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影響自燃和爆炸的主要因素

添加時(shí)間：2025/10/27 16:35:52 瀏覽次數(shù)：5

根據(jù)煤粉爆炸的三要素, 可分析出電站鍋爐制粉系統(tǒng)中影響制粉系統(tǒng)爆炸的因素主要有以下幾個(gè)方面。

稱重式給煤機(jī)

( 1） 揮發(fā)分: 當(dāng)燃料的干燥無(wú)灰基揮發(fā)分V daf(< 10 %時(shí), 一般沒(méi)有自燃和爆炸的危險(xiǎn)。當(dāng)V daff>20 % 時(shí), 屬于反應(yīng)能力強(qiáng)的煤, 其揮發(fā)分析出溫度和著火溫度較低, 易自燃。因此, 燃用煙煤和褐煤的鍋爐制粉系統(tǒng)發(fā)生爆炸可能性較大, 對(duì)此應(yīng)特別予以注意。

( 2) 灰分: 燃料中的灰分越小, 制粉系統(tǒng)爆炸的可能性越大。

( 3) 氣粉混合物濃度: 氣粉混合物濃度只有在一定的范圍內(nèi)才有爆炸的危險(xiǎn)。如煙煤, 氣粉混合物濃度只有在0.32 ~ 4 k g / m 3 范圍內(nèi)才會(huì)發(fā)生爆炸, 而在1.2 一2 k g / m 3 時(shí), 發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)性最大。

( 4) 干燥劑的種類: 向系統(tǒng)的干燥劑中摻入惰性氣體( 如煙氣、C O2、N2 、水蒸汽等), 爆炸危險(xiǎn)性就會(huì)減少。根據(jù)不同國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)推薦的制粉系統(tǒng)防爆的數(shù)據(jù), 燃燒煙煤時(shí), 氧量低于14 %是肯定不會(huì)發(fā)生爆炸的。原蘇聯(lián)1 9 90 年版《防爆規(guī)程》中規(guī)定, 煙煤的爆炸氧量最低值為16 %。美國(guó)N F P A 6 9 中規(guī)定, 煙煤的爆炸氧量最低值為1 5.8 %。

( 5) 煤粉細(xì)度: 細(xì)度愈細(xì)愈易發(fā)生爆炸。即使是易于爆炸的煤種, 當(dāng)粉的粒徑較大通常不易發(fā)生爆炸。如: 煙煤, 當(dāng)當(dāng)量直徑大于100μm 時(shí)一般沒(méi)有爆炸危險(xiǎn)。

( 6) 煤粉中水分: 實(shí)踐證明, 煤粉中的水分也是發(fā)生煤粉自燃和爆炸的重要因素。磨制煤粉的最終水分的確定是一個(gè)比較復(fù)雜的問(wèn)題。水分會(huì)影響制粉系統(tǒng)安全、出力、燃燒、輸粉等, 水分高不易自燃爆炸。

( 7) 通風(fēng)量: 通風(fēng)條件良好時(shí), 制粉系統(tǒng)爆炸的危險(xiǎn)等級(jí)會(huì)降低, 當(dāng)通風(fēng)不良時(shí), 爆炸的危險(xiǎn)程度會(huì)增大。

( 8) 制粉系統(tǒng)末端的氣粉混合物溫度: 氣粉混合物溫度只有達(dá)到著火溫度時(shí)才能燃燒, 而制粉系統(tǒng)內(nèi)混合物溫度遠(yuǎn)低于著火溫度, 因此, 著火危險(xiǎn)只有遇到火源引發(fā)才能發(fā)生。當(dāng)然混合物溫度高, 易導(dǎo)致沉積煤粉自燃, 從這一角度看是易發(fā)生自燃燃爆。在火電廠煤粉鍋爐燃燒室防爆規(guī)程《DL 4 3 5一9 1 》中規(guī)定了磨煤機(jī)出口允許的最高溫度限額( 見(jiàn)表1 )。

 

3 如何防止制粉系統(tǒng)爆炸

通過(guò)對(duì)制粉系統(tǒng)爆炸定義及爆炸三要素的分析, 如果要預(yù)防制粉系統(tǒng)爆炸就應(yīng)從爆炸三要素入手, 確保爆炸三要素不同時(shí)產(chǎn)生就能有效預(yù)防制粉系統(tǒng)爆炸的發(fā)生。具體防止爆炸的方式可以從管理、運(yùn)行、維護(hù)、定期制度等多方面入手，下面就各個(gè)方面分別說(shuō)明。

3.1 管理方面

細(xì)致到位的管理是防止制粉系統(tǒng)爆炸事故發(fā)生的最有效手段, 每當(dāng)制粉系統(tǒng)發(fā)生爆炸時(shí), 事故的分析往往是從運(yùn)行和設(shè)備的角度開(kāi)始, 而實(shí)際上管理是十分重要的一環(huán), 起關(guān)鍵作用。

日常管理的到位, 制定合理的制度, 采取正確的決策才能從根本上杜絕事故的發(fā)生。管理應(yīng)如何下手? 對(duì)設(shè)備及運(yùn)行的技術(shù)問(wèn)題應(yīng)及時(shí)定期組織人員進(jìn)行研討, 確定合理的規(guī)章制度, 完善操作的合理性, 避免人為事故, 應(yīng)充分進(jìn)行事故預(yù)想, 設(shè)備維護(hù)人員應(yīng)職責(zé)到位。管理是絲毫不能松懈的, 要防止事故的發(fā)生必須加強(qiáng)管理。

3.2 運(yùn)行控制

運(yùn)行管理部門應(yīng)根據(jù)制粉系統(tǒng)的實(shí)際運(yùn)行狀況, 總結(jié)經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn), 制定完善的運(yùn)行規(guī)程。制粉系統(tǒng)的啟停應(yīng)嚴(yán)格按照相關(guān)運(yùn)行規(guī)程進(jìn)行。并根據(jù)實(shí)際出現(xiàn)的問(wèn)題及時(shí)改進(jìn)修訂運(yùn)行規(guī)程。

制粉系統(tǒng)的聯(lián)鎖及保護(hù)應(yīng)使制粉系統(tǒng)的啟動(dòng)與停止的運(yùn)行操作按規(guī)定的程序進(jìn)行, 防止誤操作發(fā)生。具體操作時(shí)應(yīng)特別注意的事項(xiàng): 磨煤機(jī)出口溫度的控制和通風(fēng)量的控制, 還包括適時(shí)的充惰。

磨煤機(jī)出口溫度是十分重要的參數(shù), 具體控制的溫度應(yīng)根據(jù)煤種按《火電廠煤粉鍋爐燃燒室防爆規(guī)程D I J 4 35 一9 1) 規(guī)定及鍋爐與磨煤機(jī)廠家要求執(zhí)行。

磨煤機(jī)啟動(dòng)時(shí), 在保證達(dá)到啟磨要求的溫度下, 控制磨煤機(jī)的出口溫度在相對(duì)較低的水平; 運(yùn)行中, 控制磨煤機(jī)的出口溫度在合理的范圍內(nèi); 正常停止磨煤機(jī)時(shí), 應(yīng)控制磨煤機(jī)的出口溫度降至較低水平, 一般情況下應(yīng)低于允許啟磨溫度。

磨煤機(jī)通風(fēng)量的控制對(duì)于防范制粉系統(tǒng)爆炸起關(guān)鍵性作用, 合理地控制風(fēng)量, 可以有效降低爆炸三要素中點(diǎn)燃能的形成, 合適充足的風(fēng)量可以降低點(diǎn)火能量的聚集。

制粉系統(tǒng)啟動(dòng)時(shí), 應(yīng)首先用冷風(fēng)進(jìn)行吹掃, 然后適當(dāng)開(kāi)啟熱風(fēng)門調(diào)節(jié)磨煤機(jī)出口溫度, 控制升溫速率, 直至達(dá)到啟磨要求的溫度, 并維持合適的風(fēng)量, 保證合理的風(fēng)速, 啟磨允許條件中應(yīng)對(duì)磨煤機(jī)的通風(fēng)量有一定要求, 可根據(jù)磨煤機(jī)的型式確定最低的通風(fēng)量定值; 

磨煤機(jī)正常運(yùn)行中, 風(fēng)量控制應(yīng)根據(jù)鍋爐與磨煤機(jī)廠家要求按照風(fēng)煤比曲線執(zhí)行; 停磨時(shí), 停止給煤機(jī)后應(yīng)全關(guān)熱風(fēng)門, 維持一定的冷風(fēng)量進(jìn)行吹掃, 風(fēng)量的控制應(yīng)高于啟磨允許的風(fēng)量定值, 當(dāng)磨煤機(jī)溫度降至合適溫度后停磨。

充惰系統(tǒng)的合理使用, 對(duì)于防范制粉系統(tǒng)爆炸和處理制粉系統(tǒng)異常十分有效。制粉系統(tǒng)啟動(dòng)與停止時(shí)的及時(shí)充惰, 可以有效地防止爆炸產(chǎn)生;正常運(yùn)行中磨煤機(jī)出現(xiàn)異常, 有爆炸隱患時(shí), 及時(shí)充惰可以避免市故的擴(kuò)大和發(fā)生。事故處理決策, 當(dāng)制粉系統(tǒng)運(yùn)行出現(xiàn)異?；蚴鹿蕰r(shí), 如何在最短的時(shí)間內(nèi)采取合理有效的操作十分重要。

可以從兩個(gè)方面來(lái)看這一問(wèn)題, 首先是控制系統(tǒng)邏輯與保護(hù)的合理設(shè)置, 如果邏輯與保護(hù)選擇設(shè)置合理, 可以在最短時(shí)間最有效地防止事故的擴(kuò)大, 保護(hù)人身與設(shè)備安全, 其次是靠運(yùn)行人員的操作, 這要建立在知識(shí)與經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)之上,而如何讓所有的運(yùn)行人員具備這種能力, 需要有效地開(kāi)展學(xué)習(xí)、討論及事故預(yù)想。

當(dāng)制粉系統(tǒng)發(fā)生爆炸事故后, 要找到制粉系統(tǒng)爆炸的原因, 采取措施完善系統(tǒng), 防止類似狀況的再次發(fā)生; 對(duì)由于積粉自燃的爆炸, 應(yīng)采取針對(duì)性措施消除積粉, 并根據(jù)情況對(duì)系統(tǒng)做出適當(dāng)修改。

運(yùn)行中如果發(fā)現(xiàn)制粉系統(tǒng)內(nèi)存在著火點(diǎn), 應(yīng)在不降低通風(fēng)量的前提下, 采取合理的措施, 消除著火點(diǎn), 杜絕緊急停磨或降低通風(fēng)量等操作, 防止著火處能量積聚造成制粉系統(tǒng)爆炸。

3.3 定期制度

建立合理的定期檢查工作制度, 有助于及早發(fā)現(xiàn)問(wèn)題。具體的制度制定應(yīng)綜合考慮, 根據(jù)設(shè)備的情況選擇合理的定期制度。

 

一般來(lái)講, 應(yīng)定期對(duì)煤粉細(xì)度進(jìn)行測(cè)量, 保證合理的煤粉細(xì)度, 防止煤粉過(guò)細(xì); 對(duì)于中間儲(chǔ)倉(cāng)式制粉系統(tǒng), 要堅(jiān)持執(zhí)行定期降粉制度和停爐前煤粉倉(cāng)空倉(cāng)制度, 要定期檢查粉倉(cāng)倉(cāng)壁內(nèi)襯鋼板, 嚴(yán)防襯板磨漏、夾層積粉自燃; 

 

對(duì)于直吹式制粉系統(tǒng)中有石子煤箱的中速磨系統(tǒng), 應(yīng)加強(qiáng)對(duì)石子煤箱的檢查, 并定期程控或手動(dòng)清理, 防止石子煤著火。另外, 煤質(zhì)的定期化驗(yàn), 對(duì)來(lái)煤的煤質(zhì)監(jiān)督也應(yīng)有完善的制度。

消防滅火設(shè)施應(yīng)保持完好, 按期進(jìn)行試驗(yàn)。應(yīng)定期對(duì)制粉系統(tǒng)中可能存在積粉的設(shè)備及管道進(jìn)行檢查, 并及時(shí)處理及改進(jìn), 防止積粉的產(chǎn)生。制粉系統(tǒng)的所有風(fēng)壓、風(fēng)量及溫度測(cè)點(diǎn)應(yīng)定期檢查校驗(yàn), 要求表盤指示準(zhǔn)確, 確保提供真實(shí)可靠的運(yùn)行監(jiān)控?cái)?shù)據(jù)。

3.4 檢修維護(hù)

設(shè)備的檢修維護(hù)得當(dāng), 可使設(shè)備維持良好的狀態(tài), 降低書(shū)故的發(fā)生率。要注意的是當(dāng)對(duì)制粉系統(tǒng)進(jìn)行檢修工作時(shí),應(yīng)防止系統(tǒng)隔絕不善、措施不到位, 導(dǎo)致檢修時(shí)外來(lái)火源進(jìn)入制粉系統(tǒng)。 

禁止在磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)進(jìn)行動(dòng)火工作, 在磨煤機(jī)停運(yùn)時(shí)若進(jìn)行動(dòng)火工作, 應(yīng)作好可靠的安全措施。制粉系統(tǒng)風(fēng)門擋板的操作靈活性和可靠性也是檢修維護(hù)工作所必須保證的重要方面, 要求風(fēng)門擋板動(dòng)作靈活, 開(kāi)度指示準(zhǔn)確, 特別是磨煤機(jī)的熱風(fēng)門, 關(guān)閉時(shí)應(yīng)不漏風(fēng)。

3.5 設(shè)備方面

新建電廠的設(shè)備選型十分關(guān)鍵。制粉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)要與煤種的特性相適應(yīng), 設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)充分考慮制粉系統(tǒng)防爆的問(wèn)題, 必須采取有利于防止爆炸的制粉系統(tǒng)型式, 并采取防爆的措施。

目前所采用的制粉系統(tǒng)有兩種, 一種是中間儲(chǔ)倉(cāng)式, 另一種是直吹式。應(yīng)根據(jù)實(shí)際情況選擇合適的制粉系統(tǒng)方式, 應(yīng)盡可能采用直吹式制粉系統(tǒng)。制粉系統(tǒng)必須有防爆和滅火措施。

對(duì)煤粉倉(cāng)、磨煤機(jī)及制粉系統(tǒng), 應(yīng)設(shè)有通惰化介質(zhì)和滅火介質(zhì)的設(shè)施。煤粉倉(cāng)、制粉系統(tǒng)和輸煤系統(tǒng)附近應(yīng)有消防設(shè)施, 并備有專用的滅火器材, 消防系統(tǒng)水源應(yīng)充足、水壓符合要求。

直吹式制粉系統(tǒng)應(yīng)在磨煤機(jī)出口配有快速隔斷閥。制粉系統(tǒng)的制造要求其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度能滿足防爆規(guī)程規(guī)定的抗爆強(qiáng)度要求。防爆門的設(shè)計(jì)和選型、組合應(yīng)充分考慮防爆要求。

制粉系統(tǒng)的風(fēng)道與粉管的布置, 應(yīng)盡量避免煤粉在管道內(nèi)沉積,不能存在死角, 含粉氣流風(fēng)速的設(shè)計(jì)應(yīng)高于1 8m / s (對(duì)于直吹式制粉系統(tǒng))。制粉系統(tǒng)的熱風(fēng)門必須設(shè)計(jì)為可以確保嚴(yán)密關(guān)閉的閥門或擋板。

控制邏輯的設(shè)計(jì), 即B M S ( 燃燒管理系統(tǒng)) 中有關(guān)磨煤機(jī)啟動(dòng)、停止的考慮應(yīng)全面, 必須考慮磨煤機(jī)的安全問(wèn)題。制粉系統(tǒng)的邏輯和控制方式必須可靠, 安全性應(yīng)是最重要的因素。

磨煤機(jī)的啟停條件中除本身的油系統(tǒng)、軸承溫度等條件外, 有關(guān)磨煤機(jī)出口溫度、磨煤機(jī)通風(fēng)量及風(fēng)門擋板狀態(tài)的條件應(yīng)在充分保障安全的前提下滿足鍋爐的運(yùn)行要求。合理充分的邏輯設(shè)置, 可以杜絕誤操作導(dǎo)致的事故發(fā)生。應(yīng)注意疏堵結(jié)合的問(wèn)題。對(duì)一旦發(fā)生市故時(shí)的處理, 也應(yīng)引起足夠的重視。

制粉系統(tǒng)爆炸事故發(fā)生時(shí), 如果防爆門二類防爆裝置的設(shè)置合理可以有效釋放爆炸產(chǎn)生的能量, 由此保護(hù)人身及設(shè)備安全。但是, 防爆門的設(shè)計(jì)必須考慮到其動(dòng)作后, 所噴出的火焰和高溫氣體應(yīng)排向安全區(qū)域, 防止因防爆門動(dòng)作而導(dǎo)致的人身傷害和其它設(shè)備被損壞。

增加監(jiān)視設(shè)備也是一種手段。現(xiàn)在部分電廠的制粉系統(tǒng)安裝有制粉系統(tǒng)的防爆報(bào)警系統(tǒng), 主要是對(duì)制粉系統(tǒng)內(nèi)一氧化碳進(jìn)行監(jiān)測(cè), 來(lái)防止事故的發(fā)生。制粉系統(tǒng)內(nèi)一氧化碳的含量基本可以代表爆炸的可能性, 由此通過(guò)對(duì)CO 含量的實(shí)時(shí)監(jiān)測(cè), 可以提早采取處理措施, 防止制粉系統(tǒng)爆炸或降低其危害。