中间储仓式制粉系统爆炸成因分析及预防措施

中间储仓式制粉系统爆炸成因分析及预防措施

一:制粉系统爆炸原因分析及应采取相应措施

1、引起制粉系统爆炸原因分析

一般情况下,制粉系统爆炸必须满足以下几个必要条件,即氧浓度、煤粉浓度、煤粉细度、燃料挥发分含量、煤粉所含水分、风粉混合物温度及明火源。

从氧浓度和煤粉浓度(即风粉混合物浓度)方面来讲,当煤粉浓度达到爆炸标准而氧浓度未能达到爆炸标准或者氧浓度能达到爆炸标准而煤粉浓度未达到爆炸标准时,

制粉系统没有发生爆炸的危险.对于烟煤,当燃料挥发分<10%时,无自燃和爆炸的危险.

当燃料挥发分>20%时,由于此时的煤属于反应能力较强的煤,

燃料挥发分的析出和着火温度都较低,很容易发生煤粉自燃和爆炸事故;我公司燃用的是烟煤,煤质变化较大,燃料挥发分在18%～30%之间变化,大多数属于易自燃和爆炸的煤种;当风粉混合物浓度在0.32～4Kg/m3

范围内时则会发生爆炸,在1.2～2.0Kg/M3 范围内时,

则最容易发生爆炸.所以在制粉系统运行时,要控制排粉机入口含氧量不大16%;若风粉混合物浓度恰好在此范围内时,遇到足够的点火源就会发生爆炸事故。

煤粉细度：:即使容易发生爆炸的种,如果煤粉颗粒直径较大不会发生爆炸,即R90越大, 发生爆炸的可能性越小. R90越小,

发生爆炸的危险性越大。(d当量＞100um时,无爆炸的可能)

煤粉所含水分：煤粉中的水分也是煤粉发生自燃和爆炸的重要因素之一,磨制煤粉的最终水分Mmad的确定.既要考虑到制粉系统的安全可*性,又要照顾制粉系统的经济性, Mmad高,可避免煤粉发生爆炸的危险性,但过高又使磨煤机的出了降低,输粉和燃烧困难,并可能使煤粉在粉仓壁板结成块或压实,而且还可能造成下粉管堵塞,引起给粉机来粉不均匀或断粉.

Mmad过低,对于烟煤又容易引起煤粉的自燃和爆炸. 对于烟煤Mmad的标准0.5Mad＜Mmad＜Mad；

点火源即明火：其来源大多数发生在煤粉最容易沉积的地方.只要有煤粉沉积的地方,就能够成为风粉混合物发生爆炸的发源地.在制粉系统爆炸中,一旦发生煤粉沉积,随着时间推移,煤粉开始氧化并且释放热量,

释放的热量使得沉积煤粉温度升高,则又加速了煤粉的氧化、放热、升温,经过一定的时间之后,温度就能够达到煤粉着火时的温度,煤粉就开始自燃,很有可能引起制粉系统爆炸。所以说煤粉堆积自燃是制粉系统发生爆炸事故的主要原因之一。

风粉混合物温度也是能够引起制粉系统发生爆炸事故的主要原因之一,

温度较高,一方面使燃料挥发分较高的煤粉容易析出可燃性气体,使其浓度容易达到爆炸范围；另一方面又会使制粉系统内部堆积的煤粉自燃。

2、制粉系统煤粉容易堆积自燃的部位主要有以下方面；(主要针对某电厂E-420-13.7-560KT型锅炉所配中间储仓式制粉系统而言,)

(1)在粗粉分离器内锥体锁气器篱片上：a、因有部分杂物存在使内锥体锁气器篱片堵塞或者锁气器篱片动作不灵活,使得锥体内部回粉不畅，导致锥体内部大量积粉；b、点炉过程中,热风温度较低,制粉系统启动前,暖管时间较短,制粉系统投入运行后,引起煤粉结块或者制粉系统干燥出力未达到规定要求，引起煤粉结块；c、制粉系统消防蒸汽来汽门不严密,造成蒸汽进入粗粉分离器内,引起煤粉结块；d、煤的内部水分和外部水分较大。

以上原因导致粗粉分离器内锥体锁气器篱片堵塞，使内锥体内回粉不畅通,引起内锥体内煤粉慢慢堆积起来,长时间堆积会导致煤粉自燃而发生爆炸,也是某电厂E-420-13.7-560KT型锅炉所配中间储仓式制粉系统发生爆炸事故的主要原因。

(2)个别折向叶片调整失灵，角度无法调整且处于较小角度范围内（与水平方向夹角）,折向叶片开度外部指示值与内部实际开度不一致,或者叶片上有杂物,使得叶片上部积粉有煤粉。

(3)在粗粉分离器内，因锥帽与水平方向的夹α角比较小，这样就造成锥帽顶部在制粉系统运行时，有少部分煤粉积存于此部位。虽然煤粉具有流动性，但因α角度较小，使得积存于锥帽顶部的煤粉不能全部被气流携带走或流入锥体内，部分煤粉仍然积存于锥帽顶部，故此处成为死区。积存的煤粉因处于干燥介质中，加速了煤粉氧化,可能会导致煤粉自燃。当气粉混合物浓度达到一定程度时，引起爆炸事故。

(4)细粉分离器入口的水平管道上由于其通流面积增大,同时因细粉分离器上各防爆门铁皮破裂,

导致进入细粉分离器的风粉混合物流速有所降低,使得相对颗粒较大的煤粉沉积在水平管道上。

3、某电厂E-420-13.7-560KT型锅炉所配中间储仓式制粉系统，自投产以来,

发生过几次制粉系统爆炸事故，从其所有发生过制粉系统爆炸事故分析表明，

制粉系统发生爆炸后,粗粉分离器上的六个防爆门全部被打开,

细粉分离器上大部分防爆门被打开并且锥体内部有大量煤粉在燃烧,而磨煤机出入口的防爆门完好无损,

磨煤机出口风粉混合物温度在正常范围内,这也充分证明爆炸部位在粗粉分离器锥体内和细粉分离器入口的水平管道上,与上述分析相符,所以运行中不能单纯以磨煤机出口风粉混合物温度的高低作为被监控的对象,还应参照排粉机入口温度。

4、防止制粉系统爆炸措施;

针对以上分析,根据“运行规程”、“安规”及“二十五条反事故措施”的重点要求,结合该电厂E-420-13.7-560KT型锅炉所配中间储仓式制粉系统存在的问题,应该从以下几方面防止：

a、按照运行规程要求,严格执行定期降粉工作。

b、制粉系统运行中,根据煤质变化情况,

投抽炉烟风应按比例投入,以控制排粉机入口含氧量在16%以内(同时也应该满足炉内燃烧工况的需要),同时煤粉细度不要保持太小,特别是燃用挥发分较高的煤种时

(煤粉细度保持太小,相对增加了风粉混合物浓度)尤为重视.根据煤质情况可适当调整,一般R90保持在17±2%左右；(制粉系统设计选用的干燥介质为：热风－烟气混合物，主要是为了降低氧浓度和炉膛内NOx浓度,要求排粉机入口含氧量小于16％，防止挥了份较高煤粉发生爆炸事故。

c、制粉系统在停止运行之前,一定要将系统内部的积粉抽干净,系统启动前,要进行充分暖管,(防止抽粉不彻底或暖管不充分遇到结露的水蒸汽或因蒸汽消防门不严,使凝结水滴入制粉系统内部造成煤粉结块)；

制粉系统停止运行后,要进行倒风,并检查热风门的严密性,发现风门有缺陷及时联系处理。

d、根据煤质变化情况,

在正常范围内适当调整磨煤机出口风粉混合物温度,最高不应超过72℃;(煤质可以从煤的颜泽、挥发分的大小并辅以低位发热量为依据或根据磨煤机出口风粉混合物温度、磨煤机出入口压差来粗略判断)。

e、保持制粉系统的稳定运行,防止煤量忽大忽小或断煤,大小修时应定期清理原煤斗,及时