级和爆炸的强度。

    煤粉混合物的zui小、zui低可爆的点燃能与很多因素有关。但主要决定煤粉爆炸反应本身活化能的大小。煤粉中掺入少量的可燃气体, 会降低它的zui小、zui低点燃能。能量较小的火花通常不能点燃可爆性煤粉与空气的混合物, 但却可以引起掺入少量可燃气体的煤粉与空气混合物的爆炸。

    初温和初压对点燃能的影响较明显, 初温、初压越高, 发生爆炸所需的点燃能就越小。在现有电站锅炉制粉系统运行中, 如果某些原因导致局部存在积粉, 条件合适势必会引发自燃, 由于制粉系统正常运行工况的风量和煤量较大, 积粉自燃的能量被携带释放, 不足以形成制粉系统爆炸的点燃能, 但如果工况发生变化, 尤其是风量减少, 会造成积粉自燃能量的聚集, 形成制粉系统爆炸的点燃能。另外, 如果制粉系统内部进入外来的火源, 也会形成制粉系统爆炸的点燃能。

    ( 3) 氧气的浓度: 制粉系统中氧气来自多方面, 作干燥剂的热风、冷风、烟气以及漏风、输送煤粉的气体都含有一定量的氧气。如果煤粉混合物中氧的含量不足, 即使有很强的点源, 并且可燃混合物的浓度在zui佳爆炸浓度范围, 也不会发生爆炸。

    但对于大部分电厂而言, 除了燃烧褐煤的锅炉由于采用炉烟干燥, 其他采用空气干燥的锅炉制粉系统的氧量都能达到爆炸的条件。

    如何防止制粉系统爆炸

    通过对制粉系统爆炸定义及爆炸三要素的分析, 如果要预防制粉系统爆炸就应从爆炸三要素入手, 确保爆炸三要素不同时产生就能有效预防制粉系统爆炸的发生。具体防止爆炸的方式可以从管理、运行、维护、定期制度等多方面入手,下面就各个方面分别说明。

    管理方面

    细致到位的管理是防止制粉系统爆炸事故发生的zui有效手段, 每当制粉系统发生爆炸时, 事故的分析往往是从运行和设备的角度开始, 而实际上管理是十分重要的一环, 起关键作用。

    日常管理的到位, 制定合理的制度, 采取正确的决策才能从根本上杜绝事故的发生。管理应如何下手? 对设备及运行的技术问题应及时定期组织人员进行研讨, 确定合理的规章制度, 完善操作的合理性, 避免人为事故, 应充分进行事故预想, 设备维护人员应职责到位。管理是丝毫不能松懈的, 要防止事故的发生必须加强管理。

    运行控制

    运行管理部门应根据制粉系统的实际运行状况, 总结经验教训, 制定完善的运行规程。制粉系统的启停应严格按照相关运行规程进行。并根据实际出现的问题及时改进修订运行规程。

    制粉系统的联锁及保护应使制粉系统的启动与停止的运行操作按规定的程序进行, 防止误操作发生。具体操作时应特别注意的事项: 磨煤机出口温度的控制和通风量的控制, 还包括适时的充惰。

    磨煤机出口温度是十分重要的参数, 具体控制的温度应根据煤种按《火电厂煤粉锅炉燃烧室防爆规程D I J 4 35 一9 1) 规定及锅炉与磨煤机厂家要求执行。

    磨煤机启动时, 在保证达到启磨要求的温度下, 控制磨煤机的出口温度在相对较低的水平; 运行中, 控制磨煤机的出口温度在合理的范围内; 正常停止磨煤机时, 应控制磨煤机的出口温度降至较低水平, 一般情况下应低于允许启磨温度。

    磨煤机通风量的控制对于防范制粉系统爆炸起关键性作用, 合理地控制风量, 可以有效降低爆炸三要素中点燃能的形成, 合适充足的风量可以降低点火能量的聚集。

    制粉系统启动时, 应首先用冷风进行吹扫, 然后适当开启热风门调节磨煤机出口温度, 控制升温速率, 直至达到启磨要求的温度, 并维持合适的风量, 保证合理的风速, 启磨允许条件中应对磨煤机的通风量有一定要求, 可根据磨煤机的型式确定zui低的通风量定值;

    磨煤机正常运行中, 风量控制应根据锅炉与磨煤机厂家要求按照风煤比曲线执行; 停磨时, 停止给煤机后应全关热风门, 维持一定的冷风量进行吹扫, 风量的控制应高于启磨允许的风量定值, 当磨煤机温度降至合适温度后停磨。

    充惰系统的合理使用, 对于防范制粉系统爆炸和处理制粉系统异常十一分有效。制粉系统启动与停止时的及时充惰, 可以有效地防止爆炸产生;正常运行中磨煤机出现异常, 有爆炸隐患时, 及时充惰可以避免市故的扩大和发生。事故处理决策, 当制粉系统运行出现异常或事故时, 如何在zui短的时间内采取合理有效的操作十分重要。

    可以从两个方面来看这一问题, 首先是控制系统逻辑与保护的合理设置, 如果逻辑与保护选择设置合理, 可以在zui短时间zui有效地防止事故的扩大, 保护人身与设备安全, 其次是靠运行人员的操作, 这要建立在知识与经验基础之上,而如何让所有的运行人员具备这种能力, 需要有效地开展学习、讨论及事故预想。

    当制粉系统发生爆炸事故后, 要找到制粉系统爆炸的原因, 采取措施完善系统, 防止类似状况的再次发生; 对由于积粉自燃的爆炸, 应采取针对性措施消除积粉, 并根据情况对系统做出适当修改。

    运行中如果发现制粉系统内存在着火点, 应在不降低通风量的前提下, 采取合理的措施, 消除着火点, 杜绝紧急停磨或降低通风量等操作, 防止着火处能量积聚造成制粉系统爆炸。

    定期制度

    建立合理的定期检查工作制度, 有助于及早发现问题。具体的制度制定应综合考虑, 根据设备的情况选择合理的定期制度。

    一般来讲, 应定期对煤粉细度进行测量, 保证合理的煤粉细度, 防止煤粉过细; 对于中间储仓式制粉系统, 要坚持执行定期降粉制度和停炉前煤粉仓空仓制度, 要定期检查粉仓仓壁内衬钢板, 严防衬板磨漏、夹层积粉自燃;

    对于直吹式制粉系统中有石子煤箱的中速磨系统, 应加强对石子煤箱的检查, 并定期程控或手动清理, 防止石子煤着火。另外, 煤质的定期化验, 对来煤的煤质监督也应有完善的制度。

    消防灭火设施应保持完好, 按期进行试验。应定期对制粉系统中可能存在积粉的设备及管道进行检查, 并及时处理及改进, 防止积粉的产生。制粉系统的所有风压、风量及温度测点应定期检查校验, 要求表盘指示准确, 确保提供真实可靠的运行监控数据。

    检修维护

    设备的检修维护得当, 可使设备维持良好的状态, 降低书故的发生率。要注意的是当对制粉系统进行检修工作时,应防止系统隔绝不善、措施不到位, 导致检修时外来火源进入制粉系统。

    禁止在磨煤机运行时进行动火工作, 在磨煤机停运时若进行动火工作, 应作好可靠的安全措施。制粉系统风门挡板的操作灵活性和可靠性也是检修维护工作所必须保证的重要方面, 要求风门挡板动作灵活, 开度指示准确, 特别是磨煤机的热风门, 关闭时应不漏风。

    设备方面

    新建电厂的设备选型十分关键。制粉系统的设计要与煤种的特性相适应, 设计时应充分考虑制粉系统防爆的问题, 必须采取有利于防止爆炸的制粉系统型式, 并采取防爆的措施。

    目前所采用的制粉系统有两种, 一种是中间储仓式, 另一种是直吹式。应根据实际情况选择合适的制粉系统方式, 应尽可能采用直吹式制粉系统。制粉系统必须有防爆和灭火措施。

    对煤粉仓、磨煤机及制粉系统, 应设有通惰化介质和灭火介质的设施。煤粉仓、制粉系统和输煤系统附近应有消防设施, 并备有专用的灭火器材, 消防系统水源应充足、水压符合要求。

    直吹式制粉系统应在磨煤机出口配有快速隔断阀。制粉系统的制造要求其结构强度能满足防爆规程规定的抗爆强度要求。防爆门的设计和选型、组合应充分考虑防爆要求。

    制粉系统的风道与粉管的布置, 应尽量避免煤粉在管道内沉积,不能存在死角, 含粉气流风速的设计应高于1 8m / s (对于直吹式制粉系统)。制粉系统的热风门必须设计为可以确保严密关闭的阀门或挡板。

    控制逻辑的设计, 即B M S ( 燃烧管理系统) 中有关磨煤机启动、停止的考虑应全面, 必须考虑磨煤机的安全问题。制粉系统的逻辑和控制方式必须可靠, 安全性应是zui重要的因素。

    磨煤机的启停条件中除本身的油系统、轴承温度等条件外, 有关磨煤机出口温度、磨煤机通风量及风门挡板状态的条件应在充分保障安全的前提下满足锅炉的运行要求。合理充分的逻辑设置, 可以杜绝误操作导致的事故发生。应注意疏堵结合的问题。对一旦发生市故时的处理, 也应引起足够的重视。

    制粉系统爆炸事故发生时, 如果防爆门二类防爆装置的设置合理可以有效释放爆炸产生的能量, 由此保护人身及设备安全。但是, 防爆门的设计必须考虑到其动作后, 所喷出的火焰和高温气体应排向安全区域, 防止因防爆门动作而导致的人身伤害和其它设备被损坏。

    增加监视设备也是一种手段。现在部分电厂的制粉系统安装有制粉系统的防爆报警系统, 主要是对制粉系统内一氧化碳进行监测, 来防止事故的发生。制粉系统内一氧化碳的含量基本可以代表爆炸的可能性, 由此通过对C O 含量的实时监测, 可以提早采取处理措施, 防止制粉系统爆炸或降低其危害。

    事故预防:

    (1)制粉系统附近消防设施应齐全,并备有专用灭火器材,随时保持消防水源充足,水压符合要求。消防灭火设施应保持完好,按期进行试验。消防蒸汽系统要随时备用 ,保证消防蒸汽系统随时正常投入。

    (2)制粉系统启动前暖磨时,暖磨速度不要过快,手动调整磨煤机冷、热风调节挡板,以3℃/min的升温速率将磨煤机出口温度逐渐提升,正常启动暖磨时磨煤机出口温度不超过70℃。

    (3)启动给煤机时值班员检查一定要站在给煤机侧面,以防构成人身安全威胁。

    (4)磨煤机正常运行过程中,磨出口温度根据燃煤挥发分进行控制,设计煤质控制在65℃~72℃范围内,如果燃煤空干基挥发分小于26%,可以将磨出口温度适当提高,并控制在80℃范围内。

    (5)运行中的制粉系统不应有漏粉现象,如有须及时消除漏粉点并及时清除漏出的煤粉,严禁发生因煤粉泄漏导致着火。

    (6)磨煤机正常运行过程中,发现原煤有自燃现象时,禁止停止磨煤机运行,应适当增加煤量来控制出口温度,避免煤粉浓度在爆炸范围内。

    (7)停止制粉系统时,应逐渐将给煤机的煤量降低到zui小煤量,且必须保证对该层制粉系统的点火能量充足。给煤机降到zui低煤量之后,关闭给煤机入口闸板,待给煤机皮带及清扫器均无煤后停止给煤机运行(目的是防止皮带上存煤自燃和防止给煤机内空气进入煤仓引起自燃)。,并将磨煤机热风挡板关闭,冷风挡板全开,待磨煤机出口温度降至50℃且稳定后方可停止磨煤机运行。

    (8)给煤机停止后,磨煤机应持续运转10分钟以上,以确保煤粉管道和磨碗内的粉吹扫干净,从磨煤机的运转电流可以判断煤粉是否出清完全。

    (9)制粉系统停止后,应关闭冷风调节挡板,以免使锅炉排烟温度升高,但若磨煤机内存煤未吹空或热风挡板内漏时,应保持冷风调节挡板5%开度进行通风,以排出磨煤机内可燃气体。

    (10)磨煤机故障跳闸后,检查磨煤机出口门和热风关断挡板应联锁关闭;如果制粉系统故障跳闸后系统无法在短时间内启动,联系检修人员将给煤机、磨煤机内存煤彻底清理,并设法将磨煤机出口管道内煤粉吹扫干净。

    (11)磨煤机经过投粉运行后,应定期停运对磨煤机内部进行检查,主要检查是否有吹扫不到的死角部位,避免积粉自燃;有则进行改造,消除隐患。

    (12)加强对磨煤机风室刮板和石子煤系统的检查和维护,防止刮板和石子煤系统故障使石子煤在磨煤机风室内堆积自燃而引起制粉系统的着火、爆炸。

    (13)对磨煤机入口一次风管进行定期检查,保证磨煤机入口一次风管与磨煤机风室的安装角度合适,防止石子煤等在入口一次风管积存带来隐患。

    (14)对停运磨煤机加强监视,发现有磨煤机出口温度不正常升高的趋势或磨煤机出口温度达到104℃时一定要投入磨煤机的消防蒸汽;制粉系统停运后,应及时将石子煤斗内的存煤清理干净。

(15)严格执行制粉系统启停及备用切换操作票,机组正常运行中,备用磨停用超过7天时,必须启动备用磨,运行时间不少于8小时;大小修前,必须合理安排将原煤斗走净。

制粉系统优化运行秘笈:

    1、 根据汽温和金属壁温调节的要求,减少吹灰次数,防止水冷壁吹薄。

    2 、为提高锅炉效率,减少不完全燃烧损失,磨煤机zui好采用中下层运行方式。

    3、根据磨煤机的安全及着火的需要,磨煤机出口温度zui好维持在80℃-90℃之间运行。

    4、一次风机的风压在满足制粉出力的情况下,尽量在低限运行,已减少煤粉着火所需要的热量,如果一次风量过大,造成炉膛温度下降,影响燃烧的稳定性及锅炉的效率,总煤量在165t/h以下时建议一次风压维持在9.0KPa-9.6KPa,如果总煤量大于165t/h,根据磨煤机的参数可适当提高一次风压已能满足磨煤机正常运行的要求即可,切不可一次风压提的太高,要保证有一定石子煤排除。

    5 、磨煤机正常运行时应保证一次粉管的一次风速在25m/s-32m/s之间运行,一次粉管的风煤比在1.6-2.0之间。

    6、磨煤机出口分离器的挡板的调整应保证炉侧飞灰含碳量不大于3.5%及大渣含碳量不超过5%(信息中心化验为准),zui佳煤粉细度应根据试验确定。

    7、磨煤机的加载压力一般投自动,如果自动有问题时可以切至手动方式,运行人员应根据磨煤机单耗调整加载压力,当磨煤机制粉单耗增加到9.0KWh/T调整无效时,检修及时对磨煤机进行检查、检修。

    8、如果磨煤机两台长时间运行时应确保电源的可靠性,防止半端失电造成锅炉灭火。

    具体技术措施:

    1、对停运的磨煤机、给煤机,时间超过7天的一定要将煤仓烧空。防止积粉自燃发生爆炸。

    2、加强制粉系统的管理,保证制粉系统无渗漏点,降低工作现场的煤粉浓度。如现场有煤粉应杜绝明火。

    3、制粉系统检修时,按安规规定做好检修措施动火前测量工作,现场煤粉浓度合格后方可允许工作。

    4、生产现场应保持干净卫生,且备有固定通风设备。

    5、制粉系统保温要完好,无裸露及积粉处。发现积粉系统积粉及自燃及时清理和消除。

    6、启磨前和停磨后,一定要排除磨煤机排渣箱内积渣,正常运行时磨煤机的排渣每班两次,防止渣室自燃。

    7、制粉系统停用时,要将原煤斗煤闸板关闭,将给煤机内存煤走空,磨煤机通风5-10分钟,吹扫要彻底,将一次风管内残存余粉吹净,防止一次风管道内积粉自燃。

    8、加强燃料管理,杜绝易燃易爆物品进入磨内,同时保证进入磨内无杂物(铁块、铁丝、棉纱、编织袋、木块等)。

    9、制粉系统附近消防设施应齐全,并备有专用灭火器材,随时保持消防水源充足,水压符合要求。

 





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