MPS磨煤机防爆措施

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前言

mps中速磨煤机粉磨易爆炸煤种的系统防爆问题是一种带有普遍性的重大问题。本文根据煤粉爆炸产生的原因和特点，总结有关的防爆措施，望与同行共同探讨。

一、中速磨煤机制粉系统煤粉爆炸的主要因素及特点：

1.煤的挥发份

煤的挥发份主要是由碳氢化合物、氢、一氧化碳、硫化氢等可燃气体组成，也有少量氧、二氧化碳、氮等不可燃物。煤的挥发份燃点较低，遇明火极易燃烧。当煤的挥发份较高时，是导致煤粉爆炸的重要原因之一。通常条件下，煤的可燃基挥发份〈8%时可认为无爆炸危险。

2.磨煤机出口气粉混合物的温度

气粉混合物的温度对煤粉爆炸影响很大。当其温度过高时，将增加煤粉爆炸的可能性。因此，当粉磨爆炸危险性大的煤种时应尽量降低磨煤机出口温度。但如果温度过低，煤粉中水份易在管道中结露，造成煤在磨煤机内部和管道某些部位集存，造成自然而成为爆炸发生的引火源。

3.输粉气体的氧含量

煤粉发生爆炸的重要条件是气体中含有足够量的氧。如氧含量过低，则可有效地防止爆炸。对烟煤来说，氧气的体积含量〈14%可以认为无爆炸危险。对褐煤氧气体积含量〈12%可认为无爆炸危险。

4.煤粉细度

煤粉越细，可爆性越大。对任意煤种，极限粒径大于400μm一般不会爆炸。但粗粉中所含可爆炸细粉数量超过爆炸下限时，还是有爆炸危险的。

5.其它因素

如制粉系统运行条件及方式，磨机入口热风温度，磨机起动，运行，停机控制方式，系统惰化方式，输粉管道布置形式和风门设置方式等，均对制粉系统煤粉爆炸危险性有很大影响。

综上所述，制粉系统煤粉爆炸问题是一个复杂的综合性问题。对特定煤种和特定制粉系统采取何种防爆手段应视具体情况灵活应用。

二、MPS磨煤机防爆的主要措施

MPS磨煤机防爆方法很多。从德国TRD413规范来看，其控制原则为“防爆”。因为体制粉系统尽管可以按抗爆设计，但系统中产生的任何爆炸均会给设备带来不利影响。因此，如何避免体制粉系统产生爆炸是防爆型体制粉系统的首要问题。

1.启动时的防爆控制

根据德国Babcock公司统计，在MPS磨煤机制粉系统中所发生的爆炸有90%以上的情况发生在磨煤机启动或停机时。因此MPS磨煤机起动和停机时是防爆的一个重要环节。

MPS磨煤机正常运行时一次风的调节制度通常为一次热风调节磨煤机所需流量，一次冷风调控磨煤机一次风温度。磨煤机起动时的主要控制方式为出、入口温度控制方式。磨煤机起动时，分离器出口和一次风入口的温度调节器（冷风回路）有三种工况：

最小流量控制方式：在大部分情况下，磨煤机是在磨内残存有煤及煤粉状态下起动的。磨机起动前以所需的最小风量（约为最大风量的75%）对磨内残粉和水蒸气（在此之前为降低磨内氧含量和暖磨而通入的）进行吹扫，并满足磨煤机所需的最小流量。

磨煤机入口温度控制方式：在磨煤机以最小流量控制方式操作的同时，应控制磨煤机入口风量，使磨煤机入口一次风温度〈130℃这样可减少磨内着火的危险性。

磨煤机出口温度控制方式：磨煤机分离器出口温度应控制在T1以下，但最低温度应高于露点5℃以防止磨煤机和管道内结露。分离器出口温度控制由调节冷风调节档板的开度来控制。由于磨煤机分离器出口温度是磨煤机控制的最重要控制点之一，因此在分离器出口处装三只测温元件，用于对该处温度的监测、控制，并控制磨煤机入口一次冷风调节档板的开度。

磨煤机在起动时防止煤粉爆炸采取的另一重要措施是磨煤机入口档板开启之前通入消防蒸汽或其它惰性气体。这可在磨内创造出惰化气氛。

2.运行中防爆控制

磨煤机运行中应连续监控分离器出口温度，使其控制在60～65℃范围内。当磨煤机分离器出口温度高于设定值10℃时，应发出报警信号。这时应采取相应措施使磨煤机分离器出口温度迅速降至运行温度区间。当采取的各种降温措施失败时，分离器出口温度继续上升达超出设定值20℃时，系统应能按快速停机方式将磨煤机停下来，然后检查制粉系统的升温原因。当分离器出口温度高于运行温度30℃时，应以紧急停机方式停下磨煤机。

3.停机过程的防爆控制

停机过程中磨煤机出口调节器按最小流量控制方式。磨煤机停机指令发出后，给煤机逐渐将给煤量降至最低（约为磨煤机100%负荷的40～60%）。同时一次风量应与之相适应地进行调节。其目的是尽量排空磨煤机内和输粉管道内的煤粉。这是正常停机过程中防止煤粉爆炸的一个重要步骤。磨煤机停机过程中一次冷风应能满足一次风流量的要求。

在磨煤机停机过程中通入惰性气体是极为必要的。

当磨煤机以紧急停机方式停机时，由于快关阀首先切断了通过磨煤机的一次风，使磨内残粉无法排出，其中大部分落入磨煤机喷嘴环下部的一次风室中。而一次风室中磨煤机部件的温度很高（接近一次风温度），易引燃煤粉而造成磨内着火。为此，在粉磨易燃易爆煤种时，磨煤机应设置“冷却风系统”。

三、提高磨煤机的抗爆能力

磨煤机提高抗爆能力，主要是指磨煤机壳体提高抗爆能力。另外也涉及提高磨煤机内其它部件和与磨煤机相关的其它设备（如给煤机，管道，阀门和挡板等）的抗爆能力。

当制粉系统采用高于0.1MPa抗爆等级的磨煤机时，应考虑和注意下述问题：

（1）磨煤机按〉0.1MPa抗爆等级设计和选用，是制粉系统防爆的被动措施。按德国TRD413规范定义，磨煤机的抗爆能力是指爆炸的结果不对设备造成不可恢复朔性变形。也就是说，爆炸本身仍可对磨煤机及附属设备造成一定的损害。

（2）虽然大多数中速磨制粉系统是正压运行，但爆炸所产生的压力远高于磨煤机密封风的压力，因此，爆炸后产生的压力可能将煤粉带入各密封点。所以，爆炸发生后应全面检查磨辊等重要密封点是否进入煤粉，防止再次起动以设备有关部件造成的损坏。

（3）当磨煤机按>0.1MPa抗爆等级设防时，其配套设备和装置。如给煤机，磨煤机入口一次管道，磨煤机出口至燃烧器间的煤粉管道，阀门及挡板等均应按与磨煤机相同的抗爆等级设置。因磨煤机、抗爆等级的提高而带来一系列配套设备抗爆等级的提高，将增加制粉系统设备价格。

（4）磨煤机和附属设备，特别是煤粉管道上磨损严重的部位（如弯头），因煤粉磨损会降低其抗爆能力。因此在设备运行期间应根据磨损的具体情况，制定有关检查鉴定周期及方法。当磨损至规定壁厚以下时，应及时予以更换，以保证其有效的抗烛性能。