山東鄒縣發(fā)電廠Ⅰ、Ⅱ期工程共4臺300mw機組。鍋爐均為東方鍋爐廠生產(chǎn)的dg1000/170-1型亞臨界壓力中間再熱自然循環(huán)燃煤汽包爐。每臺鍋爐配置4套倉儲式制粉系統(tǒng),乏氣送粉,均采用dtm350/700低速滾筒式球磨機。每臺鍋爐設(shè)有2個煤粉倉,每個粉倉的容積為440m3。煤粉倉上部設(shè)一臺型號為gx-500的螺旋可逆式輸粉機(絞龍),可保證4套制粉系統(tǒng)相互輸送煤粉,在絞龍和煤粉倉上裝有4根吸潮管。
自鍋爐投產(chǎn)以來,制粉系統(tǒng)多次發(fā)生爆炸和粉倉溫度高等情況,既造成設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞,又嚴(yán)重威脅人身及電廠生產(chǎn)的安全,還對生產(chǎn)環(huán)境造成嚴(yán)重污染。至今,因制粉系統(tǒng)爆炸構(gòu)成的考核事故就有3次,障礙達(dá)幾十次之多。
1制粉系統(tǒng)爆炸及煤粉倉粉溫高的危害
1.1制粉系統(tǒng)爆炸的危害
制粉系統(tǒng)爆炸會引起設(shè)備損壞、少發(fā)電、降低經(jīng)濟效益,甚至造成人身傷亡事故。
如1992年5月26日,1號爐丁制粉系統(tǒng)爆炸,引燃給水電動門電纜、制粉系統(tǒng)控制電纜,被迫停爐,少發(fā)電399萬kwh。
再如1993年5月10日,1號爐乙粉倉內(nèi)煤粉燒結(jié),影響給粉機出粉。在給粉間處理13號給粉機時,煤粉突然噴出爆燃,燒壞部分熱控電纜,導(dǎo)致緊急停爐保護動作停爐。迫使電網(wǎng)對外拉路限電672萬kwh,系統(tǒng)周波由49.95hz降至49.45hz,少發(fā)電1440萬kwh。3號爐試運過程中發(fā)生2次煤粉倉爆炸,后1次將煤粉倉的頂棚掀起、11號皮帶燒壞,一名現(xiàn)場施工人員燒傷致死。
1.2煤粉倉粉溫高的危害
4臺鍋爐煤粉倉普遍存在粉溫高的現(xiàn)象,造成以下后果:為了防止因粉倉頂棚溫度太高而烤壞輸煤皮帶,只好使皮帶連續(xù)運行不停車;有時粉倉冒正壓向外噴火,燒壞上部皮帶等設(shè)備;3號爐投產(chǎn)初期因粉溫高影響正常運行,只好加裝一套氮氣滅火系統(tǒng),靠經(jīng)常充氮維持運行;由于粉倉溫度有時超過400℃,使粉倉頂棚預(yù)制件燒壞,大面積脫皮,局部塌陷,頂部4架鋼筋砼梁均有燒壞現(xiàn)象。
2制粉系統(tǒng)爆炸原因及防范措施
2.1制粉系統(tǒng)爆炸原因分析
從多次爆炸后的現(xiàn)場情況看,引爆點主要在容易長期積煤或積粉的位置。引爆的熱源主要是磨煤機與排粉機入口熱風(fēng)門不嚴(yán)形成的。根據(jù)制粉系統(tǒng)的運行工況和爆炸情況分析,制粉系統(tǒng)爆炸的主要原因如下。
2.1.1與煤粉細(xì)度、風(fēng)粉濃度及燃煤成份有關(guān)
煤粉爆炸的前期往往是自燃。一定濃度的風(fēng)粉氣流吹向自燃點時,不僅加劇自燃,還會引起燃燒,而接觸到明火的風(fēng)粉氣流隨時會產(chǎn)生爆炸。造成流動煤粉爆炸的主要因素是風(fēng)粉氣流中的含氧量、煤粉細(xì)度、風(fēng)粉混合物的濃度和溫度。
煤粉愈細(xì),爆炸的危險性就愈大。粗煤粉爆炸的可能性就小些,當(dāng)煤粉粒度大于0.1mm時幾乎不會爆炸。當(dāng)煤粉濃度大于3~4kg(煤粉)/m3(空氣)或小于0.32~0.47kg(煤粉)/m3(空氣)時不易引起爆炸。
因為煤粉濃度太高,氧濃度?。幻悍蹪舛忍?,缺少可燃物。只有煤粉濃度為1.2~2kg/m3時最易產(chǎn)生爆炸。而鄒縣電廠制粉系統(tǒng)煤粉濃度在0.3~0.6kg/m3范圍內(nèi)變動,因此存在爆炸的危險。
一般揮發(fā)份vdaf大于25%,發(fā)熱量高的煤,爆炸的可能性就大,鄒縣電廠設(shè)計燃用煤發(fā)熱量qy23525kj/kg,揮發(fā)份vdaf42.07%,也是容易產(chǎn)生爆炸的原因之一。
2.1.2磨煤機入口積煤自燃
磨煤機處積煤主要發(fā)生在入口上部6.5m的管道上。在此處開有4個孔洞,分別與回粉管、再循環(huán)管,和2個防爆門連接。從一側(cè)過來的熱風(fēng)與對應(yīng)過來的風(fēng)粉形成渦流,從給煤機落下來的濕煤就被沖擊粘在開孔上方管道的內(nèi)壁上。在運行中人工無法清除此處的積煤,同時從預(yù)熱器來的一次風(fēng)溫達(dá)300℃以上。在制粉系統(tǒng)停運后,由于磨煤機入口風(fēng)門不嚴(yán),漏過的熱風(fēng)使磨煤機入口處溫度達(dá)100℃以上,容易將入口處積煤引燃,燃燒的煤進入磨煤機就會引起爆炸。
2.1.3細(xì)粉分離器處積粉自燃
細(xì)粉分離器處積粉自燃主要發(fā)生在細(xì)粉分離器入口方形管道下部的較平緩段上。因為此水平段正上方開有一個方形防爆門,因而使該處的通流面積增大,風(fēng)粉氣流的流速下降,增加了積粉的可能性。
2.1.4熱風(fēng)門內(nèi)漏
通過分析可知,1995年4號爐丙制粉系統(tǒng)發(fā)生爆炸的主要原因就是丙排粉機近路熱風(fēng)門不嚴(yán)。特別是丙排粉機熱風(fēng)調(diào)門只能關(guān)至70%,以致大量的熱風(fēng)內(nèi)漏造成該制粉系統(tǒng)半年內(nèi)9次爆炸。
2.1.5再循環(huán)風(fēng)門處積粉自燃
乏氣中較細(xì)的煤粉,容易積存在排粉機出口的再循環(huán)風(fēng)門處。由于此系統(tǒng)不常使用,在制粉系統(tǒng)停運時,從磨煤機熱風(fēng)門漏過的熱風(fēng),在系統(tǒng)負(fù)壓下經(jīng)再循環(huán)流向排粉機,會引起該處積粉自燃。燃燒的焦塊掉入排粉機或磨煤機內(nèi),就會引起爆炸。