基于預(yù)先性危險(xiǎn)分析法的火電廠磨煤制粉系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)分析

張勝男，劉曉

（1.國(guó)家電投上海發(fā)電設(shè)備成套設(shè)計(jì)研究院有限責(zé)任公司，上海 200240；2.優(yōu)得新能源科技（寧波）有限公司，上海 201103）

火電廠的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)不是一成不變的，而是隨著時(shí)間、生產(chǎn)實(shí)際、生產(chǎn)工藝和環(huán)節(jié)以及周?chē)h(huán)境而改變的?；痣姀S的作業(yè)風(fēng)險(xiǎn)也有發(fā)生、發(fā)展、消滅(轉(zhuǎn)化)的過(guò)程。在開(kāi)展作業(yè)危險(xiǎn)源辨識(shí)與風(fēng)險(xiǎn)分級(jí)評(píng)估時(shí)，要充分考慮過(guò)去、現(xiàn)在、將來(lái)三種時(shí)態(tài)；正常、異常、緊急三種作業(yè)狀態(tài)和可能產(chǎn)生的能量釋放類(lèi)型（機(jī)械能、電能、熱能、化學(xué)能等）。通過(guò)對(duì)這些因素的研究達(dá)到對(duì)各類(lèi)風(fēng)險(xiǎn)的辨識(shí)與控制。研究引用的預(yù)先危險(xiǎn)性分析法（PHA）是在進(jìn)行某項(xiàng)生產(chǎn)活動(dòng)之前(包括設(shè)計(jì)、施工、生產(chǎn)、維修等)之前，對(duì)系統(tǒng)存在危險(xiǎn)類(lèi)別、出現(xiàn)條件、事故后果等進(jìn)行宏觀分析的方法?；诖朔椒▽?duì)燃煤系統(tǒng)進(jìn)行全面的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和預(yù)先危險(xiǎn)性分析，并提出系統(tǒng)的預(yù)防整改措施，可在事故發(fā)生前做出防范，把事故的發(fā)生降低到最低點(diǎn)。

1 PHA在火力發(fā)電廠磨煤制粉系統(tǒng)中的實(shí)踐應(yīng)用

在火力發(fā)電廠的日常運(yùn)行中，磨煤制粉系統(tǒng)的安全性對(duì)鍋爐的運(yùn)行至關(guān)重要，爆炸、火災(zāi)等事故的發(fā)生會(huì)直接影響鍋爐的正常運(yùn)行并造成人員傷亡、設(shè)備損毀。因此，防止磨煤制粉系統(tǒng)發(fā)生安全事故是非常重要的。

1.1 磨煤制粉系統(tǒng)風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)評(píng)估

磨煤制粉系統(tǒng)是將原煤干燥和碾磨成合格的細(xì)粉后，通過(guò)粉末進(jìn)料機(jī)和一次風(fēng)扇直接送入爐膛，進(jìn)行懸浮燃燒。因此，導(dǎo)致制粉系統(tǒng)發(fā)生事故的主要因素如下。

（1）不合理的制粉系統(tǒng)設(shè)計(jì)，未遵循設(shè)備標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行系統(tǒng)設(shè)備安裝、操作、日常維護(hù)和檢修，促使系統(tǒng)局部存在煤粉堆積現(xiàn)象。例如，旋風(fēng)分離器的入口部分是直的，在磨煤機(jī)的冷阻尼器處的再循環(huán)管道和熱空氣管道的入口（在粉末回流管的下部，是系統(tǒng)管道的死角，其煤粉倉(cāng)和螺旋鉆交叉管中最容易出現(xiàn)煤粉堆積現(xiàn)象），煤機(jī)、絞機(jī)、原煤倉(cāng)及煤粉倉(cāng)等四個(gè)角落因長(zhǎng)期積累，并且其會(huì)逐漸氧化從而引起自燃。

（2）制粉系統(tǒng)啟動(dòng)、停止和碎煤過(guò)程中，煤量和風(fēng)量瞬時(shí)變化量很大，磨煤機(jī)出口處的溫度不易控制和采集數(shù)據(jù)，容易形成超溫，磨煤機(jī)內(nèi)煤粉變細(xì)，濃度變小，系統(tǒng)濃度達(dá)到爆炸極限即引發(fā)爆炸事故。

（3）制粉系統(tǒng)暫停運(yùn)行后，不充分的通風(fēng)，設(shè)備清理過(guò)程未執(zhí)行標(biāo)準(zhǔn)操作規(guī)程導(dǎo)致系統(tǒng)局部有粉塵堆積殘留現(xiàn)象，殘留煤粉接觸空氣氧化，導(dǎo)致煤粉自燃，系統(tǒng)再次啟動(dòng)作業(yè)時(shí)，殘存積粉濃度達(dá)到爆炸限值范圍時(shí)，即會(huì)導(dǎo)致制粉系統(tǒng)發(fā)生爆炸事故。

（4）進(jìn)入磨煤機(jī)的原煤中夾帶易燃易爆物導(dǎo)致煤炭自燃著火，引發(fā)磨煤制粉系統(tǒng)爆炸。

（5）煤粉倉(cāng)設(shè)計(jì)存在缺陷，積粉在粉倉(cāng)內(nèi)部長(zhǎng)期留存，逐漸氧化引發(fā)煤粉自燃，過(guò)程中粉倉(cāng)密閉性不良導(dǎo)致自燃加速，系統(tǒng)進(jìn)粉與粉倉(cāng)煤粉自燃持續(xù)并存，煤粉濃度達(dá)到爆炸極限后，發(fā)生爆炸事故。

1.2 磨煤制粉系統(tǒng)的PHA

根據(jù)磨煤制粉系統(tǒng)的工作原理和設(shè)備運(yùn)行狀態(tài)，采用預(yù)先危險(xiǎn)性分析法對(duì)整系統(tǒng)進(jìn)行風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，具體分析如表1。

2 結(jié)語(yǔ)

文章通過(guò)對(duì)磨煤制粉系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)點(diǎn)進(jìn)行評(píng)估發(fā)現(xiàn)系統(tǒng)主要存在火災(zāi)、爆炸、機(jī)械傷害、觸電等事故類(lèi)型，基于預(yù)先危險(xiǎn)性分析得出設(shè)備風(fēng)險(xiǎn)預(yù)控措施如下。

（1）根據(jù)煤粉的燃燒和爆炸屬性、磨煤機(jī)的耐磨屬性、煤粉的顆粒精細(xì)程度和設(shè)備的制粉情況，以及爐膛構(gòu)造和形式確定磨煤制粉系統(tǒng)。

（2）在確定系統(tǒng)的防爆門(mén)動(dòng)作壓力、總面積、數(shù)量及位置時(shí)，應(yīng)符合規(guī)定和規(guī)范要求。防爆門(mén)的安裝地點(diǎn)在爆炸時(shí)噴出的氣流及物件應(yīng)保證不擊中人員、設(shè)備、電纜和油、氣管路。

（3）粗粉分離器粉末回流管上的氣體儲(chǔ)柜應(yīng)易于觀察，原煤破碎時(shí)可關(guān)閉，以防止煤粉持續(xù)進(jìn)入磨煤機(jī)，避免給煤中斷時(shí)引起爆炸。

（4）煤粉倉(cāng)應(yīng)設(shè)自動(dòng)和手動(dòng)粉位測(cè)量裝置。手動(dòng)測(cè)量裝置的浮桶，應(yīng)由非鐵質(zhì)材料制成，鋼絲繩穿粉倉(cāng)頂孔應(yīng)襯銅、鉛、鋁，防止摩擦撞擊產(chǎn)生靜電或火花。

（5）煤粉倉(cāng)設(shè)置煤粉外排設(shè)施向安全地點(diǎn)排放已著火煤粉，或?qū)⒍嘤嘣好悍弁廨斨拎彔t。

（6）中儲(chǔ)式制粉系統(tǒng)的給粉機(jī)應(yīng)有可靠的動(dòng)力和控制電源，斷電后應(yīng)閉鎖，避免再送電時(shí)即自行啟動(dòng)，向爐膛送粉。

表1 磨煤制粉系統(tǒng)預(yù)先危險(xiǎn)分析