关于某厂1000MW机组锅炉爆燃事件的分析

桂永康

摘 要：现今国内1000MW机组锅炉一般均采用等离子点火装置，在锅炉点火初期，由于炉膛温度较低、风煤比不匹配以及原煤斗落煤不稳定等原因，点火初期煤粉着火比较困难，若长时间未点着火则极易引起锅炉爆燃，以下对某厂1000MW机组锅炉爆燃事件展开分析。

关键词：锅炉爆燃；1000MW；点火；分析

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2017.05.040

1 事件经过

2016年6月1日夜班，某厂#4炉进行启动工作，03：24，B层等离子拉弧正常，03：38，B磨煤机启动，空载电流38A，03：43：44，B给煤机启动并开始下煤，稳定后给煤量31t/h，持续下煤至03：48：34约5分钟时间内，磨煤机一直保持空载运行时的38A电流，此时B磨煤机电流突增，14秒后即03：48：48电流值86A，炉膛开始打正压。03：49：05，炉膛正压2600Pa，A侧炉膛烟温随后上升至77℃、B侧炉膛烟温则先于A侧快速上升至84℃，锅炉总风量低MFT动作，制粉系统跳闸，进行炉膛吹扫。炉膛发生打正压后，大量含煤粉的烟尘从干式排渣机底部喷出，烟尘进入#4机8.2米电缆夹层后，相继触发电缆夹层内50号烟感探测器和47号烟感探测器报警，03：49：50 #4机8.2米电缆夹层IG541气体释放。整个过程的历史曲线如下图1：

（红色为给煤机煤量，黄色为磨煤机电流，绿色为炉膛负压，紫色为磨入口一次风量，绿色为磨出口温度，棕色为磨出口压力）。

2 检查情况

2.1 设备情况

检修人员对B给煤机、B磨煤机及B磨动态分离器进行内部检查，未发现与磨煤机电流异常相关的设备缺陷，测量磨辊间隙和弹簧加载合格；制粉系统再次启动后运行至今正常。检查爆燃发生前，磨煤机动态分离器电流50A保持稳定，转速650rpm稳定，动态分离器运行正常。经检查确认锅炉本体无异常。

2.2 下煤情况

B磨煤机为锅炉底层磨，采用等离子模式点火，B磨煤机系统正常运行时磨电机最大电流—给煤量表如表1：

（其中，电流38A为磨煤机电机空载电流，给煤量85t为磨煤机最大出力）

内部检查发现磨煤机磨碗上堆积的剩煤呈碾磨后的煤粉状；给煤机皮带上堆积的原煤湿度正常、无大结块，但原煤所含石子煤很少，细煤和煤粉较多。5月份机组调停期间B原煤斗煤位10米，为防止自燃采取了防漏风封堵措施；煤斗存煤长达1个月，底部原煤由于湿度聚积容易结块。给煤机启动初期，给煤量有较大的波动，从35t/h下落至22t/h再上升至31t/h，反映给煤初期有较大的结块煤下落。查其他磨煤机启动历史，正常下煤时给煤量呈稳定上升趋势，没有大的波动。

B给煤机下煤后，磨煤机出口温度呈小幅缓慢下降趋势，其中温度3测点从79℃下降至爆燃发生前的73℃；同时，给煤机下煤后磨煤机约有5分钟时间电机电流一直为空载电流38A，由此判断，下煤期间磨煤机内部仅有少量原煤落下，磨煤机下煤量远小于实际的30t/h煤量，磨煤机下煤通道存在堵煤的情况。而B磨煤机下煤5分钟后磨煤机电机电流从38A突升至86A，由表1可知，磨煤机内部实际煤量约为90t左右，从而判断B磨煤机存在堵磨现象。

2.3 一次风情况

炉膛爆燃发生前，一次风压5.2—5.6KPa，磨煤机出口压力2—2.2KPa，一次风流量200—220t/h；爆燃发生后，一次风压跟随突增至7.4KPa，磨煤机出口压力跟随突增至4.7KPa，而一次风流量则快速降低166t/h；一次风温度前后均保持在95—105℃之间。一次风压和磨煤机出口压力的变化符合炉膛发生爆燃后的压力波动。但爆燃发生前一次风量偏大，比磨煤机正常运行时一次风量160t/h左右大了40—60t/h；查上次点火期间B磨一次风量为130t/h；《1000MW机组集控运行规程》关于一次风量的要求为“不得低于80t/h”。

2.4 锅炉点火监控情况

由于该厂采用等离子点火系统，点火前必须退出等离子磨煤机煤火检保护、全炉膛火焰失去保护（按正常手续办理保护退出），才能保证锅炉正常点火。点火期间全程手动控制；炉膛工业电视和等离子火检电视在集控室前墙大屏幕实时监视。

2.5 检查情况综述

綜上，与此次炉膛爆燃相关的异常情况为：

（1）原煤斗底部原煤含细煤、煤粉较多；（2）给煤机下煤初期原煤斗有较大的结块煤落下；（3）磨煤机内部下煤量远比实际煤量小，下煤通道存在堵煤现象；（4）点火期间磨煤机一次风量控制相对以前偏大，等离子点火时不易稳燃。

3 原因分析

（1）原煤斗底部原煤含细煤、煤粉较多，而且在长期停放后结块，致使下煤初期有较大的结块煤落下，磨煤机落煤管堵煤，下煤长达5分钟的时间内，由于煤粉颗粒过细过干，煤粉量偏少，一次风量偏大，煤粉进入磨煤机后直接吹入了炉膛，其浓度不足以点火成功；当大量堵煤落入磨煤机后，短时间内煤量远大于正常的30t/h点火煤量，由于煤量大、细煤和煤粉多，磨煤机发生堵煤现象，电机电流突增至86A，短时间内大量制粉，同时一次风量控制相对以前偏大，使得大量煤粉进入炉膛，从而导致点火时发生炉膛爆燃。这是这次事件的主要原因。

（2）《1000MW机组集控运行规程》最新版中对“锅炉点火”、“制粉系统的投运”以及相应的操作票中，均没有针对点火期间下煤后给煤量的大幅波动，5分钟时间内磨煤机电流没变化、点火不成功以及磨煤机一次风量的控制上限值作出明确的规定，致使运行人员没有规程依据去监控和处置这次点火期间的异常现象，最终发生炉膛爆燃。

4 防范措施

（1）加强制粉系统启动过程监控。给煤量稳定后，监控到磨煤机电流异常（电流无变化或突然跳跃）时应立即停运给、磨煤机；启动期间给、磨煤机就地应有专人检查、反馈现场情况，发现异常及时判断和处置。

（2）加强等离子点火过程监控。开始下煤后应监控磨煤机电流是否平稳增加，检查磨煤机下煤后的等离子火焰电视、炉膛工业电视、一二次风和炉膛负压等情况，当判断点火不成功时应立即停止拉弧并停运制粉系统，进行炉膛吹扫，开展设备检查；等离子燃烧器就地应有专人检查、反馈现场情况，发现异常及时判断和处置。

（3）严格遵守锅炉点火程序规定。锅炉点火前应按照规程要求，充分吹扫，检修、运行人员现场检查、确认制粉系统和等离子点火系统正常。

（4）完善锅炉点火规程制度。《1000MW机组集控运行规程》最新版对“锅炉点火”、“制粉系统的投运”以及相应的操作票中，应补充明确针对点火期间发生异常情况的监控、处置要求，包括下煤后给煤量大幅波动，下煤后磨煤机电流变化情况、点火不成功以及磨煤机一次风量的合理控制范围等。

（5）制粉系统长时间停运时应烧空原煤斗，如原煤斗有存煤，则应采取措施防止原煤自燃、煤斗进水等。锅炉点火时，原煤斗上煤时应尽量选择与锅炉设计煤种类似的煤种，便于锅炉点火。

参考文献：

[1]杨林，鲍春鹏，董志红660MW超临界机组锅炉制粉系统爆燃原因分析及治理[J].内蒙古电力技术，2014，32（02）.

[2]王景斌，王铁军.防止锅炉发生炉膛爆燃事故的技术措施[J].内蒙古石油化工，2010，36（03）.

[3]广东粤电靖海发电有限公司.1000MW机组集控运行规程[S].