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制粉系統爆燃的原因分析及處理

文檔作者：孫彬文檔來源：新疆石河子天富熱電廠		點擊數：	更新時間： 2022年08月30日
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新疆電力技術 2009年第4期總第103期
制粉系統爆燃的原因分析及處理
孫彬
新疆石河子天富熱電廠(石河子832000)
摘要：針對天富熱電廠舟7鍋爐制粉系統旁路多次發生爆
炸的原因、處理進行分析，采取簡單而可靠的應對方法，
在保證鍋爐安全運行上取礙了一定的成效。
關冀詞：制粉系統；旁蓐；爆燃
石河子天富熱電廠四期工程為三爐兩機(嫣、7、8爐，
#6、7機．母管制)配置，鍋爐型號為DG220／9．8一l8自然循
環煤粉爐，配兩臺CC50／8．83／0．98／0．198抽凝供熱機組，
全部采用DCS+DEH控制。制粉系統為鋼珠磨中儲式乏氣送粉
系統(甲乙雙套)， 磨煤機型號為MTZ_ 2935，設計出力
17．62t／h，校核出力18．1t／h，設有電動檢修慢傳裝置及高
壓頂軸油泵助力啟動磨煤機裝置，在磨煤機進、出口和排
粉機進口裝有自動翻板式防爆門。采用了I{1】『一GxB—I型高
效細粉分離器，分離效率≥9O％。燃煤采用新疆本地煙
煤，揮發份約38~39％。自鍋爐投運以來，多次出現制粉系
施。另外還要加強安裝階段的檢查工作， 多級驗收多方
檢查，保證安裝質量。
3．2做好技術措施
油系統正式投運前必須要有完善的切實可行的技術措
施進行油系統的循環沖洗和過濾， 以期使油質達到規程標
準，符合設備運行要求。通常在油循環沖洗過程中采取以
下措施：
(1)系統分段循環沖洗。如：首先沖洗油箱及冷油器裝
置，將外置濾油機和油箱、冷油器組成一。個獨立系統進行
油循環冷熱沖洗，待油質合格后，再將油箱及冷油器并入
系統；而后進行潤滑油系統的循環沖洗，將軸承進出口油
管短接(軸承不參與循環回路)進行油循環沖洗，待油質合
格后，再并入調速系統進行循環沖洗，前箱及電液轉換器
箱內的可動滑閥全部抽出，并封閉上堵板。各油動機的滑
閥同時抽出，并封閉好油口， 以防跑油，油質最后恢復正
常連接再進行油循環沖洗。
(2)油系統中加裝臨時濾網或磁棒，清除油中的顆粒物
和鐵磁性物質。一般在每一個軸承的進油管上分別加裝臨
時小目濾網，防止油中的顆粒物進入軸承， 要經常檢查、
清理或更換濾網，防止濾網堵塞或損壞：油箱q1加入磁性
鐵棒，用以吸附油中的鐵屑、銹皮等雜質并階段性的予以
清理。
(3)采取升降油溫等措施，提高油沖洗效果。用油箱電
加熱器將油溫升至6O 7O℃左右，再自然冷卻到環境溫度，
如此反復多次，利用溫度交變，使粘 油箱、管道和設
統爆燃的現象，尤其是#7爐最為明顯，這里對此現象的原
因進行探討。
1現象及存在的問題
#7鍋爐從2003年l】月投產后，多次出現制粉系統爆燃
的現象，一般多出現在鋼球磨煤機啟動(或停止)時的冷
熱風門調整過程中或停磨煤機后進行倒風操作過程中。當
時運行人員在停磨煤機前， 斷煤后對磨煤機進行通風抽粉
5～ lOmin后才停止磨煤機運行， 控制磨煤機進口溫度在
75～80℃，磨煤機出口溫度在65~70℃，排粉機進口溫度
在約65℃，排粉機出口風壓2200Pa，爐膛負壓-40Pa。停磨
約2～3h后，啟動磨煤機進行冷熱風門調整過程中，有時會
出現排粉機出口風壓異常升高至4200~5200Pa，爐膛負壓
上升至+150～+200 Pa，排粉機進口溫度異常升高至25O～
備內壁上雜質松動、脫落， 同時擊打管道加快雜質剝離、
流動， 以提高沖洗效果。
(4)大流量沖洗方法是一種改善機組油質的行之有效的
方法， 所以油循環沖洗過程中要有足夠的油流量，保證系
統得到充分沖洗并帶走雜質，油循環期間要經常采樣化驗
分析， 只有待油質完全符合標準要求后才可將油倒入正常
的系統中運行。管道彎頭、接口和設備內拐角是雜質的集
中處， 因此對系統中的彎頭和死角等處更要認真檢查，徹
底清理系統內殘留的雜質； 還要防止外來因素的影響，
如：周圍環境的灰、水以及雨、雪等雜質進入油系統中污
染油質，所以油系統沖洗合格后要徹底封閉系統。
值得注意的是在油循環沖洗的過程中要注意油溫的交
叉變換，沖洗過程中用電加熱器來升溫，降溫時可以投冷
油器來降溫。另外要保證大流量沖洗，必要時要投入大流
量沖洗裝置，所以要備有足夠的新透平油， 用于沖洗時及
時向主油箱補油。油質合格后，系統恢復前必須把所有的
滑閥清掃干凈，對號裝回， 油箱濾網回裝之前必須徹底清
掃，清掃方法是用高溫軟化水沖洗，并用壓縮空氣吹凈。
4結語
總之，汽輪機組油系統故障所造成的損失是很大的，
教訓也是深刻的，為減少和避免事故的發生，就要抓好質
量管理：r作，從每一個環節細致深入地抓起， 以免疏忽而
造成不必要的損失。
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新疆電力技術 2009年第4期總第103期
750℃，約l～3s后排粉機出口風壓恢復~2200Pa，爐膛負壓
也隨之恢復正常，約3～8min后排粉機進口溫度恢復到約
65℃ ，而此時磨煤機進、出口溫度基本不變，制粉系統內各
負壓指示有一定變化 有時恰好有鍋爐巡檢員或檢修人員在
磨煤機附近，看到排粉機進口的自動翻扳式防爆門動作，有
煙火向外碰出，泄壓后在自身重力的作用下防爆門上的翻板
自動關閉。2004年1O月l5日i0：15分，在停甲側磨煤機并
對甲側制粉系統進行倒風操作過程中，甲側磨煤機進口的爆
燃，將排粉機入口防爆門上的翻板炸成兩塊，其中一塊飛出
將甲側磨煤機高壓項軸油泵的油管路砸壞，造成磨煤機無法
啟動： 同時因甲側排粉機進口防爆門的破損，使得甲側排粉
機出口風壓上升至5500Pa，爐膛負壓上升至+180Pa，經多方
調整穩定了的鍋爐的運行，雖然此次事故未造成鍋爐滅火，
但使鍋爐異常運行達2h，甲側磨煤機停運7h。
2爆燃原因分析
2．1爆燃地點及爆燃原因的確定
首先通過對現場狀態及各種參數的分析，確定了爆炸
地點為排粉機入口旁路管。依照煤燃燒理論， 煤粉爆炸的
原因主要有以下幾點：當地煙煤的揮發份含量為38～39％
屬于易燃煤種；從細粉分離器出來的乏氣中的煤粉顆粒細
度一般在10u m以下，爆炸危險濃度在1．2～2．Okg／m ，但
此處煤粉濃度相對較低：氣粉混合物的氧氣濃度，當氣粉
混合物中的氧氣濃度含量達到l7．3％極易引起爆炸；流速過
低容易造成煤粉沉積，流速過高容易引起靜電火花(一般流
速應控制在16~30m／s)：當氣粉混合物的溫度較高時容易
引起爆炸， 當排粉機入口溫度只有65℃： 過于干燥的煤粉
爆炸的危險性較大；煤粉沉積和外來火源，煤粉沉積容易
導致煤粉自燃，外來火源和爆炸物則會直接導致煤粉爆
炸。經過分析，煤粉沉積是引起爆炸的關鍵所在。因為以
往爆炸都是在運行一段時間后出現， 當該處的煤粉經過沉
積并發生自燃后，當爆炸條件成立時，便可造成該處制粉
系統爆炸的發生。
2．2煤粉沉積原因的分析
—
圖1 排粉機旁路系統示意圖
分析認為，當從細粉分離器出來的帶有10％投細煤粉的
氣粉混合物從排粉機入口電動門通過，經過旁路管連接管
交匯處因容積擴大，流速減小，煤粉在重力的作用下容易
沉積在旁路管道：此段管道外壁曲線發生變化，產生氣旋
渦流，極容易使氣粉混合物中的煤粉分離拋出，造成旁路
水平管道里沉淀積粉。雖然排粉機進口溫度顯示只有65℃ ，
但由于該溫度測點距排粉機旁路管有一定的距離，并不能
顯示旁路管煤粉沉積處的真實溫度，而煤粉沉積處距熱風
總管并不遠，加上整個管道系統做了保溫處理，煤粉一旦
沉積則很容易引起自燃：平時排粉機旁路進口熱風調節電
動門處于關的位置，為了便于處理突發事故，旁路手動門
處在常開狀態。旁路熱風調節電動門稍微不嚴，極易漏入
320℃的熱風，也會造成沉積的煤粉自燃。運行人員在啟、
停磨煤機時進行冷、熱風門調整或停磨煤進行倒風操作過
程中，冷風和熱風的攪動，使得沉積自燃的煤粉飛揚，一
旦達到爆炸條件，就形成劇烈的爆燃，造成防爆門動作，
同時使制粉系統及爐膛壓力發生變化，多次爆燃使的防爆
門結構受到損壞，最終導致防爆門破損造成事故。
3防范措施及依據
3．1防范措施
由于旁路管的設計安裝為水平管道，出現煤粉沉積可
能性較大，而對旁路管重新設計修改短期內也不可能實
現，通過消除煤粉沉積，就可防止煤粉自燃及爆炸，通過
觀察及系統分析，提出在運行時將旁路冷風門開啟3～8％，
使排粉機出口風壓有輕微提高30~80Pa，這樣就可防止乏
氣中的細小煤粉顆粒在旁路管中沉積，也就避免了煤粉沉
積所引起的自燃，也就不會出現煤粉爆燃的現象。這樣做
可能會對制粉系統出力有一定的影響，但從電廠利益出
發，經濟性必須服從安全性這一原則，在不對制粉系統做
任何改動的情況下，采用這種處理方式確保安全生產。
3．2采取措施的理論依據
造成煤粉爆炸的原因有很多， 但發生爆炸時往往是多
個原因同時具有，而只開啟制粉系統的旁路，就能做到爆
炸不發生。防爆機理是當開啟旁路冷風門后，防止煤粉在
該處的沉積(也就防止了煤粉的自燃)，其次降低該處煤粉
氣流的溫度，同時改變該處氣粉混合物濃度、氣粉混合物
中的氧氣濃度及煤粉水分，所以就防止爆炸現象的發生
在這里面，防止煤粉沉積是最主要的原因，在經過一段時
間的運行，當該處的煤粉經過沉積并發生自燃，當爆炸條
件成立時，便可造成該處制粉系統爆炸發生(由于該處溫度
約60℃ ，又進行保溫處理，煤粉沉積后容易引起自燃)。
4結論
通過從開啟旁路冷風門后制粉系統運行狀況來看，開
啟前和開啟后， 甲乙磨煤機停運次數和停運時間變化不是
很大，制粉系統出力也未受明顯影響，制粉系統再也沒有
出現爆燃現象，保證了鍋爐機組的安全運行，同時將此經
驗存其他鍋爐制粉系統上實驗均獲成功。經過～段時間的
運行驗證，該措施有效可行。
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