锅炉制粉系统爆炸分析及预防措施

2017-04-15杨根生

福建质量管理 2017年21期

关键词：制粉磨煤机煤粉

杨根生

(大唐华银电力股份有限公司耒阳分公司湖南耒阳 421800)

锅炉制粉系统爆炸分析及预防措施

杨根生

(大唐华银电力股份有限公司耒阳分公司湖南耒阳 421800)

针对锅炉制粉系统爆炸问题，做了简单的分析，提出预防措施。通过对制粉系统爆炸原因进行分析，发现由于煤粉浓度、点火源等因素的影响，使得此系统极易爆炸，提出采取消除内积粉、加强运维管理等措施，做好预防工作。

锅炉；制粉系统；爆炸；运维管理

从现有的锅炉来说，多采用煤粉燃烧。利用制粉系统，进行原煤磨制，使其成为煤粉，接着送入到炉膛进行燃烧。因为煤粉具有自燃性与爆炸性特点，若遇到点火源，则极易引发爆炸事件，因此加强此课题的研究，提出预防措施，有着必要性。

一、煤粉着火爆炸条件

煤粉吸附一定量的空气后，受到氧化作用的影响，会产生发热情况，使得煤粉温度提高，若遇到点火源，会发生自燃情况，引发爆炸。总体来说，煤粉着火引爆炸，需要具备以下条件：1)煤粉；2)氧浓度；3)点火源。

二、锅炉制粉系统爆炸原因分析

从锅炉爆炸事故分析来看，引爆点主要为长期积煤或者积粉的部位，制粉系统为封闭状态；火源主要为磨煤机入口的积煤、细粉分离器水平段位置的积煤、粗粉分离器。总体来说，锅炉制粉系统爆炸是各类因素综合作用引发的，现分述各因素引发爆炸的原因：

(一)煤粉浓度。煤粉浓度指的是风粉混合物浓度，其与煤炭成分、细度、颗粒度分布等，有着直接的关系。若风粉混合物浓度达到一定程度，比如处于1.2-2.0kg/m3范围内，极易引发爆炸事故。干煤粉可以吸附大量的空气，具有较好的可流动性，能够通过细小的空隙。当风粉混合度浓度达到一定值时，即0.32-4kg/m3，极易发生爆炸事故。其中处于1.2-2.0kg/m3范围内时，爆炸的可能性最大。当遇到点火源时，便会引发爆炸事故。基于此，需要确保制粉系统的密封性，确保不存在漏风情况。含氧量作为重要的诱导因素，其氧浓度要15%。制粉系统氧气主要来源包括系统内漏入的风量、再循环的烟气等。

(二)积粉燃爆。从锅炉制粉系统爆炸原因来说，积粉燃爆是重要原因。通常情况下，制粉系统运行的过程中，极易滞积大量的煤粉，集中在磨煤机进口。若不能及时清理，则极易引发爆炸事故。当进口温度超过300℃，受到热风因素的影响，使得积煤极易被引燃，引发安全事故。除此之外，在细粉分离器与排粉机进口等位置，积粉问题也较为常见[1]。以磨煤机为例，此设备积煤情况，主要发生入口位置的上部管道、空心轴颈斜管、热风管道接口等位置，部分发生在入口防爆门位置。磨煤机有3个孔，实现和回粉管、防爆门、再循环管相互连接。当某侧的热风和相对应的风粉，形成涡流，冲击给煤机输送的湿煤，使得湿煤黏到开孔上方管道壁上或者防爆门等位置。由于长时间不清理，形成大量积煤，当风温度达到250℃以上，当制粉系统停止运行后，因为磨煤机风门漏风，受到热风的影响，磨煤机入口温度将>100℃，极易引发爆炸。

(三)点火源。点火源主要包括以下类型：1)煤粉自然超产生的火源。在制粉系统内部，有着很多的积粉点，比如上述的磨煤机进口、排粉机入口等，当煤粉沉积到一定程度，会发生氧化问题，释放热量，引发煤粉燃烧，产生火源。2)机械摩擦产生的火源。系统运行时，钢球相互摩擦，会产生火花，当达到燃点后，能够引燃煤粉。3)外部火源。

三、锅炉制粉系统爆炸事故防范措施

(一)锅炉概况。某企业锅炉型号为CG-130/3.82M24，为单气包、中温、中压自然循环锅炉。采用的设计四角切圆煤、气混烧方式，设置2套制粉系统。制粉系统由粗粉分离器(1台；φ3700mm；轴向型)和细粉分离器(1台；φ1850mm；旋风式)组成，设计燃料为50%的烟煤+50%天然气。

(二)事故情况。在运行过程中，锅炉甲侧制粉系统发生闪爆事故，使得设备出现损坏情况，未造成人员伤亡。事故流程为：1)球磨机压差增加，1号粗粉分离器出口负压降低，球磨机堵磨，进行吹磨。2)重新启动，发现锅炉运行发生巨响，1号粗粉分离器出口温度快速增加后下降，诊断为制粉系统爆炸。此次故障总计造成13个防爆门爆破膜破裂，厂房内塑钢窗出现破损和变形情况。

(三)爆炸原因分析。结合制粉系统运行工艺流程、参数变化情况、爆炸现场基础设施损坏情况，判断此次爆炸原因为粗粉分离器上部锥帽积粉发生自燃引发的。深度调查发现，锅炉建设时，粗粉分离器设备型号选择不当，型号偏大。临时采取以下应对措施：1)调整圆锥顶角，由150°调整到90°，避免煤粉沉积；2)设置压缩空气吹扫管线，安装在细粉分离器进口方形管底部。定期进行清理，避免过量沉积。后期检查时，更换分离器[2]。

(四)预防措施

1.消除内积粉。若能够定期消除积粉，则可有效的防止煤粉自燃，减少制粉系统出现自燃引发爆炸的几率。为消除内积粉，可采取以下措施：1)做好设备安装把控。新安装的锅炉设备，在设计与安装环节，要做好充分分析，合理选择器件，不可存在积粉死角。对于现运行的锅炉，则需要定期做好检查，及时清理积粉。2)做好定期检修。在检修时，若发现积粉严重的部位，则采取改造措施，较少制粉系统积粉情况。开展大修作业时，要做到清仓检查，确保粉仓没有死角，具有较强的严密性。重点检查仓顶位置，看是否存在积粉死角。除此之外，需要做好设备保温工作，以免出现结露情况，使得煤粉出现结块或者沉积情况。

2.做好运行管理。从以下方面加以把控：1)控制锅炉磨煤机出口温度，尤其是系统启动和停止时。因为此时煤粉浓度以及氧气度极易达到爆炸条件，因此需要做好控制。操作人员在具体执行时，需要做好相应的检查，按照操作规程来执行。2)做好原煤管理。做好原煤检查，清理易燃易爆物。除此之外，还需要控制煤粉的水分，以免煤粉出现结块或者沉积情况。考虑到煤粉越细则爆炸的可能性就越大，因此需要控制煤粉的细度，从燃烧原料方面，做好风险把控，最大程度上减少锅炉制粉系统爆炸事故的发生，减少爆炸损失。3)消除漏风与漏粉问题，保持设备清洁度，避免存在积粉。4)加强动火管理，禁止违章动火。开展消缺工作时，要严格按照操作规范，执行动火操作。测量粉尘浓度，当合格后再动火。5)执行规程制度。为有效预防锅炉制粉系统爆炸事故，要严格执行规程制度。按照规程内容，做好锅炉制粉系统防爆措施。尤其是锅炉燃烧不稳定时，要做好调整，使其能够稳定运行。同时锅炉燃烧的检测系统、跳闸系统、控制系统等，要能够达到防爆规程的要求。总体来说，在制粉系统运行时，运行管理人员可以根据负荷实际情况，结合煤质情况和粉位变化等，分析掺配煤质量，尤其是均匀性。做好监督和检查措施，及时发现异常问题，做好问题处理，避免发生爆炸事故，保障生产效益。