【摘要】瑞明发电厂#1机组于2010年10月大修前一段时间内，曾发生多次的制粉系统爆炸事故，对设备及人身安全构成威胁，影响机组的安全、经济运行。运行人员汇同厂有关部门通过对瑞明发电厂#1炉制粉系统爆炸原因分析，在组织相应的技术措施后，基本杜绝了制粉系统爆炸的问题。

　　论文关键词：制粉系统，积粉，自燃，爆炸
　　瑞明发电厂#1炉的型号是SG—420/13.7—M418A。制粉系统是中间储仓式乏气送粉，配置两套制粉系统。磨煤机型号是MTZ3560—Ⅲ的钢球磨，粗粉分离器型号HW-CB-I，细粉分离器型号HW-XFB-I，分离器均属防爆型；每套制粉系统设计出力为30T/H。设计煤种挥发份（Vy）20～22％、水份（Wy）8％、煤粉细度R9022～25％，校对煤种挥发份（Vy）25～30％、水份（Wy）9％、煤粉细度R9025～30％，属烟煤。磨煤机出口温度≯80℃，磨煤机停止时排粉风机入口风温≯150℃。采用对于挥发份（Vy）＞20％煤粉（烟煤等），很容易发生煤粉自燃，爆炸的可能性十分大。瑞明发电厂#1炉制粉系统采用中间储仓式，供粉的可靠性较高，但增加了制粉系统的复杂性，煤粉爆炸的可能性亦比直吹式要大。结合燃烧煤种及制粉系统方式，瑞明发电厂#1炉两套制粉系统发生爆炸的可能性是较高。瑞明发电厂#1炉于2010年10月大修前一年时间内，曾发生几次制粉系统爆炸事故，对设备及人身安全构成严重威胁，影响机组的安全、经济运行，引起厂领导及有关部门的高度重视。

　　
　　二、爆炸的基本条件和危害
　　煤粉爆炸的基本条件是合适的煤粉浓度，较高的温度或火源及有空气扰动。实践证明，危险浓度在1.2～2.0Kg/M3，在实际运行中一般是很难避免危险浓度的，制粉系统中积存的煤粉与空气的氧长时间接触引起氧化，会发热使温度升高，而温度的升高又会加剧煤粉氧化，若散热不良时会使氧化过程不断加剧，最后使温度达到煤粉的燃点而引起煤粉的自燃。影响煤粉爆炸的因素主要有挥发分、煤粉细度、煤粉浓度、温度、湿度等。为此，制粉系统防爆是个十分重要问题。

　　
　　制粉系统的爆炸会危及设备及人身安全。爆炸时可产生高达245KPa的气压，使制粉系统的防爆门破裂，制粉系统的设备损坏，逼使该爆炸制粉系统停运进行检修，投入渣油枪助燃使机组出力降低经济性差。另会造成制粉系统漏风严重，减少磨煤机的热风量，使磨煤机的出力降低；漏入制粉系统的冷风最终要进炉膛，结果炉膛内温度水平下降，辐射传热量减低，对流传热比例增大，在维持炉膛氧量不变时，经空预器的风量将减少造成排烟温度升高，降低锅炉的效率；如爆炸现场有人作业，可能导致人员伤亡事故。同时，制粉系统的防爆门破裂，外界大量空气漏入，排粉风机出口压力升高2～4倍，导致乏气送粉的一次风量增加和一次风速升高，使煤粉着火困难及着火点推迟，锅炉炉膛燃烧工况变差燃烧不稳定，投油及调整不及时可能造成锅炉灭火事故。

　　
　　三、爆炸的原因分析
　　瑞明发电厂#1炉制粉系统发生爆炸后，我们即组织人员查看制粉系统爆炸前运行工况
　　的有关参数，但并无异常，特别是磨煤机进、出口温度及排粉风机入口温度都在规定值内。为此，我们查看了大量的有关书籍，对爆炸的原因作专题的分析，认为制粉系统运行中产生了足够的点火能量。

　　
　　1. 制粉系统在启、停及运行过程的原因分析
　　磨煤机启动与停止：由于磨煤机出口温度不易控制易超温；运行过程中因断煤而处理又不及时，磨煤机出口温度过高；这时磨煤机内煤量较少，研磨部件金属直接发生撞击和摩擦，易产生火星引起煤粉爆炸。

　　
　　制粉系统中存在积粉地方：木头隔筛、粗粉分离器、细粉分离器、停止的磨煤机、循环门前处等位置，积粉时间长了煤粉会自然产生火源，当磨煤机启动或停止时煤粉浓度要经过危险的爆炸浓度范围，由于气流的扰动，也可能引起煤粉的爆炸。对于制粉系统积粉的现象，加强系统检查，投产初期曾发现A制粉木头隔筛处煤粉自燃现象，连木头隔筛的门盖烧红，最后关闭木头隔筛清理室上、下挡板，进行缓慢的倒风操作，气流做到最少扰动，才将A磨煤机停止运行，进行清理木头隔筛。中间储仓式制粉系统部件多，检修人员检查发现粗、细分离器因结构复杂易积粉；另原煤中含有油质或雷管及外来火原也会引发制粉系统爆炸。

　　
　　总之，煤粉浓度是产生爆炸的重要因素之一。磨煤机在起启、停过程中，风粉浓度会发生变化，当具备适合浓度又有产生火源的条件，发生煤粉爆炸的可能性增大。

　　
　　2. 制粉系统不合理分析
　　排粉风机再循环门安装位置不合理：如图（一）所示，磨煤机运行时再循环的开度过小或全关，停磨煤机前如吹扫不干净，再循环门前易发生乏气中的煤粉沉积， 积粉易产生自燃而形成火源。当磨煤机运行中或启动磨煤机后开启再循环门时，再循环门前已自然的积粉吹进磨煤机内，会造成爆炸。

　　
　　火电厂制粉系统爆炸的原因分析及防范措施 排粉风机入口温度测点安装位置不合理：如图（二）所示，磨煤机停止时无法真实测得排粉风机入口温度。根据排粉风机入口温度厂家设计值≯150℃，为使煤粉着火易，一般排粉风机入口温度控制在（140～145）℃，此时，入口温度实际值比测量值可要大得多，再循
　　环门严密性较差，会有较高温度的热风进入已停运的磨煤机，磨煤机内煤粉更易产生自燃。

　　
　　制粉系统的所有风门选型不合理：所有风门是挡板式，严密性差。磨煤机停运时，即使入口冷、热风及总风门关闭，仍有热风进入磨煤机，磨煤机出口温度维持在60～70℃范围不能降低，加剧磨煤机内煤粉的自燃
　　木头隔筛及粉筛：由于技术的因素暂无法改造，仍需人工进行清理，存在积粉问题，如积粉来不及清理，时间长了也会产生自燃。

　　
　　排粉风机入口管水平安装不合理：如图二所示，排粉风机冷、热风总电动门与排粉风机垂直抽风管之间的管道为水平安装。磨煤机在正常制粉运行中，细粉分离器出来的乏气中煤粉约占10％，这部分煤粉的细度比设计煤粉还要细，更易自然。乏气进入排粉风机时，会有一部分的煤粉沉积在排粉风机入口的水平管中（无风区），如果磨煤机运行时间过长，没有定时开启排粉风机入口冷风进行吹扫，沉积在水平管的煤粉会自然而产生火源。当停止磨煤机进行倒风操作开启排粉风机入口冷、热风门会扰动水平管已发生自然的煤粉，而引起制粉系统的爆炸。

　　
　　磨煤机入口管：当原煤水分大时，原煤会在入口管处结块，同时下煤时的摩擦以及入口风温高会引起原煤自燃发生爆炸。

　　
　　四、防爆炸的技术措施
　　根据爆炸原因的分析，系统的不合理于2010年10月至11月份机组大修时进行了改造 ；并对瑞明发电厂#1炉制粉系统的有关参数作了修改，并采取有效的防爆炸技术措施，不断完善制粉系统的运行规程。

　　
　　1、运行规程参数的修改
　　排粉风机入口温度：磨煤机停运时，入口温度≯100℃，以防较高的热风从循环门处漏入停运的磨煤机。磨煤机出口温度：规程规定磨煤机出口温度≯80℃，但还须结合实际煤粉的挥发份及水份作出调整。当原煤挥发分比设计值（Vy20～22％）较大，而原煤水分比设计值（Wy8％）较低时，应适当降低磨煤机出口温度并不超过75℃，并保持煤粉细度和水份在规定范围内。　2、完善操作的规定
　　再循环门：启动磨煤机时严禁开启再循环门，待磨煤机正常运行方可且必须开启；磨煤机停止时应开大循环门吹扫干净，停磨煤机前关闭再循环门。磨煤机启动：暖磨应迅速，磨煤机出口温度达60℃时启动磨煤机，尽快启动给煤机争取早落煤；磨煤机空载时间不得超过5分钟，检修后第一次启动或停磨时间超过4小时而中间没有翻过身，则启动时应先翻身一次，隔30分钟后再启动磨粉机。磨煤机停运间隔：除非有检修工作或磨煤机故障，否则磨煤机停运时间不得超过4小时。磨煤机停运：应先降低磨煤机入口风温，后逐渐减少给煤量，保持出口温度在70℃以下，给煤机运行后抽粉10～15分钟，尽量抽干争制粉系统内积粉方停磨煤机。风门状态：磨煤机停运后应关闭入口冷、热风及总风门，防止热风漏入磨煤机加快积粉自燃；磨煤机正常运行后，排粉风机入口冷、热风及总风门应严密关闭。磨煤机连续运行超过24小时，应开启排粉风机总风门及压力冷风门对排粉机进口水平管进行吹扫10分钟后关回，以防积粉过久产生自燃。

　　
　　3、加强运行管理
　　木头隔筛及粉筛：磨煤机运行时，木块分离器每小时拉动一次；木头隔筛和粉筛每班清理三次以上，保持干争无积粉。防磨衬板的检查：检修人员利用机组停运时定期检查制粉系统管道的防磨衬有无松脱情况，防止制粉系统运行时，因防磨衬板脱落的金属撞击产生火星
　　而引起煤粉爆炸。粉仓粉位要严格执行定期降粉位工作，以防煤粉自燃。煤粉仓煤粉产生自燃或煤粉温度超过90℃，应投入CO2灭火装置并停止磨煤机运行进行降粉位工作。当原煤水分大于10％时，应加强检查磨煤机入口无积煤现象及磨煤机入口风温，以防入口温度高及原煤的摩擦引发原煤着火。停炉超过三天，应将粉仓煤粉用尽，以防积粉自燃，；停炉后粉仓内有存粉时，应关闭所有闸板和吸潮门并加强粉仓温度的监视，发现超温应投入CO2灭火装置。

　　
　　4、系统的改造和完善
　　（1）、 排粉风机入口温度测点移位：如图（三）所示，移位后能准确指示排粉风机入口温度，控制好入口温度≯100℃。磨煤机停运时，防止经再循环门漏入磨煤机过高的热风。

　　
　　（2）、磨煤机及排粉风机入口总风门：考虑改造经费过大，只对两套制粉系统的两个入口总风门改成严密性好的闸板式风门。改造后，磨煤机停止运行时的出口温度得到有效的控制，可维持接近外界温度。

　　
　　（3）、再循环门移位：如图（四）所示，移位后可防止乏气中的煤粉在再循环门前沉积。

　　
　　五、结后语
　　制粉系统的爆炸因素是复杂的。通过对瑞明发电厂#1炉中间储仓式乏气送粉制粉系统的爆炸进行原因分析及采取防范措施后，制粉系统的安全运行得到了有力保证，2010年大修后，瑞明发电厂#1炉制粉系统未曾发生爆炸事故。并为瑞明发电厂#2炉的制粉系统安全运行提供了经验。

　　参考文献：

　　［1］西安电力学校锅炉设备及运行水利电力出版社1990［2］广东粤华发电有限责任公司企业标准《瑞明电厂锅炉运行规程》2009-04-22发布