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鍋爐燃用非設(shè)計(jì)煤種的安全技術(shù)措施

文檔作者：溫志華，王國(guó)琪，李兆生，林翔文檔來(lái)源：華能瑞金電廠			點(diǎn) 擊數(shù)：
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第l2卷(2010年第6期) 電力安全技術(shù) A而
鍋驢遐用非設(shè)計(jì)噪種 參全技術(shù)措施
溫志華，王國(guó)琪，李兆生，林翔
(華能瑞金電廠，江西贛州 341108)
[摘 要]針對(duì)華能瑞金電廠燃用高揮發(fā)分煤種時(shí)的安全運(yùn)行問(wèn)題，對(duì)預(yù)防煤粉爆燃、磨煤機(jī)著火、燃
燒器結(jié)焦燒損等事故的發(fā)生進(jìn)行了探討，并提出了切實(shí)可行的安全技術(shù)措施，確保了機(jī)組安全穩(wěn)定經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
(關(guān)鍵詞]高揮發(fā)分；煤粉爆燃；燃燒器；安全技術(shù)措施
華能瑞金電廠地處江西省南部贛州市，距廈門
石湖山配煤中心約500km，通過(guò)海鐵聯(lián)運(yùn)方式采購(gòu)
印尼煤較為方便，因此電廠燃用煤種以印尼煤為主。
機(jī)組自2008年底投入商業(yè)運(yùn)行以來(lái)，曾發(fā)生了
磨煤機(jī)內(nèi)著火、爐內(nèi)結(jié)大焦塊、燃燒器燒穿等事故。
這些問(wèn)題主要都是由于燃燒揮發(fā)分高于設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)的
印尼煤造成的，因此對(duì)燃燒印尼煤所采取的安全技
術(shù)措施進(jìn)行了專門分析與探討。
l 華能瑞金電廠設(shè)備概況
華能瑞金電廠一期工程2臺(tái)超臨界機(jī)組鍋爐為
哈爾濱鍋爐廠有限責(zé)任公司制造的HG-1 100／25．4
一PM1型、一次中間再熱、超臨界壓力變壓運(yùn)行螺
旋管圈直流鍋爐。該型號(hào)鍋爐采用單爐膛丌型布置、
前后墻對(duì)沖燃燒、固態(tài)排渣、平衡通風(fēng)、露天布置、
全鋼架全懸吊結(jié)構(gòu)。
鍋爐制粉系統(tǒng)采用中速磨冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹
式系統(tǒng)。每爐配5臺(tái)沈陽(yáng)重型機(jī)器有限責(zé)任公司制
造的MPS200型中速磨煤機(jī)，帶額定負(fù)荷時(shí)啟運(yùn)4
臺(tái)磨煤機(jī)。鍋爐采用引進(jìn)三井巴布科克公司的低
NOx軸向旋流煤粉燃燒器(LNASB)，前墻布置3層、
后墻布置2層，每層布置4只燃燒器、每臺(tái)磨煤機(jī)
供同一層的燃燒器。在煤粉燃燒器的上方前后墻各
布置2層燃盡風(fēng)，每層有4只風(fēng)口。
2 設(shè)計(jì)煤種與印尼煤的煤質(zhì)特性分析
鍋爐設(shè)計(jì)煤種為淮南貧煤，機(jī)組投產(chǎn)以來(lái)的燃
用煤種主要為印尼煤。兩煤種的煤質(zhì)特性分析如表
1所示。
通過(guò)表1中各項(xiàng)指標(biāo)分析可知，鍋爐燃燒的印
尼煤與設(shè)計(jì)煤種、校核煤種的煤質(zhì)特性相差很大。
印尼煤具有高熱值、高揮發(fā)分、高水分、低灰分、低
硫分的特點(diǎn)，其著火特性為極易著火，燃盡特性為
極易燃盡。
表1 鍋爐設(shè)計(jì)煤種 印尼煤的特性分析
3 燃燒印尼煤的安全技術(shù)措施
由于印尼煤揮發(fā)分含量高，著火及燃盡特性
好，使鍋爐具有燃燒效率高、帶負(fù)荷能力強(qiáng)、靈活
性好的優(yōu)點(diǎn)。同時(shí)，高揮發(fā)分的印尼煤具有很強(qiáng)的
自燃傾向性，使制粉系統(tǒng)存在爆燃隱患，極易發(fā)生
燃煤自燃、制粉系統(tǒng)爆炸、磨煤機(jī)著火、燃燒器噴
嘴結(jié)焦燒損等事故。因此，燃燒高揮發(fā)分印尼煤時(shí)，
必須采取相應(yīng)的安全技術(shù)措施，以保證機(jī)組安全、
穩(wěn)定、經(jīng)濟(jì)運(yùn)行。
3．1 防止煤粉爆燃的安全技術(shù)措施
當(dāng)可燃性煤粉粒度足夠細(xì)，飛揚(yáng)懸浮于空氣中
并達(dá)到一定濃度時(shí)，在相對(duì)密閉的空間內(nèi)，遇到足
夠的點(diǎn)火能量，就能發(fā)生煤粉爆炸。煤粉的爆炸性
與揮發(fā)分含量、煤粉細(xì)度、氣粉混合物的濃度及溫
度、氣粉混合物流速、氣粉混合物中的氧氣濃度等
因素密切相關(guān)。高揮發(fā)分的煤種比低揮發(fā)分的煤種
更易氧化，單位時(shí)間內(nèi)釋放出的熱量較多，當(dāng)揮發(fā)
份 >40％時(shí)，極易引起制粉系統(tǒng)爆炸。因此，燃
用印尼煤時(shí)，若不采取相應(yīng)措施，極易導(dǎo)致燃煤自
燃與制粉系統(tǒng)爆炸等事故發(fā)生。為了保證制粉系統(tǒng)
一 一
A而 電力安全技術(shù) 第l2卷(2010年第6期)
正常運(yùn)行，應(yīng)采取以下安全技術(shù)措施。
(1)提高一次風(fēng)壓。適當(dāng)提高一次風(fēng)母管壓力
到12kPa以上，維持一次風(fēng)速在25 m／s以上，以
防止煤粉沉積在一次風(fēng)母管內(nèi)而自燃。但一次風(fēng)速
不應(yīng)超過(guò)30 m／s，因?yàn)橐淮物L(fēng)速過(guò)高容易產(chǎn)生靜電
火花而引爆煤粉。此外，在運(yùn)行中應(yīng)加強(qiáng)監(jiān)視一次
風(fēng)壓的變化，若一次風(fēng)壓表劇烈擺動(dòng)應(yīng)立即查明原
因，予以消除。
(2)提高一次風(fēng)量，控制風(fēng)煤比，降低煤粉濃
度。煤粉濃度為(1．2～2．0)kg／m 時(shí)最容易發(fā)生爆
炸，因此應(yīng)將一次風(fēng)量由設(shè)計(jì)煤種的額定值l 6．9
kg／s提高至18 kg／s，以控制風(fēng)煤比大于2．0，降低
煤粉濃度。
(3)調(diào)節(jié)好煤粉細(xì)度。煤粉越細(xì)，表面積越大，
越容易發(fā)生氧化自燃和爆炸。由于印尼煤揮發(fā)分高，
燃燒和燃盡性能好，可適當(dāng)增加煤粉細(xì)度值。通過(guò)
調(diào)整磨煤機(jī)出口旋轉(zhuǎn)分離器轉(zhuǎn)速，使煤粉細(xì)度值由
設(shè)計(jì)煤種的11％增至15％左右。但煤粉細(xì)度值不
能過(guò)大，否則煤粉不完全燃燒會(huì)使飛灰含碳量上升。
(4)加強(qiáng)燃料上煤管理，避免發(fā)生因煤斗走空
而造成磨煤機(jī)斷煤現(xiàn)象，并且每次上煤不要上滿，
上至2／3倉(cāng)即可， 以防止高揮發(fā)分煤在原煤倉(cāng)內(nèi)停
留時(shí)間過(guò)長(zhǎng)而發(fā)生自燃。此外，還要確保原煤倉(cāng)CO，
消防裝置能正常投用。
(5)經(jīng)常檢查制粉系統(tǒng)的嚴(yán)密性，消除制粉系
統(tǒng)和輸煤系統(tǒng)的粉塵泄漏點(diǎn)，降低煤粉濃度。大量
放粉或清理煤粉時(shí)，應(yīng)杜絕明火，防止煤塵爆炸。
(6)及時(shí)清除制粉系統(tǒng)及設(shè)備內(nèi)的積粉。凡是
發(fā)生煤粉沉積的地方，就有可能成為氣粉混合物自
燃和爆炸的發(fā)源地。一旦發(fā)生煤粉沉積，煤粉就開
始氧化，放出熱量促使溫度升高，又加快氧化、放
熱、升溫。經(jīng)過(guò)一定時(shí)間后，溫度就能達(dá)到自燃溫
度并發(fā)生自燃，可能導(dǎo)致爆炸事故。因此，應(yīng)定期
對(duì)輸煤系統(tǒng)、系統(tǒng)管道、輔助設(shè)備、電纜排架等處
進(jìn)行檢查，消除氣粉流動(dòng)管道的死區(qū)和系統(tǒng)死角，
清除積粉。特別是由于印尼煤水分高而經(jīng)常發(fā)生積
煤、堵煤現(xiàn)象的給煤機(jī)落煤管，應(yīng)在制粉系統(tǒng)停運(yùn)
后打開磨煤機(jī)進(jìn)口檢查孔檢查，若發(fā)現(xiàn)管壁有積煤
應(yīng)予鏟除。此外，制粉系統(tǒng)停運(yùn)時(shí)要注意抽粉，輸
粉管道停運(yùn)時(shí)應(yīng)進(jìn)行吹掃。
3．2 防止磨煤機(jī)著火的安全技術(shù)措施
在中速磨煤機(jī)內(nèi)磨制印尼煤時(shí)，若溫度控制不
當(dāng)，易造成煤粉自燃，輕則引起磨煤機(jī)化瓦，重則
一 一
會(huì)引起制粉系統(tǒng)爆炸。2009-06～09，l號(hào)機(jī)組B磨
曾在備用狀態(tài)下在傳動(dòng)盤處發(fā)生自燃。為防止類似
事件發(fā)生，制定了以下安全技術(shù)措施。
(1)控制磨煤機(jī)人口一次風(fēng)混合后的溫度。通
過(guò)調(diào)整磨煤機(jī)入口冷、熱風(fēng)門，把磨煤機(jī)入口一次
風(fēng)混合后的溫度控制在160℃～210℃之間。
(2)控制磨煤機(jī)出口溫度在55℃～65℃之間。
適當(dāng)降低磨煤機(jī)出口溫度高報(bào)警值；當(dāng)磨煤機(jī)出口
溫度突升15℃或升至80℃時(shí)，應(yīng)立即聯(lián)鎖開啟消
防蒸汽電動(dòng)門，同時(shí)調(diào)整磨煤機(jī)入口冷、熱風(fēng)門開
度，控制磨煤機(jī)出口溫度小于65℃。若磨煤機(jī)出口
溫度突升至90℃且仍有上升趨勢(shì)時(shí)，應(yīng)緊急停磨，
全關(guān)磨煤機(jī)出人口風(fēng)門、隔絕門，開啟消防蒸汽電
動(dòng)門。
(3)對(duì)磨煤機(jī)進(jìn)行內(nèi)部檢查，確認(rèn)磨煤機(jī)出口
閘板門關(guān)閉嚴(yán)密；消除磨煤機(jī)內(nèi)可能存在的煤粉堆
積點(diǎn)。
(4)盡量減少燃用印尼煤時(shí)磨煤機(jī)的啟停操作，
使磨煤機(jī)的煤量、風(fēng)量、風(fēng)溫盡可能穩(wěn)定。磨煤機(jī)
計(jì)劃停用前16 h應(yīng)停止印尼煤進(jìn)倉(cāng)，改用其他低揮
發(fā)分煤種，以保證停磨過(guò)程的安全和原煤倉(cāng)內(nèi)不發(fā)
生自燃。
(5)注意做好給煤機(jī)斷煤時(shí)的應(yīng)對(duì)措施。給煤
機(jī)因故障斷煤時(shí)，應(yīng)立即調(diào)整磨煤機(jī)冷、熱風(fēng)門開
度，關(guān)小熱風(fēng)門，開大冷風(fēng)門，嚴(yán)格控制磨煤機(jī)出
口溫度不超過(guò)65℃。給煤機(jī)消缺后可以正常給煤時(shí)
方可啟運(yùn)磨煤機(jī)。
(6)做好磨煤機(jī)啟停時(shí)的控制措施。
① 磨煤機(jī)啟動(dòng)操作應(yīng)緩慢進(jìn)行。首先開啟消防
蒸汽電動(dòng)門，提升磨輥，開啟磨煤機(jī)出口門、人口
冷熱風(fēng)隔絕門，控制磨煤機(jī)人口風(fēng)溫小于等于210
℃，磨煤機(jī)出口溫度小于等于65℃；然后啟動(dòng)給煤
機(jī)，給煤機(jī)以最小出力10 t／h給煤1 min后放下磨
輥。若該磨煤機(jī)為緊急停止且未清理積煤，應(yīng)在啟
動(dòng)時(shí)先進(jìn)行1 0 rain的全開冷風(fēng)門的通風(fēng)后方可啟
磨，防止存留的煤粉突然大量進(jìn)入爐膛發(fā)生爆燃。
② 停止磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)應(yīng)先關(guān)小熱風(fēng)調(diào)門開度，
逐漸開大冷風(fēng)調(diào)門開度，再逐漸減小給煤機(jī)出力直
至停止給煤機(jī)。給煤機(jī)停止后，應(yīng)關(guān)閉熱風(fēng)調(diào)門，開
大冷風(fēng)調(diào)門進(jìn)行抽粉，抽粉時(shí)嚴(yán)格控制磨煤機(jī)出口
溫度不超過(guò)65℃。待磨煤機(jī)出口溫度小于53℃且
抽粉5 min以上時(shí)方可停磨。停磨后開啟消防蒸汽
電動(dòng)門5min。

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