摻燒褐煤制粉系統(tǒng)防爆技術(shù)研究與應(yīng)用

【摘要】通過控制煤粉爆燃三個條件、實際運行工況控制相結(jié)合的手段，提出了雙進雙出磨煤機摻燒褐煤防止制粉系統(tǒng)爆燃的技術(shù)措施

【關(guān)鍵詞】磨煤機；褐煤；爆破；直吹式制粉系統(tǒng)

1 引言

大唐七臺河發(fā)電有限責任公司一期2×350MW機組，其鍋爐型號為HG—1170/17.4—YM1，采用平衡通風、固態(tài)排渣方式，最大連續(xù)蒸發(fā)量是1170t/h，制粉系統(tǒng)為正壓直吹式，每臺爐配有3臺法國阿斯通（ALSTHOM）公司生產(chǎn)的BBD4060型雙進雙出鋼球磨煤機和6臺沈陽重型機械廠生產(chǎn)的型號為600型電子稱重式皮帶給煤機以及2臺上海鼓風機廠生產(chǎn)的1854B/1182型單吸離心入口導葉可調(diào)式一次風機。每臺磨煤機配有兩臺給煤機、兩臺分離器、兩臺磨的密封風機、一個主電機、一個輔助電機、一個軸承潤滑油站、一個減速機潤滑油站、一個大齒輪潤滑油站。在MCR工況下，3臺磨煤機運行。每臺磨煤機每端有4根煤粉管接入同一層噴燃器，3臺磨煤機共帶有24只噴燃器。燃燒器為擺動式四角布置，切向燃燒。兩臺離心式一次風機，將環(huán)境空氣，直接送入兩臺三分倉空氣預熱器的一次風倉格中加熱至300℃，分別送入3臺雙進雙出滾筒式鋼球磨煤機的一次風入口端，作為磨煤機的干燥劑，并將磨制的煤粉送入爐膛；磨密封風機出口壓力冷風，分別進入磨煤機的各部位，作為磨煤機、給煤機的密封風。原煤由原煤倉下來，經(jīng)兩臺皮帶式給煤機，從磨煤機兩端分別送入磨煤機，原煤在磨煤機內(nèi)與一次風混合，風粉混合物經(jīng)磨煤機兩端的分離器分離后，粗粉重新回到磨煤機內(nèi)，細粉和一次風則通過磨煤機兩端的4根一次風管，分別進入該磨煤機所對應(yīng)的4臺切向擺動式燃燒器，送入爐膛進行燃燒。雙進雙出磨煤機正壓直吹式制粉系統(tǒng)摻燒褐煤防止煤粉爆燃的機理、危險工況及控制措施進行技術(shù)研究與應(yīng)用。

2 煤粉爆燃的機理

當風粉混合物溫度、含氧量、煤粉濃度三個條件同時達到爆炸范圍，是煤粉爆炸的必要條件。

3 制粉系統(tǒng)發(fā)生爆燃的最危險工況

褐煤摻燒比例大、啟停磨煤機、磨煤機斷煤或給煤機跳閘、磨煤機堵煤、磨煤機清分離器、給煤機及磨煤機檢修、單進單出、單進雙出、砸石子、磨出口一次粉管堵塞未吹掃干凈且該粉管長時間停運等工況時，是發(fā)生制粉系統(tǒng)爆燃的最危險工況。

4 制粉系統(tǒng)防爆重點控制措施

4.1消除著火源。

4.1.1根據(jù)入爐褐煤干燥無灰基揮發(fā)份40%，按磨分離器出口溫度最大允許值計算公式：TMAX=1.667（82—Vdaf）±5（1）

式中：TMAX——磨分離器出口最大允許溫度，℃；Vdaf——干燥無灰基揮發(fā)份，%。得出磨分離器出口溫度最大允許值：不超過75℃。4.1.2 磨入口風溫正常運行時不超280℃。在啟停磨、斷煤時煤位低于20mm時不超過130℃.4.1.3消除制粉系統(tǒng)積粉死角，如停磨時將粉抽凈、保證回粉管暢通無堵塞、制粉系統(tǒng)內(nèi)壁光滑、無渦流區(qū)域等。停磨抽粉干凈（抽粉時間：35分鐘以上）。抽粉時間是指在開4個PC門時，從兩側(cè)給煤機全部停運開始至停磨，否則重新計時。

4.2 控制煤粉濃度。4.2.1 風/粉比不小于1.6。4.2.2 褐煤摻燒比例均勻（不超過50%）。

4.3 控制制粉系統(tǒng)內(nèi)氧量，合理使用消防蒸汽，使磨內(nèi)含氧量低于16%。4.3.1 制粉系統(tǒng)啟、停過程中全程投入消防蒸汽。4.3.2 當分離器溫度超過規(guī)定值（摻燒褐煤時75℃），投入5～10分鐘消防蒸汽。4.3.3 消防蒸汽壓力不低于0.4MPa，高壓消防水壓力不低于0.3MPa。

5 運行管理具體控制措施

5.1 正常運行中控制要點

5.1.1加強混配，控制褐煤摻燒比例，控制煤中石子煤的含量，盡量減少磨煤機砸石子的幾率。5.1.2嚴格控制分離器出口溫度不超75℃。如果計劃磨煤機消缺及清分離器不配褐煤5.1.3當褐煤量較大時，嚴格控制最危險工況磨煤機分離器出口溫度，任何時候分離器出口溫度不超75℃。5.1.4各磨煤機冷風門在沒有故障情況投入自動狀態(tài)，控制分離器出口溫度，設(shè)定值與當前值偏差不大于5℃。5.1.5保證風粉比例適當，控制風/粉比不小于1.6。一次風速控制在20～26m/s。5.1.6保證制粉系統(tǒng)各測量表計指示正確，指示異常及時聯(lián)系檢修處理，加強煤位監(jiān)視，避免因磨煤位高而發(fā)生跑粉、堵磨。5.1.7原煤斗、給煤機殼體及落煤管溫度不大于60℃。5.1.8停爐前煤斗要計劃上煤（不上褐煤），如停爐時間超過7天時，停爐前盡量將磨煤機煤斗中的存煤燒空。5.1.9每班必須對制粉系統(tǒng)的漏粉、漏風情況進行全面檢查，特別是防爆門是否漏風，發(fā)現(xiàn)問題及時按缺陷管理認真聯(lián)系處理，及時清除漏出的煤粉。5.1.10 當發(fā)現(xiàn)備用磨煤機內(nèi)著火時，要立即關(guān)閉其所有的出入口風門擋板以隔絕空氣，并用蒸汽消防進行滅火。5.1.11磨煤機蒸汽消防系統(tǒng)是磨煤機出現(xiàn)自燃、爆破等危險時的主要控制手段，應(yīng)保持熱備用狀態(tài)，確保能隨時投入。

5.2啟、停制粉系統(tǒng)控制要點

5.2.1啟動制粉系統(tǒng)控制要點：5.2.1.1啟首側(cè)半磨時：在啟磨前開啟兩側(cè)各1個PC門后投入消防蒸汽5分鐘后，停止非啟動側(cè)消防蒸汽和PC門，保持啟動側(cè)消防蒸汽投入狀態(tài)正常啟磨，當所有PC門全開并給煤正常后（煤量大于15T/h，一次風速正常）停止消防蒸汽；給煤后即采用雙進單出運行方式，并通過冷、熱風門、旁路風門和負荷風門嚴格控制分離器出口溫度不超規(guī)定值75℃。煤位低于20mm時控制磨入口風溫不超過130℃。5.2.1.2啟另半側(cè)磨時：在開啟該側(cè)PC門前，投入該側(cè)磨消防蒸汽，當所有PC門全開且該側(cè)給煤量大于15T/h后停止該側(cè)磨消防蒸汽。控制分離器出口溫度不超規(guī)定值75℃。5.2.2停止制粉系統(tǒng)控制要點：控制分離器出口溫度不超75℃，煤位低于20mm時控制磨入口風溫不超過130℃，給煤機全停后全開冷風門、全關(guān)熱風門控制分離器出口溫度不超75℃，嚴格禁止在磨煤機抽粉過程中，分離器溫度高于75℃時，再次啟動給煤機。5.2.2.1停最后半側(cè)磨時：在停運所有給煤機之前（煤量小于15T/h）投入磨消防蒸汽，所有給煤機停運繼續(xù)抽粉（所有給煤機停止至停磨總抽粉時間35分鐘）至磨停止。5.2.2.2 停另半側(cè)磨時：在關(guān)閉該側(cè)PC門前且給煤量小于15T/h時投入該側(cè)磨消防蒸汽，當該側(cè)PC門全部關(guān)閉后停止該側(cè)磨消防蒸汽。

5.3 非正常磨運行方式控制要點。

5.3.1磨雙進單出方式控制：如磨單側(cè)運行時，采用雙進單出運行方式?？刂仆＿\側(cè)原煤斗至磨之間煤粉的流動性，防止原煤斗大量煤粉積存時間過長自燃，磨罐體和給煤機溫度過高。雙進單出時控制給煤機落煤管溫度不超60℃，磨罐體溫度不超70℃。5.3.2磨單進雙出方式控制：如因給煤機檢修等方式需單進雙出運行時，嚴格控制給煤機停運側(cè)分離器出口溫度，當達高限值75℃時，通過調(diào)整無效時，關(guān)閉給煤機運行側(cè)相應(yīng)的2根粉管（對角）以增加給煤機停運側(cè)的煤粉量來降低分離器出口溫度，否則投入相應(yīng)側(cè)消防蒸汽5～10分鐘。單進雙出時控制給煤機落煤管溫度不超60℃，磨罐體溫度不超70℃。5.3.3對于停磨后熱風門和隔離風門不嚴時控制：積極聯(lián)系檢修處理，否則開啟1個PC磨，開啟冷風門20%左右，控制磨入口溫度最高不大于75℃，盡量越低越好。當隔離風門關(guān)到位后，再次開啟磨兩側(cè)各1個PC門，投入磨兩側(cè)及分離器兩側(cè)消防蒸汽5～10分鐘，關(guān)閉冷風門和PC門。

5.4 典型異常工況處理要點

5.4.1 給煤機斷煤或故障跳閘時控制：煤位接近無煤位時，防止鋼球與鋼球、鋼球與襯板摩擦產(chǎn)生火花點燃煤粉。應(yīng)盡快關(guān)閉熱風門，同時開大冷風門、旁路風門控制磨出口溫度不超過75℃，煤位低于20mm時控制磨入口風溫不超過130℃。若磨出口溫度超過規(guī)定值75℃，停止給煤機，投入消防蒸汽5～10分鐘或當磨出口溫度低于75℃，再啟動給煤機給煤，否則禁止啟動給煤機給煤。5.4.2磨堵煤時控制：降低給煤量開大冷風吹掃，堵煤特別嚴重時停止給煤機運行。通風疏通過程中控制磨入口溫度不超130℃，分離器溫度不超75℃，否則投入消防蒸汽5～10分鐘。如在10分鐘之內(nèi)不能處理正常，及時停磨。5.4.3磨跳閘或其它緊急情況停止制粉系統(tǒng)時控制：停磨后即開啟磨兩側(cè)各1個PC門，投入磨兩側(cè)消防蒸汽5～10分鐘后啟動輔助電機，開啟磨兩側(cè)各1個PC門，投入磨兩側(cè)消防蒸汽5～10分鐘。5.4.4砸石子時控制：當磨出力下降、磨電流升高3～5A時，懷疑石子煤較多時，降低煤位至40～50mm運行，并將相應(yīng)煤斗進行重新配煤（不上褐煤），當燒到不含褐煤煤種時，降低煤位至20～40mm進行砸石子。砸石子期間控制大罐溫度不超70℃，分離器溫度不超75℃，連續(xù)給煤，禁止無煤位砸石子。5.4.5給煤機檢修時控制：給煤機上、下插板關(guān)閉嚴密，給煤機密封風關(guān)閉嚴密，將上插板至給煤機內(nèi)煤盤空。給煤機落煤管、給煤機殼體、上插板及原煤斗的溫度不超60℃。5.4.6一次粉管堵塞控制：及時進行吹掃，吹掃結(jié)束后及時投入，防止長時間停運積粉自燃，單個一次粉管停運時間不超30分鐘。

6 小結(jié)

（1）通過以上分析可知：只要全面分析系統(tǒng)的各種性能、按照理論聯(lián)系實際的方法及時總結(jié)實際運行經(jīng)驗、結(jié)合實際全面考慮系統(tǒng)特性，就能實現(xiàn)雙進雙出磨煤機摻燒褐煤防止制粉系統(tǒng)爆燃。

（2）現(xiàn)大唐七臺河發(fā)電有限責任公司雙進雙出磨煤機摻燒內(nèi)蒙古寶礦、伊敏褐煤控制在50%左右，黑龍江寶清神華低質(zhì)褐煤25%左右，既保證了制粉系統(tǒng)的安全運行又降低了標煤單價。2010年開始該公司面對煤炭市場的不利因素，大膽嘗試摻燒優(yōu)質(zhì)和低質(zhì)褐煤，連續(xù)盈利超1億元。