晃電事故對循環(huán)流化床鍋爐運行的影響與對策

朱國平

(河南能源化工集團(tuán)中原大化，河南濮陽 457004)

晃電事故對循環(huán)流化床鍋爐運行的影響與對策

朱國平

(河南能源化工集團(tuán)中原大化，河南濮陽 457004)

結(jié)合生產(chǎn)運行實際，分析了晃電事故對循環(huán)流化床鍋爐正常運行的影響，并分多種具體情況，對如何應(yīng)對、避免晃電事故擴大化進(jìn)行了探討，對同類型裝置正確應(yīng)對晃電事故具有一定的借鑒意義。

晃電事故;循環(huán)流化床鍋爐;分析;處理措施

1 概述

中原大化公司煤化工裝置設(shè)計年產(chǎn)50萬t甲醇，系統(tǒng)高壓蒸汽由濟南鍋爐廠生產(chǎn)的3×130 t/h循環(huán)流化床鍋爐提供，壓力9.81 MPa、溫度540℃。鍋爐裝置自2007年5月投運以來，運行情況良好，具有負(fù)荷調(diào)節(jié)范圍大、燃料適應(yīng)性廣、燃燒效率高和煙氣氮氧化物排放濃度低等特點，圓滿完成了高壓蒸汽生產(chǎn)任務(wù)，但裝置運行以來發(fā)生的幾起晃電事故給生產(chǎn)裝置造成了一定影響，本文對晃電事故對鍋爐裝置的影響及發(fā)生晃電事故后的處理措施分類進(jìn)行了簡要的分析。

2 CFB鍋爐裝置簡介

該鍋爐型號為YG-130/9.81-M2，采用單鍋筒橫置式，單爐膛自然循環(huán)，全懸吊結(jié)構(gòu)，全鋼架“∩”布置。運轉(zhuǎn)層標(biāo)高8.5 m，爐膛采用膜式水冷壁，鍋爐中部是汽冷旋風(fēng)分離器，尾部豎井煙道布置了多組蛇形管受熱面和鍋爐包覆管受熱面及一、二次風(fēng)空氣預(yù)熱器。

在燃燒系統(tǒng)中，正壓式給煤機將煤送入落煤管進(jìn)入爐膛，燃燒所需空氣分別由一、二次風(fēng)機提供。一次風(fēng)機送出的空氣經(jīng)一次風(fēng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱后由左右兩側(cè)風(fēng)道引入爐下左右水冷風(fēng)室，通過水冷布風(fēng)板上的鐘罩式風(fēng)帽進(jìn)入燃燒室。二次風(fēng)機送出的風(fēng)經(jīng)二次風(fēng)空氣預(yù)熱器預(yù)熱后，通過分布在爐膛前后墻上的二次風(fēng)嘴進(jìn)入爐膛，補充空氣，加強擾動與混合。離開爐膛并夾帶大量物料的煙氣在引風(fēng)機的作用下經(jīng)蝸殼式汽冷旋風(fēng)分離器之后，絕大部分物料被分離出來，經(jīng)返料器返回爐膛，實現(xiàn)循環(huán)燃燒。分離后的煙氣經(jīng)轉(zhuǎn)向室、高溫過熱器、低溫過熱器、省煤器、一、二次風(fēng)空氣預(yù)熱器由尾部煙道排出。

每臺鍋爐設(shè)計4臺給煤機;母管制高壓鍋爐給水系統(tǒng)有2臺電泵和一臺蒸汽透平泵組成，開車過程中運行兩臺電泵，全裝置開車正常后運行一臺電泵和蒸汽透平泵;配風(fēng)系統(tǒng)由一、二次風(fēng)、引風(fēng)、高壓流化風(fēng)組成，現(xiàn)場設(shè)置一次風(fēng)機一臺、二次風(fēng)機一臺、引風(fēng)機兩臺、高壓流化風(fēng)機兩臺，具體參數(shù)如表1所示。

表1 130 t/h循環(huán)流化床鍋爐用電設(shè)備配備

3 鍋爐晃電事故分類

3.1 晃電事故簡介

“晃電”是指電網(wǎng)由于雷擊、對地短路、發(fā)電廠故障及其他內(nèi)外部故障原因造成的電網(wǎng)短時故障、引起電網(wǎng)電壓短時間大幅度波動，甚至短時間斷電數(shù)秒的現(xiàn)象?！盎坞姟睍瓜到y(tǒng)電壓瞬時降低，導(dǎo)致接觸器、變頻器、斷路器等控制設(shè)備跳閘，造成能源供應(yīng)中止。發(fā)生晃電對鍋爐裝置往往造成較大影響，易造成給煤機、風(fēng)機、給水泵、DCS控制系統(tǒng)等重要設(shè)備的跳車，一旦處理不正確或不及時將造成重大事故發(fā)生，晃電多發(fā)生于夏季多雷雨季節(jié)。

3.2 晃電事故分類

根據(jù)用電設(shè)備電壓等級的不同，本文將晃電事故分為低壓電網(wǎng)晃電事故和高壓電網(wǎng)晃電事故，以下分別分析:

3.2.1 高壓6 kV用電設(shè)備晃電

該種情況可以分為給水泵晃電、引風(fēng)機晃電、一次風(fēng)機晃電、一次風(fēng)機與引風(fēng)機同時晃電四種(二次風(fēng)機單獨發(fā)生晃電系統(tǒng)減負(fù)荷操作即可，本文不做具體論述)。

3.2.1.1 鍋爐給水泵晃電

當(dāng)發(fā)生鍋爐給水泵晃電停車時，中控監(jiān)控畫面上主要現(xiàn)象有:①鍋爐給水壓力、流量急劇下降。②汽包水位隨之急劇下降。自然循環(huán)鍋爐汽包水容積十分有限，一旦發(fā)生給水中斷數(shù)分鐘內(nèi)就可能導(dǎo)致鍋爐汽包發(fā)生干鍋，鍋爐給水泵跳車是非常危險的事故，處理原則為盡量不發(fā)生鍋筒干鍋。

處理步驟如下:①盡量提高透平泵出力，力爭保證汽包液位。②聯(lián)系電氣人員復(fù)位啟動給水泵備泵，保證上水。③當(dāng)汽包失去可見水位時，嚴(yán)禁上水，關(guān)閉該爐主蒸汽門，放盡底料，保持引風(fēng)機運行，強制降溫，并嚴(yán)密監(jiān)視蒸汽壓力、尾部煙道溫度等參數(shù)，防止發(fā)生汽水系統(tǒng)超壓、煙道后燃等事故發(fā)生。

2007年6月在鍋爐裝置試車過程中因鍋爐給水泵出口管線材質(zhì)不達(dá)標(biāo)爆管導(dǎo)致鍋爐給水中止，汽包液位在3 min內(nèi)降為0，當(dāng)班運行人員采取緊急放底料、保持引風(fēng)機運行強制降溫的方法處理。停車后全面檢查系統(tǒng)，發(fā)現(xiàn)汽水系統(tǒng)各受熱面狀況良好、爐膛密相區(qū)、旋風(fēng)分離器澆注料無損壞，短時間內(nèi)實現(xiàn)了重新正常開車。

3.2.1.2 風(fēng)機晃電，主要現(xiàn)象有:①爐膛出口負(fù)壓瞬時至滿量程、一次風(fēng)機電流指示為零。②爐膛溫度、料層差壓、主汽壓力、溫度、汽包液位均迅速下降。處理措施:一次風(fēng)主要作用是保證床料的充分流化和對燃燒部分供氧，對CFB鍋爐的正常運行起著至關(guān)重要的作用。根據(jù)運行經(jīng)驗，處理不及時特別容易造成爐膛結(jié)焦事故。

處理應(yīng)本著迅速、準(zhǔn)確、避免事故擴大化的原則進(jìn)行:①迅速停止給煤機向爐膛給煤，避免鍋爐結(jié)焦。②停運二次風(fēng)機、引風(fēng)機、高壓流化風(fēng)機，放部分循環(huán)灰，鍋爐按照壓火操作進(jìn)行。③現(xiàn)場聯(lián)系電氣人員檢查各風(fēng)機等用電設(shè)備，待具備啟動條件后按“揚火”操作進(jìn)行。④事故處理過程中嚴(yán)密監(jiān)視汽包液位，汽水系統(tǒng)壓力，避免發(fā)生干鍋和超溫超壓事故。

3.2.1.3 引風(fēng)機晃電

當(dāng)發(fā)生引風(fēng)機晃電跳車時，中控監(jiān)控畫面上主要現(xiàn)象有:①引風(fēng)機電流指示為零;②爐膛出口壓力正壓至滿量程。③爐膛溫度升高、爐膛差壓變大。處理措施:引風(fēng)機的主要作用是將燃燒后的高溫?zé)煔馀懦?、維持燃燒系統(tǒng)壓力穩(wěn)定。

發(fā)生引風(fēng)機晃電跳車后處理不及時將造成鍋爐嚴(yán)重正壓損壞爐墻、鍋爐結(jié)焦或滅火事故，根據(jù)經(jīng)驗處理措施應(yīng)為:①停運一、二次風(fēng)機、給煤機、按照壓火處理，可保持高壓流化風(fēng)機短時運行。②聯(lián)系電氣人員迅速至現(xiàn)場啟動引風(fēng)機，揚火操作，恢復(fù)鍋爐運行，無法啟動，則停止高壓流化風(fēng)機運行。③事故處理過程中嚴(yán)密監(jiān)視汽包液位，汽水系統(tǒng)壓力，保持正常狀態(tài)，避免發(fā)生干鍋和超溫超壓事故。

3.2.1.4 一次風(fēng)機、引風(fēng)機同時晃電

當(dāng)發(fā)生一次風(fēng)機、引風(fēng)機同時晃電跳車時，中控監(jiān)控畫面上主要現(xiàn)象有:①一次風(fēng)機、引風(fēng)機電流指示為零。②爐膛壓力、溫度不正常波動。③DCS聲光報警。

處理措施:發(fā)生一次風(fēng)機、引風(fēng)機同時晃電跳車時，按照鍋爐裝置壓火操作即可。①停運給煤機、二次風(fēng)機。②停運高壓流化風(fēng)機、放循環(huán)灰。③待風(fēng)機具備啟動條件后順序啟動引風(fēng)機、一次風(fēng)機、給煤機、高壓風(fēng)機進(jìn)行“揚火”操作。④事故處理過程中嚴(yán)密監(jiān)視鍋筒液位，汽水系統(tǒng)壓力，保持正常狀態(tài)，避免發(fā)生干鍋和超溫超壓事故。

3.2.2 低壓380V用電設(shè)備晃電

該種情況主要包括給煤機晃電、高壓流化風(fēng)機晃電和DCS控制系統(tǒng)晃電三類。

3.2.2.1 給煤機晃電

當(dāng)發(fā)生給煤機晃電跳車時，中控監(jiān)控畫面上主要現(xiàn)象有:①給煤機流量指示降為零，停運信號出現(xiàn)。②床溫迅速下降、氧量迅速上升。

處理措施:①停運二次風(fēng)機、一次風(fēng)機降至最低流化風(fēng)量。②聯(lián)系電氣人員，迅速復(fù)位啟動給煤機，逐步恢復(fù)鍋爐負(fù)荷。若無法復(fù)位啟動給煤機，按壓火程序處理。

3.2.2.2 高壓流化風(fēng)機晃電

當(dāng)發(fā)生高壓流化風(fēng)機晃電跳車時，中控監(jiān)控畫面上主要現(xiàn)象有:①該風(fēng)機電流指示為零，風(fēng)壓風(fēng)量迅速下降。②床溫迅速上升、料層差壓、爐膛差壓下降。

處理措施:高壓流化風(fēng)機是CFB鍋爐重要設(shè)備，起著正常返料、完成熱交換、平抑床溫等作用，停運后將造成返料中止等嚴(yán)重后果，極易發(fā)生鍋爐結(jié)焦事故。根據(jù)運行經(jīng)驗，處理應(yīng)為:①迅速降負(fù)荷，停運給煤機、調(diào)整一二次風(fēng)量保持床溫穩(wěn)定。②聯(lián)系電氣人員迅速復(fù)位高壓風(fēng)機，現(xiàn)場啟動，并放掉部分循環(huán)灰(防止大量循環(huán)灰突然集中進(jìn)入爐膛造成鍋爐滅火)，恢復(fù)鍋爐運行。②嚴(yán)密監(jiān)視床溫、精心控制給煤量，防止?fàn)t膛超溫。

3.2.2.3 DCS控制系統(tǒng)晃電

當(dāng)發(fā)生DCS控制系統(tǒng)晃電，后臺UPS電源一般可以自啟動，控制系統(tǒng)可以正常監(jiān)控操作，操作畫面黑屏?xí)r，短時間內(nèi)與蒸汽用戶做好溝通聯(lián)系，在三沖量汽包液位調(diào)節(jié)系統(tǒng)正常時可以短時間保持運行，保持系統(tǒng)穩(wěn)定，聯(lián)系熱控儀表人員迅速處理故障。

4 結(jié)論

循環(huán)流換床鍋爐以其高效、節(jié)能、燃料適應(yīng)性強等特點在電力、化工等行業(yè)發(fā)揮著越來越重要的作用，晃電事故嚴(yán)重影響著鍋爐裝置的安全穩(wěn)定運行，處理不當(dāng)將造成嚴(yán)重事故。在循環(huán)流化床鍋爐的運行管理中，要提前做好應(yīng)對措施，加強事故演練，在發(fā)生事故時使操作人員能夠做到迅速、果斷、準(zhǔn)確處理。

TQ050.7

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1003-3467(2014)12-0048-03

2014-08-27

朱國平(1984-)，男，助理工程師，從事鍋爐工藝管理工作，電話:(0393)8958344。