關(guān)于某廠1000MW機(jī)組鍋爐爆燃事件的分析

桂永康

摘 要：現(xiàn)今國(guó)內(nèi)1000MW機(jī)組鍋爐一般均采用等離子點(diǎn)火裝置，在鍋爐點(diǎn)火初期，由于爐膛溫度較低、風(fēng)煤比不匹配以及原煤斗落煤不穩(wěn)定等原因，點(diǎn)火初期煤粉著火比較困難，若長(zhǎng)時(shí)間未點(diǎn)著火則極易引起鍋爐爆燃，以下對(duì)某廠1000MW機(jī)組鍋爐爆燃事件展開(kāi)分析。

關(guān)鍵詞：鍋爐爆燃；1000MW；點(diǎn)火；分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.040

1 事件經(jīng)過(guò)

2016年6月1日夜班，某廠#4爐進(jìn)行啟動(dòng)工作，03：24，B層等離子拉弧正常，03：38，B磨煤機(jī)啟動(dòng)，空載電流38A，03：43：44，B給煤機(jī)啟動(dòng)并開(kāi)始下煤，穩(wěn)定后給煤量31t/h，持續(xù)下煤至03：48：34約5分鐘時(shí)間內(nèi)，磨煤機(jī)一直保持空載運(yùn)行時(shí)的38A電流，此時(shí)B磨煤機(jī)電流突增，14秒后即03：48：48電流值86A，爐膛開(kāi)始打正壓。03：49：05，爐膛正壓2600Pa，A側(cè)爐膛煙溫隨后上升至77℃、B側(cè)爐膛煙溫則先于A側(cè)快速上升至84℃，鍋爐總風(fēng)量低MFT動(dòng)作，制粉系統(tǒng)跳閘，進(jìn)行爐膛吹掃。爐膛發(fā)生打正壓后，大量含煤粉的煙塵從干式排渣機(jī)底部噴出，煙塵進(jìn)入#4機(jī)8.2米電纜夾層后，相繼觸發(fā)電纜夾層內(nèi)50號(hào)煙感探測(cè)器和47號(hào)煙感探測(cè)器報(bào)警，03：49：50 #4機(jī)8.2米電纜夾層IG541氣體釋放。整個(gè)過(guò)程的歷史曲線如下圖1：

（紅色為給煤機(jī)煤量，黃色為磨煤機(jī)電流，綠色為爐膛負(fù)壓，紫色為磨入口一次風(fēng)量，綠色為磨出口溫度，棕色為磨出口壓力）。

2 檢查情況

2.1 設(shè)備情況

檢修人員對(duì)B給煤機(jī)、B磨煤機(jī)及B磨動(dòng)態(tài)分離器進(jìn)行內(nèi)部檢查，未發(fā)現(xiàn)與磨煤機(jī)電流異常相關(guān)的設(shè)備缺陷，測(cè)量磨輥間隙和彈簧加載合格；制粉系統(tǒng)再次啟動(dòng)后運(yùn)行至今正常。檢查爆燃發(fā)生前，磨煤機(jī)動(dòng)態(tài)分離器電流50A保持穩(wěn)定，轉(zhuǎn)速650rpm穩(wěn)定，動(dòng)態(tài)分離器運(yùn)行正常。經(jīng)檢查確認(rèn)鍋爐本體無(wú)異常。

2.2 下煤情況

B磨煤機(jī)為鍋爐底層磨，采用等離子模式點(diǎn)火，B磨煤機(jī)系統(tǒng)正常運(yùn)行時(shí)磨電機(jī)最大電流—給煤量表如表1：

（其中，電流38A為磨煤機(jī)電機(jī)空載電流，給煤量85t為磨煤機(jī)最大出力）

內(nèi)部檢查發(fā)現(xiàn)磨煤機(jī)磨碗上堆積的剩煤呈碾磨后的煤粉狀；給煤機(jī)皮帶上堆積的原煤濕度正常、無(wú)大結(jié)塊，但原煤所含石子煤很少，細(xì)煤和煤粉較多。5月份機(jī)組調(diào)停期間B原煤斗煤位10米，為防止自燃采取了防漏風(fēng)封堵措施；煤斗存煤長(zhǎng)達(dá)1個(gè)月，底部原煤由于濕度聚積容易結(jié)塊。給煤機(jī)啟動(dòng)初期，給煤量有較大的波動(dòng)，從35t/h下落至22t/h再上升至31t/h，反映給煤初期有較大的結(jié)塊煤下落。查其他磨煤機(jī)啟動(dòng)歷史，正常下煤時(shí)給煤量呈穩(wěn)定上升趨勢(shì)，沒(méi)有大的波動(dòng)。

B給煤機(jī)下煤后，磨煤機(jī)出口溫度呈小幅緩慢下降趨勢(shì)，其中溫度3測(cè)點(diǎn)從79℃下降至爆燃發(fā)生前的73℃；同時(shí)，給煤機(jī)下煤后磨煤機(jī)約有5分鐘時(shí)間電機(jī)電流一直為空載電流38A，由此判斷，下煤期間磨煤機(jī)內(nèi)部?jī)H有少量原煤落下，磨煤機(jī)下煤量遠(yuǎn)小于實(shí)際的30t/h煤量，磨煤機(jī)下煤通道存在堵煤的情況。而B(niǎo)磨煤機(jī)下煤5分鐘后磨煤機(jī)電機(jī)電流從38A突升至86A，由表1可知，磨煤機(jī)內(nèi)部實(shí)際煤量約為90t左右，從而判斷B磨煤機(jī)存在堵磨現(xiàn)象。

2.3 一次風(fēng)情況

爐膛爆燃發(fā)生前，一次風(fēng)壓5.2—5.6KPa，磨煤機(jī)出口壓力2—2.2KPa，一次風(fēng)流量200—220t/h；爆燃發(fā)生后，一次風(fēng)壓跟隨突增至7.4KPa，磨煤機(jī)出口壓力跟隨突增至4.7KPa，而一次風(fēng)流量則快速降低166t/h；一次風(fēng)溫度前后均保持在95—105℃之間。一次風(fēng)壓和磨煤機(jī)出口壓力的變化符合爐膛發(fā)生爆燃后的壓力波動(dòng)。但爆燃發(fā)生前一次風(fēng)量偏大，比磨煤機(jī)正常運(yùn)行時(shí)一次風(fēng)量160t/h左右大了40—60t/h；查上次點(diǎn)火期間B磨一次風(fēng)量為130t/h；《1000MW機(jī)組集控運(yùn)行規(guī)程》關(guān)于一次風(fēng)量的要求為“不得低于80t/h”。

2.4 鍋爐點(diǎn)火監(jiān)控情況

由于該廠采用等離子點(diǎn)火系統(tǒng)，點(diǎn)火前必須退出等離子磨煤機(jī)煤火檢保護(hù)、全爐膛火焰失去保護(hù)（按正常手續(xù)辦理保護(hù)退出），才能保證鍋爐正常點(diǎn)火。點(diǎn)火期間全程手動(dòng)控制；爐膛工業(yè)電視和等離子火檢電視在集控室前墻大屏幕實(shí)時(shí)監(jiān)視。

2.5 檢查情況綜述

綜上，與此次爐膛爆燃相關(guān)的異常情況為：

（1）原煤斗底部原煤含細(xì)煤、煤粉較多；（2）給煤機(jī)下煤初期原煤斗有較大的結(jié)塊煤落下；（3）磨煤機(jī)內(nèi)部下煤量遠(yuǎn)比實(shí)際煤量小，下煤通道存在堵煤現(xiàn)象；（4）點(diǎn)火期間磨煤機(jī)一次風(fēng)量控制相對(duì)以前偏大，等離子點(diǎn)火時(shí)不易穩(wěn)燃。

3 原因分析

（1）原煤斗底部原煤含細(xì)煤、煤粉較多，而且在長(zhǎng)期停放后結(jié)塊，致使下煤初期有較大的結(jié)塊煤落下，磨煤機(jī)落煤管堵煤，下煤長(zhǎng)達(dá)5分鐘的時(shí)間內(nèi)，由于煤粉顆粒過(guò)細(xì)過(guò)干，煤粉量偏少，一次風(fēng)量偏大，煤粉進(jìn)入磨煤機(jī)后直接吹入了爐膛，其濃度不足以點(diǎn)火成功；當(dāng)大量堵煤落入磨煤機(jī)后，短時(shí)間內(nèi)煤量遠(yuǎn)大于正常的30t/h點(diǎn)火煤量，由于煤量大、細(xì)煤和煤粉多，磨煤機(jī)發(fā)生堵煤現(xiàn)象，電機(jī)電流突增至86A，短時(shí)間內(nèi)大量制粉，同時(shí)一次風(fēng)量控制相對(duì)以前偏大，使得大量煤粉進(jìn)入爐膛，從而導(dǎo)致點(diǎn)火時(shí)發(fā)生爐膛爆燃。這是這次事件的主要原因。

（2）《1000MW機(jī)組集控運(yùn)行規(guī)程》最新版中對(duì)“鍋爐點(diǎn)火”、“制粉系統(tǒng)的投運(yùn)”以及相應(yīng)的操作票中，均沒(méi)有針對(duì)點(diǎn)火期間下煤后給煤量的大幅波動(dòng)，5分鐘時(shí)間內(nèi)磨煤機(jī)電流沒(méi)變化、點(diǎn)火不成功以及磨煤機(jī)一次風(fēng)量的控制上限值作出明確的規(guī)定，致使運(yùn)行人員沒(méi)有規(guī)程依據(jù)去監(jiān)控和處置這次點(diǎn)火期間的異常現(xiàn)象，最終發(fā)生爐膛爆燃。

4 防范措施

（1）加強(qiáng)制粉系統(tǒng)啟動(dòng)過(guò)程監(jiān)控。給煤量穩(wěn)定后，監(jiān)控到磨煤機(jī)電流異常（電流無(wú)變化或突然跳躍）時(shí)應(yīng)立即停運(yùn)給、磨煤機(jī)；啟動(dòng)期間給、磨煤機(jī)就地應(yīng)有專(zhuān)人檢查、反饋現(xiàn)場(chǎng)情況，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)判斷和處置。

（2）加強(qiáng)等離子點(diǎn)火過(guò)程監(jiān)控。開(kāi)始下煤后應(yīng)監(jiān)控磨煤機(jī)電流是否平穩(wěn)增加，檢查磨煤機(jī)下煤后的等離子火焰電視、爐膛工業(yè)電視、一二次風(fēng)和爐膛負(fù)壓等情況，當(dāng)判斷點(diǎn)火不成功時(shí)應(yīng)立即停止拉弧并停運(yùn)制粉系統(tǒng)，進(jìn)行爐膛吹掃，開(kāi)展設(shè)備檢查；等離子燃燒器就地應(yīng)有專(zhuān)人檢查、反饋現(xiàn)場(chǎng)情況，發(fā)現(xiàn)異常及時(shí)判斷和處置。

（3）嚴(yán)格遵守鍋爐點(diǎn)火程序規(guī)定。鍋爐點(diǎn)火前應(yīng)按照規(guī)程要求，充分吹掃，檢修、運(yùn)行人員現(xiàn)場(chǎng)檢查、確認(rèn)制粉系統(tǒng)和等離子點(diǎn)火系統(tǒng)正常。

（4）完善鍋爐點(diǎn)火規(guī)程制度?！?000MW機(jī)組集控運(yùn)行規(guī)程》最新版對(duì)“鍋爐點(diǎn)火”、“制粉系統(tǒng)的投運(yùn)”以及相應(yīng)的操作票中，應(yīng)補(bǔ)充明確針對(duì)點(diǎn)火期間發(fā)生異常情況的監(jiān)控、處置要求，包括下煤后給煤量大幅波動(dòng)，下煤后磨煤機(jī)電流變化情況、點(diǎn)火不成功以及磨煤機(jī)一次風(fēng)量的合理控制范圍等。

（5）制粉系統(tǒng)長(zhǎng)時(shí)間停運(yùn)時(shí)應(yīng)燒空原煤斗，如原煤斗有存煤，則應(yīng)采取措施防止原煤自燃、煤斗進(jìn)水等。鍋爐點(diǎn)火時(shí)，原煤斗上煤時(shí)應(yīng)盡量選擇與鍋爐設(shè)計(jì)煤種類(lèi)似的煤種，便于鍋爐點(diǎn)火。

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