燃煤火电厂制粉系统爆炸原因分析与防范对策
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摘 要：制粉系统作为煤粉锅炉火电厂的重要设备，其主要作用是将原煤磨制成煤粉后送至锅炉内燃烧以提供热量。但在一些燃烧烟煤的火电厂中，制粉系统不是已出现爆燃事件发生，严重影响安全发电和人身安全。本文通过分析查找引起制粉系统爆燃的原因，提出防范对策与建议。
关键词： 制粉系统 烟煤 爆炸
某电厂Ⅰ、Ⅱ期从2011年至2012年间，锅炉逐台由烧无烟煤改为纯烧烟煤，制粉系统的安全性做了相关改进，主要改进方面有：1）、增加制粉系统防爆门面积2），增设粉仓灭火管，3）、增加抽吸炉烟风设备，降低制粉系统含氧量；4）制粉系统严密性整治。 制粉系统改造后已两次发生爆炸和多次粉仓超温等情况，既造成设备损坏，又严重威胁人身的安全及正常发电。
1、 制粉系统爆燃的危害
影响人员安全和设备损坏，严重时可能造成人员伤亡事故；影响设备正常运行和正常发电。
1） 煤的挥高发分特性
无烟煤：含碳量很高，挥发分含量很小，一般
2） 系统内含氧浓度
氧气是一种助燃气体，在一定温度下一定浓度的氧与煤粉混合就会发现爆炸，氧浓度高是发现爆炸的重要原因。制粉系统中的氧气来自多方面，作为干燥剂的热风、冷风、烟气和系统漏风均含有不同程度的氧气。如果制粉系统内的煤粉混合物中含浓度不足也不会引爆炸，但对于烟煤来说由于其高挥发分的易燃性，因此对制粉系统含氧浓度要求需小于12% 。
3） 煤粉的流动性
积存的煤粉与空气中的氧长期接触氧化时，会发热使温度升高，而温度的升高又会加剧煤粉的进一步氧化，若散热不良时会使氧化过程不断加剧，最后使温度达到煤的燃点而引起煤粉的自燃。煤粉爆炸的前期往往是局部自燃，一定浓度的风粉气流吹向自燃点时，不仅加剧自燃，还会引起燃烧，而接触到明火的风粉气流随时会产生爆炸。因此，制粉系统内积粉的存在也是引起爆炸的原因之一。在制粉系统中的粗粉分离器、细粉分离器、木块分离器、锁气、再循环风门等设备由于其设备结构原因较容易积粉。
4） 系统内温度
煤中碳元素的着火点很高，而挥发分元素的着火点很低，因此气粉混合物温度（即磨出口温度）越高，煤中挥发份越易析出，也就越容易爆炸，因此系统超温也是发现爆炸的原因之一。所以要严格控制制粉系统内温度，特别是磨制烟煤磨煤机出口温度不应超过70℃。
5） 煤粉浓度
煤粉的浓度是影响煤粉爆炸的重要因素。当煤粉浓度大于3-4kg/m3（空气）或小于0.32-0.47kg/m3时不轻易引起爆炸。因为煤粉浓度太高，氧浓度太小；而煤粉浓度太低，缺少可燃物。只有煤粉浓度为1.2-2.0kg/m3时最轻易发生爆炸，因为在该浓度下火焰的传播速度最快，大于或小于该浓度时爆炸可能性较小，但实际运行中一般很难避开这一危险浓度。
6） 煤粉细度
煤粉越细，其单位体积的表面积就越大，吸附氧量就越多，爆炸的危险性就越大，粗煤粉爆炸的可能性就小些，当煤粉粒度大于0.1mm时几乎不会爆炸。因此，挥发分大的煤不能磨得过细。
1）加强制粉系统运行管理
加强制粉系统内氧气浓度监视与调整，制粉系统含氧量不得超12%，尽量增加炉烟风的比例以降低系统含氧量；尽可能使给煤均匀及连续，防止堵断煤；启停磨煤机严格按照操作票执行，合理调整干燥风温，控制磨煤机进口温度和出口温度在规定范围内（不超70℃）；在保证煤粉经济细度的前提下，结合实际燃煤特点，调整粗粉分离器挡板，使煤粉细度R90维持在24-28%运行；制粉系统启停时，需充分抽走系统内余粉，防止系统积粉自燃；加强木块分离器的清理工作，防止杂堆积，造成堵塞积粉；运行中控制粉仓粉位在3-6米范围内，认真监视粉仓温度，严格执行降粉制度，防止仓内局部积粉自燃；及时调整粉仓吸潮气门的开度，使粉仓负压维持在20-30Pa，防止仓内煤粉受潮结块积留。
2）加强制粉设备检查
制定制粉设备日常检查制度，增加制粉设备的巡检频率，巡检时应认真仔细，及时消除磨煤机入口积煤、积粉现象；经常活动制粉系统锁气器、木块分离器、旋转格筛，使煤粉流动畅通；经常用红外测温仪对制粉系统各重点部位进行温度测量并做好记录，发现局部超温急时检查处理；经常检查煤粉仓、锁气器、人孔门、防爆门等部位的漏风情况，发现漏风处应及时消除。
3）加强制粉设备的检修维护
定期检查热风门、冷风门的内漏情况，及时消除内漏；对易积煤、积粉的部位进行定期检查清理，如粗粉分离器、细粉分离器、木块分离器、锁气器等处；经常查找系统的积粉点及漏粉点并予以消除；定期检查疏通吸潮管、吸潮阀。
4）设备改进建议
对烧烟煤煤改造后的制粉系统风温和含氧量较难以调节问题，建议增加低温炉烟风管道（从锅炉尾部烟道引至炉烟风机入口），可以降低炉烟风温，使磨煤机干燥风温调节范围更广，系统含氧浓度控制更容易。
对粉仓常超温问题，建议在粉仓侧面周围加装CO2气体灭火管道并配装相应位置测温点，与顶部CO2气体灭火管路配合使用，当粉仓超温时可对应具置投用灭火降温。
对细粉分离器入口切向处的积粉问题，建议在风道内加装导流板，增强局部扰动，提高该处的流速，增强气流对下部积粉的冲刷。同时，加装导流板后，风粉气流分布更加均匀，使分离效果得到进一步提高。
对吸潮管经常堵塞问题，建议将管道通径由￠108改粗为￠133平时定期检查发现有堵及时疏通。
4、 总结语
对燃煤电厂制粉系统爆炸的安全性问题，我们应该在技术上和制度上制定措施和对策，加强对制粉系统的设备管理，解决问题、消除隐患，为电厂持续安全发电增添正能量，给社会更多光明。
（参考文献 《 电厂锅炉》 中国电力出版社 金维强 ）