雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)防爆.

1、雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)防爆徐德強(qiáng)南京化學(xué)工業(yè)園熱電有限公司【摘要】 :依據(jù)雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)特點(diǎn) ,對摻燒褐煤時(shí)可能爆炸的原理及其影響因 素作出了分析 ,提出了防止制粉系統(tǒng)爆炸的具體運(yùn)行措施 ,有效降低爆炸發(fā)生的機(jī) 率?！娟P(guān)鍵詞】 :鍋爐雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)褐煤爆燃防爆1引言根據(jù)煤炭市場的變化 ,為了提升經(jīng)濟(jì)效率 ,越來越多的電廠進(jìn)行了燃煤摻燒工 作。雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)直吹式系統(tǒng)對煤種的適應(yīng)能力強(qiáng) ,因此用雙進(jìn)雙出鋼球磨 煤機(jī)來磨制褐煤算是一種創(chuàng)新 ,其關(guān)鍵點(diǎn)就在于防止制粉系統(tǒng)的爆炸2對象概況南京化工園熱電有限公司 330 MW 亞臨界機(jī)組鍋爐采用 BBD4060 雙進(jìn)雙出鋼 球磨煤機(jī)正壓直吹式制粉系統(tǒng)

2、 ,設(shè)計(jì)燃用山西黃陵煤和山西混煤 （彬長銅川。為降低 生產(chǎn)成本 ,自 2012年開始公司大量購買印尼煤進(jìn)行摻燒 ,制粉系統(tǒng)發(fā)生了兩次爆炸事 故 ,造成設(shè)備不同程度損壞。經(jīng)過對兩次爆炸事故的分析 ,制定了防止制粉系統(tǒng)爆炸 的具體措施 ,有效提高制粉系統(tǒng)運(yùn)行安全可靠性 ,2013 年燃用印尼煤未反生任何爆炸 事故。損壞的風(fēng)門風(fēng)道脫開3 煤粉爆燃的影響因素根據(jù)有關(guān)資料 ,煤粉爆燃的發(fā)生應(yīng)該同時(shí)具備足夠的能量、合適的氧量、具有 云密度的煤粉 ,如果爆燃時(shí)空間受到限制 ,將引起系統(tǒng)的爆炸。這其中任何 1 個(gè)因素 的缺少都可避免爆炸的發(fā)生。而磨運(yùn)行中 ,空間限制和具有云密度的煤粉這兩個(gè)因 素都無法避免 ,

3、可控的爆燃因素主要集中在煤、能量和氧量 3 個(gè)方面。下面就此展 開分析。煤的揮發(fā)份 :煤的揮發(fā)份主要是由碳?xì)浠衔?、氫、一氧化碳、硫化氫等可?氣體組成 ,也有少量氧、二氧化碳、氟等不可燃物。煤的揮發(fā)份燃點(diǎn)較低,遇明火極易燃燒 ,當(dāng)煤的揮發(fā)份較高時(shí) ,是導(dǎo)致煤粉爆炸的主要原因之一。通常條件下 ,煤的可 燃基揮發(fā)份 <8%時(shí)可認(rèn)為無爆炸危險(xiǎn)。煤的可燃基揮發(fā)份 >40%的煤粉具有強(qiáng)爆炸 危險(xiǎn)性。褐煤的揮發(fā)份一般在 4050%之間 ,電力用煤規(guī)定不能超過 40%,燃用褐煤 時(shí)極易發(fā)生制粉系統(tǒng)和爐膛爆炸。煤的水份和灰份 :在其它條件相同的情況下 ,原煤中水份和灰份增加可減少爆炸 危險(xiǎn)的可能

4、性。當(dāng)氣粉混合物相對濕度 >50%時(shí),無爆炸危險(xiǎn)性。煤的灰份多少并不 能說明其爆炸性大小 ,主要還要看其它影響爆炸性的成分多少。一般含水量在 3242%之間 ,作為工業(yè)動力用煤 ,褐煤入爐后其高含水將使?fàn)t其本身原有的溫度降低 直接影響用戶的經(jīng)濟(jì)效益 ,但是由于褐煤的水份較大 ,正常運(yùn)行中也有效降低了制粉 系統(tǒng)爆炸的可能性。磨煤機(jī)出口煤粉混合物的溫度 :該氣粉混合物的溫度對煤粉爆炸影響很大。當(dāng) 其溫度過高時(shí) ,將增加煤粉爆炸的可能性。因此 ,磨制爆炸危險(xiǎn)性大的煤種時(shí)應(yīng)盡量 降低磨煤機(jī)出口溫度。但如果溫度過低 ,煤粉中水份易在管道中結(jié)露 ,造成煤在磨煤 機(jī)內(nèi)部和管道某些部位積存 ,造成自燃而

5、成為爆炸發(fā)生的引火源。輸粉氣體的氧含量 :煤粉發(fā)生爆炸的主要條件是氣體中含有足夠量的氧。如氧 含量過低 ,則可有效地防止爆炸。對煙煤來說 ,氧氣的體積含量 <14%可以認(rèn)為無爆炸 危險(xiǎn)。對褐煤氧體積含量 <12%可認(rèn)為無爆炸危險(xiǎn)。煤粉細(xì)度:煤粉越細(xì) ,可爆性則越大。對于煙煤煤粉 ,當(dāng)其粒徑大于 100微米時(shí),幾 乎不會發(fā)生爆炸。對任意煤種 ,極限粒徑大于 400 微米一般不會爆炸。但粗粉中所含可爆性細(xì)粉數(shù)量超過爆炸下限時(shí) ,還是有爆炸危險(xiǎn)的。在制粉系統(tǒng)中 ,盡量較少燃 料不完全燃燒損失的條件下降低煤粉細(xì)度 ,可使爆炸危險(xiǎn)性大為下降。由于褐煤密 度低:易風(fēng)化,容易自燃 ,所以摻燒褐煤

6、時(shí)的配煤方式、煤粉細(xì)度均有要求。氣粉混合物中煤濃度 :制粉系統(tǒng)從啟動運(yùn)行或從運(yùn)行至停止 ,一般很難避開引起 煤粉爆炸的濃度范圍。4 工況分析和防范措施從我廠兩次雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)爆炸事件分析 ,由于印尼煤水份較大 ,正常運(yùn)行 時(shí) ,磨煤機(jī)出口溫度低 ,磨煤機(jī)內(nèi)水份、煤粉濃度較高 ,不具備爆炸條件。爆炸主要發(fā) 生在啟 /停階段。停運(yùn)磨煤機(jī)時(shí) ,磨內(nèi)煤粉濃度經(jīng)過由高到低的過程 ,必然經(jīng)過最易爆 炸濃度區(qū)間。且伴隨磨內(nèi)料位的變化 ,磨內(nèi)氧濃度也會出現(xiàn)高于爆燃極限氧濃度的 情況。再加上磨內(nèi)部的蓄熱及煤粉與磨煤機(jī)襯板的摩擦生熱,將提供給煤粉著火所需的能量 ,所以停運(yùn)過程中易發(fā)生爆炸。磨煤機(jī)停運(yùn)后 ,由于

7、雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)的特點(diǎn) 使得磨煤機(jī)內(nèi)的存粉在停運(yùn)時(shí)很難抽空 ,如果磨煤機(jī)熱風(fēng)門漏風(fēng) ,磨煤機(jī)內(nèi)的存粉發(fā) 生自燃、揮發(fā)份析出 ,當(dāng)磨煤機(jī)需要啟動通風(fēng)時(shí) ,粉塵揚(yáng)起 ,同時(shí)氧濃度達(dá)到爆炸條件 制粉系統(tǒng)就發(fā)生了爆炸。我廠兩次爆炸均因磨煤機(jī)停運(yùn)后 ,熱風(fēng)門不嚴(yán) ,磨煤機(jī)內(nèi)部 溫度高 ,在準(zhǔn)備啟動磨煤機(jī)時(shí) ,通風(fēng)瞬間發(fā)生爆炸。5 防范措施5.1 改良煤質(zhì)特性進(jìn)行燃煤摻燒時(shí) ,摻混煤指標(biāo)可控制在全水分 7%-15%,灰分 20%-30%,揮發(fā)分 25%-30%,發(fā)熱量 19-23MJ/Kg,含硫量 <1%。我廠印尼煤的參數(shù) :水份 3840%,揮 發(fā)份 38%,發(fā)熱量 3700 大卡,采用在煤場摻配方

8、式 ,摻燒后的燃煤參數(shù) :水份 10-17%, 揮發(fā)份 27-30%,發(fā)熱量 4700-5000大卡 ,硫份 0.8%。（如果采用單煤倉摻配方式 ,當(dāng) 摻燒褐煤側(cè)的給煤機(jī)出現(xiàn)故障時(shí) ,裝有褐煤的煤倉容易發(fā)生自燃。5.2 控制煤粉細(xì)度根據(jù)煤的燃燒原理 ,褐煤粉顆粒適當(dāng)調(diào)粗。在兼顧安全性和經(jīng)濟(jì)性的前提下 ,煤 粉細(xì)度的選取按照 R90=4+0.5nVdaf（式中:Vdaf 為煤的干燥無灰基揮發(fā)分 ,%;n 為煤 粉的均勻性系數(shù)。選取。根據(jù)表 1中的數(shù)據(jù) ,褐煤的煤粉細(xì)度 R90 >24.1。正常運(yùn)行 中一般維持在 25%30%左右 ,我廠細(xì)度控制在 28%左右。5.3 運(yùn)行控制磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)應(yīng)

9、杜絕滿煤現(xiàn)象 ,滿煤時(shí)磨煤機(jī)耳軸處的煤粉無法流通 ,長時(shí)間受 到高溫一次風(fēng)加熱自然 ,這時(shí)候進(jìn)行磨煤機(jī)抽粉 ,當(dāng)磨煤機(jī)煤粉濃度下降 ,自燃的煤粉 進(jìn)入磨煤機(jī)內(nèi) ,極易發(fā)生爆炸。當(dāng)發(fā)生磨煤機(jī)滿煤時(shí) ,降低磨煤機(jī)入口溫度 <130 ,進(jìn) 行抽粉 ,同時(shí)觀察大瓦密封風(fēng)處是否有燃燒的煤粉噴出 ,對風(fēng)箱進(jìn)行測溫。如果發(fā)生 自然 ,通入磨煤機(jī)消防蒸汽后 ,再進(jìn)行抽粉。磨煤機(jī)正常運(yùn)行時(shí) ,要求維持在 650 Pa 850 Pa的較高料位。這不但能有效防止 給煤機(jī)斷煤后磨內(nèi)煤粉濃度迅速降到最易爆炸濃度區(qū) ,也有利于磨出口溫度和煤粉 細(xì)度的控制。磨煤機(jī)出口溫度控制在 55-75之間。磨出口溫度過高易導(dǎo)致風(fēng)

10、 粉混合物爆炸 ;出口溫度過低,煤粉可能因結(jié)露產(chǎn)生結(jié)塊、沉積現(xiàn)象 ,造成在粉管內(nèi)堵塞 ,可能導(dǎo)致煤粉在粉 管內(nèi)局部燃燒 ,燒壞粉管甚至引起制粉系統(tǒng)爆炸。停磨過程中 ,如果褐煤分倉摻燒 ,可以提前 20 分鐘先停運(yùn)褐煤側(cè)的給煤機(jī) ,降低 磨煤機(jī)內(nèi)存煤揮發(fā)份。在給煤機(jī)停運(yùn)前 ,控制磨煤機(jī)入口溫度 <130 ,出口溫 度 >55<60（保證出粉正常 ,能防止內(nèi)部積蓄過多的熱量 ,有效減少褐煤揮發(fā)分的析 出。給煤機(jī)停運(yùn)后 ,采用全冷風(fēng)大風(fēng)量進(jìn)行吹掃磨煤機(jī) ,徹底降低磨煤機(jī)內(nèi)溫度 ,5.4 消防蒸汽使用雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī)在筒體和分離器均設(shè)計(jì)了消防蒸汽 ,在運(yùn)行中合理的利用 消防蒸汽 ,

11、惰化蒸汽的引入 ,不僅能降低磨煤機(jī)內(nèi)部氧含量 ,還能提高磨內(nèi)水分濃度 ,能 夠有效的降低爆炸機(jī)率對于雙進(jìn)雙出鋼球磨煤機(jī) ,其惰化蒸汽一般取自輔汽聯(lián)箱 ,采用凝結(jié)水作為其減 溫水,參數(shù)控制在 0.3 MPa 0.4 MPa,溫度 180 200 （溫度過高會對磨內(nèi)煤粉起到 反向加熱的作用。我廠磨煤機(jī)通入消防蒸汽時(shí)間控制 :停運(yùn)磨煤機(jī)時(shí)可以在第二臺 給煤機(jī)停運(yùn) 5分鐘后投入消防蒸汽 5分鐘;啟動前通入消防蒸汽 5 分鐘,再通風(fēng)啟動 磨煤機(jī)。磨煤機(jī)出現(xiàn)故障跳閘及其它異常工況時(shí) ,無法立即啟動 ,投入磨煤機(jī)惰化蒸 汽。 （建議通入消防蒸汽時(shí)間不宜過長 ,過長后容易使回粉管道堵塞、磨煤機(jī)內(nèi)積水 , 反而給下次啟動帶來隱患5.5 技術(shù)改造為防止磨煤機(jī)停運(yùn)后漏入熱風(fēng) ,我廠在熱風(fēng)管道上加裝了熱風(fēng)關(guān)斷門 ,磨煤機(jī)停 運(yùn)后,關(guān)閉熱風(fēng)關(guān)斷門 ,隔離熱風(fēng) ,同時(shí)監(jiān)視磨煤機(jī)入口、出口溫度變化 ,發(fā)現(xiàn)異常 ,通 入消防蒸汽。雙進(jìn)雙出磨煤機(jī)分離器設(shè)計(jì)時(shí)采用徑向分離 ,容易掛上雜物 ,影響磨煤機(jī)出力 ,需 要定期清理 ,我廠未改造前運(yùn)行 7 天需清理一次 ,大大增加了啟停次數(shù) ,增加制粉系統(tǒng) 爆炸的幾率。 2013年我廠將磨煤機(jī)徑向分離器改為軸向分離器 ,清理周期變?yōu)?1 月 1次,減小磨煤機(jī)啟停次數(shù)