發(fā)電廠鍋爐爐膛防爆安全技術實踐

1、 發(fā)電廠鍋爐爐膛防爆安全技術實踐鍋爐在試運和運行中發(fā)生爐膛爆炸事故是屢見不鮮的，它不僅導致了機組非方案停機，危及機組的平安經濟運行，還會造成嚴峻的設備損壞和人員傷亡，因此，預防、削減和杜絕爐膛爆炸事故非常重要。 大港發(fā)電廠二期鍋爐是意大利TOSI鍋爐廠制造的亞臨界、強制循環(huán)、中間再熱、平衡通風、燃煤固態(tài)排渣汽包爐。最大連續(xù)蒸發(fā)量1 100 t/h，設計燃用山西晉中貧煤，實際燃用陽泉無煙煤及貧瘦煤。每臺鍋爐配有4套雙進雙出半直吹鋼球磨制粉系統(tǒng)。由于無煙煤及貧瘦煤屬難燃煤種，極易造成鍋爐滅火和爐膛爆炸事故，大港發(fā)電廠對此進行了深化的分析，并實行了有針對性的防范措施，有效地杜絕了爐膛爆炸事故的發(fā)生。

2、 1 爐膛的內爆和外爆 1.1 爐膛內爆 當爐膛內負壓過高，超過了爐墻結構所承受的限度時，爐墻會向內坍塌，這種現(xiàn)象稱為爐膛內爆。隨著大容量機組的進展和除塵、脫硫設備的裝設及高壓頭引風機的使用，增加了鍋爐內爆的可能性。防止爐膛內爆發(fā)生的主要方法是在鍋爐滅火和MFT動作后的初期提高爐膛駐留介質的質量，通常實行減緩燃料切斷的速度(這與防止爐膛外爆相反)、增加送風量和削減引風量等措施。因爐膛內爆事故在國內發(fā)生得較少，因此下面主要分析爐膛外爆事故。 1.2 爐膛外爆 鍋爐爐膛爆炸是鍋爐爐膛、對流豎井、煙道、引風機等內部積存的可燃性混合物突然同時被點燃的結果，即因爆燃而使煙氣側壓力上升，造成爐墻結構破壞的

3、現(xiàn)象，也稱為爐膛外爆。鍋爐爐膛爆炸又可分為點火爆炸、滅火后爆炸和運行中爆炸3種狀況。 爐膛內瞬間的燃料爆燃可視為定容絕熱過程，應用能量守恒方程和抱負氣體狀態(tài)方程可以推導出爐膛內爆炸時介質產生的壓力，P2為： 其中，Cv為爐膛介質的定容比熱，V為爐膛容積，P1、T1分別為爆炸前爐膛內的介質壓力和溫度，Vr、Qr分別為積存的可燃混合物的容積和單位容積的發(fā)熱量。 從公式可以看出，爐膛內爆炸時產生的壓力P2與可燃混合物積存容積和爐膛容積的比值Vr/V、可燃混合物單位容積發(fā)熱量Qr和爆炸前爐膛介質的溫度T1有關。 從上面的公式可以看出，爐膛溫度T1越低，爆燃后的壓力越大。在鍋爐點火啟動初期，爐膛溫度低，

4、這時爆燃產生的破壞力將最為嚴峻；T1越高，P2越小，當溫度超過可燃物的著火溫度時，燃料進入到爐內即被點燃，不會產生可燃物積存現(xiàn)象。 對于煤等礦物質燃料，其著火溫度大多數(shù)不超過650，一般認為爐膛溫度超過750時不簡單發(fā)生爐膛爆燃。 2 誘發(fā)爐膛爆炸的主要緣由 理論分析和生產實踐表明，發(fā)生爐膛爆炸需要3個必要條件：一是爐膛內存有可燃性燃料(可燃性氣體或煤粉顆粒)；二是積存的燃料和空氣混合物是爆炸性的，并達到了爆炸極限；三是具有足以點燃混合物的能源。3個條件缺一不行，否則不會發(fā)生爐膛爆炸事故。 2.1 爐膛內可燃性混合物的積存 運行人員操作挨次不當，設備或掌握系統(tǒng)設計不合理，或者是設備和掌握系統(tǒng)消

5、失故障，都可能發(fā)生大量可燃物聚集在爐膛內的狀況，當遇到符合發(fā)生燃料爆燃的點火能(爐膛溫度)時，爐內積存的可燃物會突然被點燃，其火焰的傳播速度很快，積存的可燃性混合物幾乎同時被點燃，生成的煙氣容積突然增大，一時來不及由爐膛排出，使得爐內壓力驟增，超過了爐墻所承受的最大壓力時便造成爐膛爆炸。 因此，防止爆燃的主要方法是，防止可燃性混合物積存在爐膛或煙道內，而爐膛內有可燃性混合物積存時又應防止點火能的消失?？梢?，鍋爐滅火時MFT動作，快速切斷全部燃料，以及鍋爐點火前按規(guī)定程序進行爐膛吹掃，是相當重要的。 2.2 鍋爐滅火或燃燒惡化 實踐證明，鍋爐滅火是導致爐膛爆炸最常見的緣由。鍋爐滅火是指爐內燃燒的

6、突然中斷。鍋爐燃燒不穩(wěn)往往是鍋爐滅火的預兆。在鍋爐輔機發(fā)生故障突然停運、燃燒器切換、爐內嚴峻結焦掉渣、燃料性質突然轉變或斷煤以及火掃器打閃、爐膛壓力大幅波動、燃燒惡化等工況時，應特殊引起重視，做到盡早發(fā)覺準時處理。 3 大港發(fā)電廠爐膛防爆措施 3.1 設置牢靠的愛護并嚴禁隨便解除 3.1.1 設置爐膛吹掃程序 在任何狀況下，鍋爐點火前，爐膛平安監(jiān)控系統(tǒng)(FSSS)都必需執(zhí)行爐膛吹掃程序。吹掃時要求吹掃風量大于額定總風量的30%，吹掃連續(xù)時間為 5 min，以保證對爐膛進行35次全量換氣，并以此吹掃風量作為點火風量。因暖爐期間的燃料量一般不超過額定燃料量的10%，這就使爐膛內的空氣與燃料的比例偏

7、高，即使送入的燃料未被點燃，也將被沖淡為不行燃的混合物，從而可以避開爆燃。 此外，當鍋爐因總風量低于額定總風量的25%而跳閘時，爐膛吹掃程序規(guī)律要求5 min的強迫通風時間，只有待5 min的強迫通風完成后，才能進行爐膛吹掃程序。當鍋爐因2臺送風機或2臺引風機停運而跳閘時，爐膛吹掃程序規(guī)律要求15 min的自然通風時間，只有待15 min的自然通風完成后，才能啟動引送風機運行，再進行爐膛吹掃程序。 3.1.2 設置鍋爐滅火愛護 火掃器檢測運行油槍無火焰后，跳掉相應的運行油槍；運行磨煤機層火焰故障后，跳掉相應的運行磨煤機。全爐膛滅火規(guī)律推斷鍋爐滅火后，MFT動作，馬上切斷全部燃料供應，即停止制粉

8、系統(tǒng)，關閉磨煤機入口和出口閘板，關閉全部油槍的油閥，將引、送風量減小至吹掃風量并掌握好爐膛壓力。 3.1.3 設置爐膛壓力愛護 鍋爐設有爐膛壓力凹凸愛護。當爐膛壓力極高(+2 000 Pa)延時1 s或爐膛壓力極低(-2 000 Pa)延時1 s時，MFT動作。該愛護能在鍋爐滅火愛護失靈時，依據(jù)爐內牢靠的壓力信號準時切斷燃料供應。 3.1.4 嚴禁隨便解除愛護 爐膛壓力凹凸鍋爐跳閘愛護和火焰故障鍋爐跳閘愛護在鍋爐啟動前應投入運行。因設備缺陷需退出愛護時，應經總工程師批準并事先做好平安措施，運行人員必需做好事故預想。鍋爐運行期間，嚴禁采納插火焰鑰匙的方法模擬火焰掃描器的信號，嚴禁隨便退出火焰探頭

9、或連鎖裝置。運行中臨時解除愛護進行維護后，應盡快恢復。 3.2 預防鍋爐滅火事故的發(fā)生 預防鍋爐滅火事故的發(fā)生是防止爐膛爆炸的重點。 3.2.1 加強煤質管理和化驗 嚴格執(zhí)行混配煤規(guī)定，嚴格掌握和化驗煤質、煤粉細度、水分和揮發(fā)分，并將煤質狀況準時通知主控值長，避開因調整不準時、燃燒不穩(wěn)定造成鍋爐滅火。 3.2.2 保持鍋爐良好燃燒工況，防止爐膛結焦 燃用設計煤種時煤粉細度R88掌握在15%以下，燃用貧煤與無煙煤的混合煤種時R88掌握在10% 以下，R200均掌握在0.3%以下。按規(guī)定保持磨煤機最佳出口溫度、風量和運行組合方式，避開2臺磨煤機隔層組合運行。 在燃煤揮發(fā)分小于10%或鍋爐燃燒不穩(wěn)時

10、，值長應向中調說明狀況，避開深度調峰，必要時可向中調申請漲負荷或投油助燃。燃用灰熔點較高的煤種并保持煤質穩(wěn)定，調整好磨煤機運行組合方式，組織好鍋爐配風燃燒，并加強鍋爐吹灰和看火孔的監(jiān)視。一旦發(fā)覺結焦應準時處理，影響鍋爐平安運行時應馬上停爐。 3.2.3 做好監(jiān)盤和操作工作 鍋爐運行期間，運行人員除依據(jù)有關表計對燃燒工況進行監(jiān)視調整外，還應依據(jù)火焰掃描器和火焰電視的指示，結合就地觀看，對燃燒狀況進行綜合推斷，認真調整。尤其是在鍋爐啟動、停運和低負荷運行以及煤種轉變時，更應加強對運行工況參數(shù)變化的監(jiān)督，留意燃燒和風煤比的調整。當鍋爐燃燒不穩(wěn)時應提前投油助燃，但對于已瀕臨滅火的鍋爐嚴禁投油助燃和采納

11、爆燃法復燃。 鍋爐停止運行后，應準時關閉油槍手動門和點火槍可燃氣的手動門。 鍋爐點火時要求用點火器點燃油槍，油槍點燃煤粉，禁止采納隔層或隔角引燃的方法進行油槍點火。 投停磨煤機時必需按規(guī)定投油助燃。啟動磨煤機時必需進行充分暖磨，以免冷粉進入爐膛使燃燒不穩(wěn)定或加劇燃燒惡化。啟動跳閘磨煤機必需按運行規(guī)程規(guī)定進行抽粉。 當鍋爐需要在較低負荷下運行時，可停用部分磨煤機和燃燒器，使其它運行的磨煤機和燃燒器在高于最低穩(wěn)燃負荷下運行。依據(jù)煤質的狀況準時掌握好煤粉細度和過磨風流量，在磨制陽泉無煙煤等硬質煤時過磨風流量不能過大，防止在漲負荷時，突然加大過磨風流量，造成煤粉變粗，從而導致燃燒惡化。 避開鍋爐在長期低負荷下運行，或在漲負荷時煤量加得過快而二次風量增加不準時，導致煙道內積存可燃物較多。尤其是在鍋爐啟動過程中，應依據(jù)鍋爐燃燒狀況和機組啟動的需要投入磨煤機和增加磨煤機出力，不要不管爐內的燃燒狀況而匆忙從下層往上層投磨。 3.3 加強設備維護 加強鍋爐MFT愛護和爐膛吹掃程序的維護。定期對油槍油閥、點火槍可燃氣閥、燃油跳閘閥、可燃氣跳閘閥和磨煤機出入口