石油化工 196 2017 年 7 月 06 热电厂煤粉锅炉制粉系统爆炸的缘由分析及处理对策 董文娟 中石油石化公司热电厂锅炉车间，新疆 乌鲁木齐 830019 摘要：该文通过对新疆乌鲁木齐石化公司热电厂煤粉锅炉制粉系统的四次爆炸原因的分析，提出了若干防范措施。 关键词：煤粉锅炉；制粉系统；爆炸；缘由分析；措施 中图分类号：TK228 文献标识码：A 文章编号：1671-5519(2017)07-0196-01 1 前言 乌鲁木齐石化公司热电厂于 1990 年建成投产，至今已经近三十年了，经历了最初 1 号煤粉锅炉和 2 号煤粉锅炉投产，95 年电厂二期工程 3 号煤粉锅炉投产和 2008 年三期工程 4 号煤粉炉和...
石油化工 196 2017 年 7 月 06 热电厂煤粉锅炉制粉系统爆炸的缘由分析及处理对策 董文娟 中石油石化公司热电厂锅炉车间，新疆 乌鲁木齐 830019 摘要：该文通过对新疆乌鲁木齐石化公司热电厂煤粉锅炉制粉系统的四次爆炸原因的分析，提出了若干防范措施。 关键词：煤粉锅炉；制粉系统；爆炸；缘由分析；措施 中图分类号：TK228 文献标识码：A 文章编号：1671-5519(2017)07-0196-01 1 前言 乌鲁木齐石化公司热电厂于 1990 年建成投产，至今已经近三十年了，经历了最初 1 号煤粉锅炉和 2 号煤粉锅炉投产，95 年电厂二期工程 3 号煤粉锅炉投产和 2008 年三期工程 4 号煤粉炉和五号煤粉炉投产三个阶段。建厂初期，由于基建遗留问题多，运行和管理人员经验不足，制粉系统曾发生爆炸，因此，研究煤粉锅炉中储式制粉系统的爆炸特性，并采取有效预防自燃、爆炸的措施和处理方法对保证锅炉和制粉系统的安全运行至关重要。本文煤粉锅炉制粉系统爆炸的缘由分析和采取的防范措施进行简要的论述。 2 乌石化热电厂制粉系统概述 燃料煤从煤场用皮带送到原煤仓，原煤仓的煤经过皮带式给煤机均匀地送入球磨机。送风机把冷空气送进空气预热器加热成热空气后，一部分作为二次风经燃烧器送入炉膛，另一部分作为干燥剂送入磨煤机对煤进行干燥，随后携带着磨碎的煤粉离开磨煤机进入粗粉分离器，在粗粉分离器中把不合格的粗煤粉分离出来，经回粉管重新返回到磨煤机，合格的煤粉燥剂带入细粉分离器，在这里将大部分煤粉从干燥剂中分离出来，煤粉通过切换挡板直接送入细粉分离器下面的煤粉仓，或者利用螺旋输粉机进入邻炉的煤粉仓。再根据锅炉燃烧的需要由给粉机均匀地把煤粉送入一次风管。从细粉分离器出来的乏气风带着未分离掉的少量煤粉（约占煤粉总量的 10 %左右）进入排粉机，由排粉机直接送入一次风管，携带着由给粉机送来的煤粉通过燃烧器喷入炉膛燃烧。当磨煤机停止运行时，排粉机还可直接抽吸空气预热器来的热空气输送煤粉， 以维持锅炉的正常进行。现就我厂制粉系统爆炸的现象作逐一缘由分析。 3 煤粉的燃烧、爆燃的理论探讨 3.1 煤粉燃烧与爆燃的关系 煤粉的正常燃烧过程和煤粉的爆燃从形式上是不同的，煤粉爆燃是煤粉燃烧的一种特殊形式，但它们的过程有着必然的联系，都是在一定温度条件下有氧气和火源存在，把挥发份引燃引起煤粉燃烧，都是燃烧后能量的释放，而且在这样的一个过程中，正常燃烧是燃烧时间充分、氧量充足、速度缓慢；而爆燃是瞬间爆燃时间极短，并且温度高、压力极大、速度快。从理论上我们认识了煤粉燃烧的几个阶段和燃烧与爆燃的关系，就为我们控制煤粉系统的爆燃主要关键点奠定了基础。 3.2 制粉系统煤粉爆燃的门槛 1、煤粉爆燃时其气粉混合物浓度过高。严格讲是挥发份可燃气体的浓度、风粉的混合浓度及充足的氧量，这是 1 个很重要的条件。2、有较高的气粉混合温度。温度过高是引发挥发份可燃气体大量析出的条件，也是挥发份先着火的先决条件，这一点也很重要。3、有火源及空气扰动。在制粉系统中火源大多数来源于系统中某处积粉死角产生自燃，然后在气流扰动下被风带入制粉系统形成星星点点的小火星。或者是磨煤机在启动过程中，其内部煤量少，造成金属碰撞起火花及摩擦静电火花等这些都是煤粉爆燃的门槛。 4 缘由分析 4.1 第一次爆炸的现象 2007 年锅炉运行二班 1 号炉甲侧制粉系统在停磨后，因没有将磨煤机内的积粉吹扫干净，热风门内漏，将磨煤机内的积粉加热后，煤中的挥发分达到爆炸条件后，于 5：30 分发生甲侧制粉系统爆炸着火，将 1 号炉甲侧磨煤机出入口、细粉分离器出入口防爆门破裂，甲侧给煤机皮带损坏。 缘由分析： 本次事故发生在停磨后，是近一段时间煤质的挥发份较高（和前段时间相比）停磨后制粉管道的某些部位不能够吹扫得十分干净，如本次爆炸部位恰巧是细粉分离器入口处防爆门的防爆板，前面是从粗粉分离器来的圆管与细粉分离器方型接口的连接处，此处容易残存煤粉，停滞时间长久有自燃现象，再加上热风门内漏，造成磨煤机出口空气温度上升过快，高温状态会将煤粉中的挥发成分释放开来，过早燃烧煤粉而使制粉系统爆炸。 4.2 第二次爆炸的现象 2015 年 4 号炉开始甲侧制粉系统降温，19：51 开始慢慢地减少给煤量，19：59 给煤量减至 29t/h，磨出口温度在 63℃左右，开始大幅度减少给煤量，19：59 停止甲侧给煤机运行，切换磨煤机入口热风与冷风，最终保持热风全部关闭，大气冷风与压力冷风全开吹扫磨煤机。20：04 甲磨料位吹至4.4%，磨煤机电流 74-75A，停止甲磨运行，20：14 倒风完成。20：56 开始暖 4 号炉甲磨。磨煤机出口温度达到 65℃10 分钟后启动磨煤机。21：17 发生闪爆。 缘由分析： 本次爆炸事故发生在停磨后再次启磨前的倒风过程中，停磨前没有将磨煤机及粗、细粉分离器积粉吹扫干净，吹扫时间太短，启磨前的倒风过程中， 磨煤机的热风门开得有些快，冷风和热风不匹配，造成磨煤机出口空气温度上升过快，造成磨煤机和制粉系统管道中中残存的积粉产生自燃，启磨后自燃的煤粉在飞扬中发生闪爆。 制粉系统的爆炸后果严重，我们一定要格外的重视，防患于未然。 5 解决和控制制粉系统爆燃的措施 （1）通过降粉系统磨煤机出口温度，并控制在65 ℃～70 ℃左右，来达到控制煤粉中挥发份可燃气体的大量析出和满足爆燃的外部条件，使爆燃的门槛不具备，这是控制爆燃的最有效的途径之一。（2）启动制粉系统之前， 应进行“暖磨”，以防止管道结露导致煤粉沉积。我厂锅炉车间对“暖磨”时间规定为 65℃以上 10 分钟。（3）停磨煤机前必须将磨煤机和制粉系统煤粉吹扫干净，应保证系统内没有残余的煤粉。通常能通过一次风管风压、磨煤机电流、压差进行判断。在停运后期须将再循环风管吹扫 3 分钟，使再循环风管内的积粉吹扫干净。防止积存煤粉停滞时间长而发生自燃现象；停磨后检查磨煤机入口热风门、温风门和总风门无故障，能严密关闭。（4）在起、停磨过程中，要保持一次风压稳定。按规程操作顺序要求，规范操作各有关的冷、热风调节门，使其风量、风速平稳过渡。坚决杜绝全开全关、先关后开这种严重误操作，不因为风量的突然变化出现风粉混合物浓度升高达到临界爆燃浓度。这是控制制粉系统爆燃最有效的手段。（5）要监视、记录煤粉仓温度。要定期对煤粉仓进行降粉。 6 结语 综上所述，制粉系统的生产操作具有一定的危险性，所以使用的时候，应该严格遵循操作规程，经过控制制粉系统中温度及好风粉混合物的安全浓度，操作好风路的平稳切换，制粉系统的爆燃是可完全得到有效的控制。经过 2 年多的运行生产实践，目前几台锅炉运行正常安全，制粉系统没再发生过一次爆炸事故，很好地解决和控制了几台锅炉在运行中制粉系统的爆燃。 参考文献 [1]樊泉桂.锅炉原理[M].北京：中国电力出版社，2008. [2]《锅炉运行规程》2017 受控版 [3] 《乌鲁木齐石化热电厂典型事故汇编》 （1990 年-2007 年），2017. [4] 《乌鲁木齐石化热电厂典型事故汇编》 （2013 年-2015 年），2017.