一起330MW機(jī)組斷煤處理不慎引起的滅火事故

楊曉華

（華能吉林發(fā)電有限公司，吉林 長(zhǎng)春 130012）

1 鍋爐本體及制粉系統(tǒng)設(shè)備

某廠300MW機(jī)組配套的鍋爐是上鍋生產(chǎn)的SG-1036/17.50-M882，亞臨界一次中間再熱控制循環(huán)汽包爐，π型露天布置，平衡通風(fēng)，單爐膛，四角切圓燃燒，固態(tài)排渣。制粉系統(tǒng)采用2臺(tái)雙進(jìn)雙出BBD4366型球磨機(jī)，冷一次風(fēng)機(jī)正壓直吹。主汽溫采用二級(jí)噴水減溫，再熱汽溫采用擺角調(diào)溫和噴水減溫，原點(diǎn)火設(shè)計(jì)用0號(hào)柴油，優(yōu)化設(shè)計(jì)后采用煙臺(tái)龍?jiān)措娏τ邢薰镜牡入x子點(diǎn)火對(duì)A磨進(jìn)行改造，將A1層(A1層是最下層的4只燃燒器，共有4層共16只燃燒器，每臺(tái)磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)2層共8只，從下到上分別是A1層、A2層、B1層、B2層，其中A1層、A2層是A磨煤機(jī)連接的燃燒器，B1層、B2層是B磨煤機(jī)連接的燃燒器)改造為等離子燃燒器。鍋爐制粉系統(tǒng)如圖1所示。

鍋爐設(shè)計(jì)煤種為褐煤，其工業(yè)分析為收到基碳52.15%，氫3.95%，氧8.61%，氮1.02%，硫0.49%，灰分25.88%，水分7.90%，空氣干燥基水分2.52%，干燥無灰基揮發(fā)份44.64%，高位發(fā)熱量21206kJ/kg，低位發(fā)熱量20120kJ/kg。

2 事故經(jīng)過

2009-05-30，2號(hào)鍋爐發(fā)生了一起由于斷煤操作不慎導(dǎo)致燃燒不穩(wěn)，而引起的MF T(主燃料跳閘事故)，首出原因?yàn)槿珷t膛滅火。事故前機(jī)組負(fù)荷220MW，因?yàn)樨?fù)荷較低，所以A，B磨煤機(jī)非全磨運(yùn)行，其中A磨煤機(jī)投運(yùn)7個(gè)火嘴，給煤量52t/h，B磨煤機(jī)投運(yùn)7個(gè)火嘴，給煤量58t/h，即4層粉中有中間2層全角運(yùn)行，最低層和最高層缺1個(gè)角運(yùn)行。05:35，A磨煤機(jī)A 1給煤機(jī)斷煤，處理無效；05:45，A磨煤機(jī)A 2給煤機(jī)斷煤，處理無效。05:58，機(jī)組值班員判斷A磨煤機(jī)近乎抽空(實(shí)際沒有抽空)，機(jī)組負(fù)荷180MW，當(dāng)時(shí)B磨煤機(jī)給煤量60t/h，但仍缺角運(yùn)行，沒有全磨運(yùn)行(從歷史趨勢(shì)查A11火嘴在機(jī)組跳閘前一直沒有一次風(fēng)速和一次風(fēng)壓，可以判斷該火嘴沒有投入)，此時(shí)停止A磨煤機(jī)運(yùn)行，瞬間機(jī)組MFT。

3 原因分析

事故前機(jī)組負(fù)荷220MW，A磨煤機(jī)給煤量52 t/h，B磨煤機(jī)給煤量58t/h，所以機(jī)組的總給煤量為110

t/h，負(fù)荷與燃料的對(duì)應(yīng)關(guān)系大概是2MW/t煤。而機(jī)組設(shè)計(jì)煤種時(shí)300MW對(duì)應(yīng)的煤量是128 t/h，負(fù)荷與燃料的對(duì)應(yīng)關(guān)系大概是2.34MW/t煤。忽略低負(fù)荷效率降低的影響，機(jī)組燃料的發(fā)熱量低于設(shè)計(jì)煤種14 %左右，還使機(jī)組的穩(wěn)燃性能變差，但這還不是機(jī)組滅火的根本原因。

停止A磨煤機(jī)運(yùn)行時(shí)，機(jī)組負(fù)荷180MW，當(dāng)時(shí)B磨煤機(jī)給煤量60t/h，則對(duì)應(yīng)B磨煤機(jī)的燃料所產(chǎn)生的電功率大致估算為120MW，所以A磨煤機(jī)并沒有抽空，仍然提供60MW左右電功率的燃料量。在A磨煤機(jī)停運(yùn)的瞬間，一方面對(duì)鍋爐燃燒的擾動(dòng)較大，另一方面因煤質(zhì)比設(shè)計(jì)煤種的發(fā)熱量低，所對(duì)應(yīng)的最低穩(wěn)燃負(fù)荷高于設(shè)計(jì)煤種的最低穩(wěn)燃負(fù)荷，所以B磨能帶的120MW可能低于當(dāng)時(shí)燃用煤種的最低穩(wěn)燃負(fù)荷，這2個(gè)方面的共同作用造成機(jī)組MFT。其中停磨瞬間甩掉60MW的電負(fù)荷，占總負(fù)荷的1/3，這樣巨大的擾動(dòng)是造成機(jī)組滅火的主要原因。

4 正確處理的要點(diǎn)

4.1 機(jī)組穩(wěn)燃能力的分析

因?yàn)殄仩t采用美國(guó)G E公司生產(chǎn)的WR濃淡型直流燃燒器，四角切圓燃燒，該燃燒器在國(guó)內(nèi)電站鍋爐上做過實(shí)驗(yàn)，可以在20 %額定負(fù)荷以下不投油安全穩(wěn)定運(yùn)行[1]，華能大連電廠的同類型機(jī)組也可以做到在22 %額定負(fù)荷以下不投油安全穩(wěn)定運(yùn)行。

燃用褐煤的火力發(fā)電機(jī)組的強(qiáng)制不投油安全穩(wěn)定運(yùn)行的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是35 %額定負(fù)荷[2]，而燃用貧煤的火力發(fā)電機(jī)組的強(qiáng)制不投油安全穩(wěn)定運(yùn)行的驗(yàn)收標(biāo)準(zhǔn)是50 %額定負(fù)荷。這就是說，本機(jī)組在設(shè)計(jì)煤種下應(yīng)能在35 %額定負(fù)荷不投油安全穩(wěn)定運(yùn)行，即使偏離設(shè)計(jì)煤種，仍可以在50 %額定負(fù)荷不投油安全穩(wěn)定運(yùn)行。

該廠通過2年多的運(yùn)行實(shí)踐，經(jīng)歷了近百次單磨無油無等離子穩(wěn)燃下機(jī)組實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定運(yùn)行，其中由于更換磨煤機(jī)給煤絞龍和其他消缺。1號(hào)機(jī)組曾經(jīng)連續(xù)15天單磨無油無等離子穩(wěn)燃實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定運(yùn)行；2號(hào)機(jī)組也曾經(jīng)連續(xù)10天單磨無油無等離子穩(wěn)燃實(shí)現(xiàn)安全穩(wěn)定運(yùn)行，最低負(fù)荷在130MW左右，瞬間到過128MW，相當(dāng)于38.8%的額定負(fù)荷。

4.2 斷煤的處理

1臺(tái)磨煤機(jī)2臺(tái)給煤機(jī)全斷煤的處理要點(diǎn)，是將該磨煤機(jī)的容量風(fēng)擋板和冷熱風(fēng)門盡量關(guān)小，同時(shí)將沒有斷煤的磨煤機(jī)的容量風(fēng)擋板和冷熱風(fēng)門開大，維持機(jī)組負(fù)荷不變或盡量降得少，即將運(yùn)行磨煤機(jī)的出力調(diào)至最大或維持調(diào)度負(fù)荷，盡量維持鍋爐的熱負(fù)荷，使鍋爐遠(yuǎn)離最低穩(wěn)燃負(fù)荷，保持較高的安全裕度，避免低負(fù)荷燃燒不穩(wěn)引起鍋爐滅火。此時(shí)將2臺(tái)給煤機(jī)全斷煤的磨煤機(jī)的出力降至最低，盡量延長(zhǎng)抽粉的時(shí)間，爭(zhēng)取處理斷煤的時(shí)間，避免停運(yùn)磨煤機(jī)造成恢復(fù)的困難和停運(yùn)過程中對(duì)鍋爐燃燒的巨大擾動(dòng)而引起機(jī)組滅火。

4.3 斷煤停磨

確認(rèn)磨煤機(jī)已抽空，必須停運(yùn)。鋼球磨煤機(jī)不允許長(zhǎng)時(shí)間空載運(yùn)行，因?yàn)榇罅康匿撉蛑苯幼矒裟ッ簷C(jī)護(hù)板，將引起不正常的磨損和斷裂損壞。確認(rèn)沒有斷煤的磨煤機(jī)已全磨運(yùn)行，所帶的2層粉、8個(gè)火嘴已全部投入。四角切圓燃燒必須保證在任何工況下，特別在低負(fù)荷下，有2層粉全角運(yùn)行，互相穩(wěn)燃，保持一個(gè)穩(wěn)定的火焰中心，且所帶的出力在最低穩(wěn)燃負(fù)荷以上。假如沒有2層粉全角運(yùn)行，即使機(jī)組負(fù)荷在最低穩(wěn)燃負(fù)荷以上，機(jī)組的穩(wěn)燃程度仍將大大降低，有可能不能穩(wěn)燃而引起機(jī)組滅火，因?yàn)槿苯沁\(yùn)行的粉層不能互相穩(wěn)燃。根據(jù)給煤量計(jì)算運(yùn)行磨煤機(jī)出力所帶的機(jī)組負(fù)荷，如磨煤機(jī)的出力已達(dá)80t/h，用機(jī)組正常運(yùn)行時(shí)的負(fù)荷與給煤量的比值乘以磨煤機(jī)的出力，估算運(yùn)行磨煤機(jī)的出力所對(duì)應(yīng)的負(fù)荷，確保其在對(duì)應(yīng)煤種的最低穩(wěn)燃負(fù)荷以上。例如，本次案例在機(jī)組正常運(yùn)行帶負(fù)荷220 MW時(shí)，總給煤量110t/h，負(fù)荷與燃料的對(duì)應(yīng)關(guān)系大概是2MW/t煤，不考慮低負(fù)荷效率降低的影響，則增加運(yùn)行磨煤機(jī)的出力至80t/h，對(duì)應(yīng)的負(fù)荷在160MW。這時(shí)，如機(jī)組的實(shí)際功率在160MW左右，甚至略小于160MW，就說明斷煤磨煤機(jī)確已抽空，可以放心停運(yùn)。停運(yùn)磨煤機(jī)前，要關(guān)小甚至關(guān)閉容量風(fēng)門和冷熱風(fēng)門，以減少磨煤機(jī)的通風(fēng)量，防止磨煤機(jī)沒有完全抽空，在停運(yùn)火嘴時(shí)減少對(duì)燃燒的擾動(dòng)；然后依次停運(yùn)其火嘴；當(dāng)最后一個(gè)火嘴停運(yùn)后，磨煤機(jī)自動(dòng)跳閘停運(yùn)。停運(yùn)磨煤機(jī)后，機(jī)組的負(fù)荷不應(yīng)該大幅度的減少，否則說明停運(yùn)磨煤機(jī)沒有完全抽空。應(yīng)立即開大運(yùn)行磨煤機(jī)的容量風(fēng)門和冷熱風(fēng)門，同時(shí)提高一次風(fēng)壓，增加一次風(fēng)量，從而增加進(jìn)入爐膛的燃料量，維持或增加機(jī)組的負(fù)荷，防止低負(fù)荷燃燒不穩(wěn)引起鍋爐滅火[3]。

5 結(jié)束語(yǔ)

在斷煤停磨時(shí)，要保障運(yùn)行磨煤機(jī)所帶的負(fù)荷在燃用煤種的最低穩(wěn)燃負(fù)荷以上，而且要將停運(yùn)磨煤機(jī)的冷熱風(fēng)門和容量風(fēng)門完全關(guān)閉。假如不能完全關(guān)閉，也要盡可能的關(guān)小，并開大其旁路風(fēng)門(因?yàn)榕月凤L(fēng)不經(jīng)過磨煤機(jī)，不攜帶煤粉)分流磨煤機(jī)的通風(fēng)量，以減少要停運(yùn)磨煤機(jī)的通風(fēng)量，從而減少該磨煤機(jī)對(duì)應(yīng)的燃燒器所提供的熱功率，減少停運(yùn)磨煤機(jī)瞬間對(duì)鍋爐燃燒的擾動(dòng)，保障停運(yùn)磨煤機(jī)時(shí)鍋爐燃燒的穩(wěn)定，保障機(jī)組的運(yùn)行安全。這樣的停運(yùn)磨煤機(jī)的原則不僅在斷煤停磨時(shí)適用，在任何情況下停運(yùn)第1臺(tái)磨煤機(jī)時(shí)都適用。

1 容鑾恩. 300MW火力發(fā)電機(jī)組叢書(第一分冊(cè) 燃煤鍋爐機(jī)組)[M].北京: 中國(guó)電力出版社, 1998.

2 山西電力工業(yè)局. 發(fā)電廠集控運(yùn)行(中級(jí)工)[M]. 北京: 中國(guó)電力出版社, 1998.

3 楊曉華. 降負(fù)荷時(shí)防止鍋爐滅火的穩(wěn)燃措施[J]. 電力安全技術(shù),2009 11(3).58-59.