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锅炉燃用非设计煤种的安全技术措施

文档作者：温志华，王国琪，李兆生，林翔文档来源：华能瑞金电厂		点击数：	更新时间： 2022年08月27日
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第l2卷(2010年第6期) 电力安全技术 A而
锅驴遐用非设计噪种 参全技术措施
温志华，王国琪，李兆生，林翔
(华能瑞金电厂，江西赣州 341108)
[摘 要]针对华能瑞金电厂燃用高挥发分煤种时的安全运行问题，对预防煤粉爆燃、磨煤机着火、燃
烧器结焦烧损等事故的发生进行了探讨，并提出了切实可行的安全技术措施，确保了机组安全稳定经济运行。
(关键词]高挥发分；煤粉爆燃；燃烧器；安全技术措施
华能瑞金电厂地处江西省南部赣州市，距厦门
石湖山配煤中心约500km，通过海铁联运方式采购
印尼煤较为方便，因此电厂燃用煤种以印尼煤为主。
机组自2008年底投入商业运行以来，曾发生了
磨煤机内着火、炉内结大焦块、燃烧器烧穿等事故。
这些问题主要都是由于燃烧挥发分高于设计标准的
印尼煤造成的，因此对燃烧印尼煤所采取的安全技
术措施进行了专门分析与探讨。
l 华能瑞金电厂设备概况
华能瑞金电厂一期工程2台超临界机组锅炉为
哈尔滨锅炉厂有限责任公司制造的HG-1 100／25．4
一PM1型、一次中间再热、超临界压力变压运行螺
旋管圈直流锅炉。该型号锅炉采用单炉膛丌型布置、
前后墙对冲燃烧、固态排渣、平衡通风、露天布置、
全钢架全悬吊结构。
锅炉制粉系统采用中速磨冷一次风机正压直吹
式系统。每炉配5台沈阳重型机器有限责任公司制
造的MPS200型中速磨煤机，带额定负荷时启运4
台磨煤机。锅炉采用引进三井巴布科克公司的低
NOx轴向旋流煤粉燃烧器(LNASB)，前墙布置3层、
后墙布置2层，每层布置4只燃烧器、每台磨煤机
供同一层的燃烧器。在煤粉燃烧器的上方前后墙各
布置2层燃尽风，每层有4只风口。
2 设计煤种与印尼煤的煤质特性分析
锅炉设计煤种为淮南贫煤，机组投产以来的燃
用煤种主要为印尼煤。两煤种的煤质特性分析如表
1所示。
通过表1中各项指标分析可知，锅炉燃烧的印
尼煤与设计煤种、校核煤种的煤质特性相差很大。
印尼煤具有高热值、高挥发分、高水分、低灰分、低
硫分的特点，其着火特性为极易着火，燃尽特性为
极易燃尽。
表1 锅炉设计煤种 印尼煤的特性分析
3 燃烧印尼煤的安全技术措施
由于印尼煤挥发分含量高，着火及燃尽特性
好，使锅炉具有燃烧效率高、带负荷能力强、灵活
性好的优点。同时，高挥发分的印尼煤具有很强的
自燃倾向性，使制粉系统存在爆燃隐患，极易发生
燃煤自燃、制粉系统爆炸、磨煤机着火、燃烧器喷
嘴结焦烧损等事故。因此，燃烧高挥发分印尼煤时，
必须采取相应的安全技术措施，以保证机组安全、
稳定、经济运行。
3．1 防止煤粉爆燃的安全技术措施
当可燃性煤粉粒度足够细，飞扬悬浮于空气中
并达到一定浓度时，在相对密闭的空间内，遇到足
够的点火能量，就能发生煤粉爆炸。煤粉的爆炸性
与挥发分含量、煤粉细度、气粉混合物的浓度及温
度、气粉混合物流速、气粉混合物中的氧气浓度等
因素密切相关。高挥发分的煤种比低挥发分的煤种
更易氧化，单位时间内释放出的热量较多，当挥发
份 >40％时，极易引起制粉系统爆炸。因此，燃
用印尼煤时，若不采取相应措施，极易导致燃煤自
燃与制粉系统爆炸等事故发生。为了保证制粉系统
一 一
A而 电力安全技术 第l2卷(2010年第6期)
正常运行，应采取以下安全技术措施。
(1)提高一次风压。适当提高一次风母管压力
到12kPa以上，维持一次风速在25 m／s以上，以
防止煤粉沉积在一次风母管内而自燃。但一次风速
不应超过30 m／s，因为一次风速过高容易产生静电
火花而引爆煤粉。此外，在运行中应加强监视一次
风压的变化，若一次风压表剧烈摆动应立即查明原
因，予以消除。
(2)提高一次风量，控制风煤比，降低煤粉浓
度。煤粉浓度为(1．2～2．0)kg／m 时最容易发生爆
炸，因此应将一次风量由设计煤种的额定值l 6．9
kg／s提高至18 kg／s，以控制风煤比大于2．0，降低
煤粉浓度。
(3)调节好煤粉细度。煤粉越细，表面积越大，
越容易发生氧化自燃和爆炸。由于印尼煤挥发分高，
燃烧和燃尽性能好，可适当增加煤粉细度值。通过
调整磨煤机出口旋转分离器转速，使煤粉细度值由
设计煤种的11％增至15％左右。但煤粉细度值不
能过大，否则煤粉不完全燃烧会使飞灰含碳量上升。
(4)加强燃料上煤管理，避免发生因煤斗走空
而造成磨煤机断煤现象，并且每次上煤不要上满，
上至2／3仓即可， 以防止高挥发分煤在原煤仓内停
留时间过长而发生自燃。此外，还要确保原煤仓CO，
消防装置能正常投用。
(5)经常检查制粉系统的严密性，消除制粉系
统和输煤系统的粉尘泄漏点，降低煤粉浓度。大量
放粉或清理煤粉时，应杜绝明火，防止煤尘爆炸。
(6)及时清除制粉系统及设备内的积粉。凡是
发生煤粉沉积的地方，就有可能成为气粉混合物自
燃和爆炸的发源地。一旦发生煤粉沉积，煤粉就开
始氧化，放出热量促使温度升高，又加快氧化、放
热、升温。经过一定时间后，温度就能达到自燃温
度并发生自燃，可能导致爆炸事故。因此，应定期
对输煤系统、系统管道、辅助设备、电缆排架等处
进行检查，消除气粉流动管道的死区和系统死角，
清除积粉。特别是由于印尼煤水分高而经常发生积
煤、堵煤现象的给煤机落煤管，应在制粉系统停运
后打开磨煤机进口检查孔检查，若发现管壁有积煤
应予铲除。此外，制粉系统停运时要注意抽粉，输
粉管道停运时应进行吹扫。
3．2 防止磨煤机着火的安全技术措施
在中速磨煤机内磨制印尼煤时，若温度控制不
当，易造成煤粉自燃，轻则引起磨煤机化瓦，重则
一 一
会引起制粉系统爆炸。2009-06～09，l号机组B磨
曾在备用状态下在传动盘处发生自燃。为防止类似
事件发生，制定了以下安全技术措施。
(1)控制磨煤机人口一次风混合后的温度。通
过调整磨煤机入口冷、热风门，把磨煤机入口一次
风混合后的温度控制在160℃～210℃之间。
(2)控制磨煤机出口温度在55℃～65℃之间。
适当降低磨煤机出口温度高报警值；当磨煤机出口
温度突升15℃或升至80℃时，应立即联锁开启消
防蒸汽电动门，同时调整磨煤机入口冷、热风门开
度，控制磨煤机出口温度小于65℃。若磨煤机出口
温度突升至90℃且仍有上升趋势时，应紧急停磨，
全关磨煤机出人口风门、隔绝门，开启消防蒸汽电
动门。
(3)对磨煤机进行内部检查，确认磨煤机出口
闸板门关闭严密；消除磨煤机内可能存在的煤粉堆
积点。
(4)尽量减少燃用印尼煤时磨煤机的启停操作，
使磨煤机的煤量、风量、风温尽可能稳定。磨煤机
计划停用前16 h应停止印尼煤进仓，改用其他低挥
发分煤种，以保证停磨过程的安全和原煤仓内不发
生自燃。
(5)注意做好给煤机断煤时的应对措施。给煤
机因故障断煤时，应立即调整磨煤机冷、热风门开
度，关小热风门，开大冷风门，严格控制磨煤机出
口温度不超过65℃。给煤机消缺后可以正常给煤时
方可启运磨煤机。
(6)做好磨煤机启停时的控制措施。
① 磨煤机启动操作应缓慢进行。首先开启消防
蒸汽电动门，提升磨辊，开启磨煤机出口门、人口
冷热风隔绝门，控制磨煤机人口风温小于等于210
℃，磨煤机出口温度小于等于65℃；然后启动给煤
机，给煤机以最小出力10 t／h给煤1 min后放下磨
辊。若该磨煤机为紧急停止且未清理积煤，应在启
动时先进行1 0 rain的全开冷风门的通风后方可启
磨，防止存留的煤粉突然大量进入炉膛发生爆燃。
② 停止磨煤机运行时应先关小热风调门开度，
逐渐开大冷风调门开度，再逐渐减小给煤机出力直
至停止给煤机。给煤机停止后，应关闭热风调门，开
大冷风调门进行抽粉，抽粉时严格控制磨煤机出口
温度不超过65℃。待磨煤机出口温度小于53℃且
抽粉5 min以上时方可停磨。停磨后开启消防蒸汽
电动门5min。

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