一：制粉系统及爆炸的原因分析：煤粉发生自燃和爆炸是由于煤的特性在加工成煤粉后所具有的特性以及煤粉所处的环境条件所决定的。一般情况下,制粉系统爆炸必须满足以下几个必要条件,即氧浓度、煤粉浓度、煤粉细度、燃料挥发分含量、煤粉所含水分、风粉混合物温度及明火源。从氧浓度和煤粉浓度(即风粉混合物浓度)方面来讲,当煤粉浓度达到爆炸标准而氧浓度未能达到爆炸标准或者氧浓度能达到爆炸标准而煤粉浓度未达到爆炸标准时,制粉系统没有发生爆炸的危险.对于烟煤,当燃料挥发分<10时,无自燃和爆炸的危险.当燃料烟煤的挥发分达到20以上时,由于此时的煤属于反应能力较强的煤,燃料挥发分的析出和着火温度都较低,很容易发生煤粉自燃和爆炸事故。从锅炉燃烧理论分析，电厂中所用的煤种一般都近似于劣质烟煤，挥发分在10﹪到25﹪之间，掺配的电厂用动力煤的挥发分一般要求控制在15﹪到20﹪之间。一般说来挥发分含量VR<10％(无烟煤)，是没有爆炸危险的。而VR>25％的煤粉（如烟煤等），很容易自燃，爆炸的可能性也很大。同时煤粉越细越容易自燃和爆炸，粗煤粉爆炸的可能性较小。例如烟煤粒度大于0.1毫米几乎不会爆炸。因此，挥发分大的煤不能磨得过细。经过制粉系统加工后的煤粉是由不规则形状的颗粒组成的。它的尺寸一般为0－50微米，其中20－50微米的颗粒占多数。干的煤粉能吸附大量的空气，它的流动性很好，就像流体一样很容易在管道内输送。由于干的煤粉流动性很好，它可以流过很小的空隙。当风粉混合物浓度在0.32～4Kg/m3范围内时则会发生爆炸,在1.2～2.0Kg/M3范围内时,则最容易发生爆炸.若风粉混合物浓度恰好在此范围内时,遇到足够的点火源就会发生爆炸事故。因此，制粉系统的严密性要好，不能在制粉系统的管路中出现漏风的情况。煤的挥发分过小会引起煤粉着火时间延迟，造成煤粉炉的断火，使得煤粉在从风道进入炉膛后，没有及时的燃烧，后续的煤粉因为没有加热燃烧热源而出现灭火事故，同时也会引起锅炉内的煤粉浓度达到爆炸极限，而此时的炉膛含氧浓度达到爆炸的浓度时，就会引起锅炉爆炸。挥发分过大则会引起煤粉在没有进入炉膛以前，因为热风的加热作用，在煤粉管道中就会很容易的发生煤粉燃烧情况，提前燃烧，在制粉系统中就出现爆炸的危险。我公司燃用的煤含矸石量较大的劣质煤和其他一些矿区的劣质煤或烟煤进行掺混后的燃烧动力煤。曾经因为煤质的变化,发生很多次的锅炉灭火的异常事故。经常性的出现煤质变化较大,燃料挥发分在10～25之间变化,许多的电厂的爆炸事故分析看，引爆点主要在容易长期积煤或积粉的位置，制粉系统处于封闭状态，引爆的火源主要是磨煤机入口积煤，细粉分离器水平段入口管积粉，粗粉分离器积粉自燃。 1）磨煤机入口积煤自燃：
磨煤机处积煤发生在入口上部管道上，热风管道接口处以及空心轴颈斜管上，有的进入入口防爆门处，在此处开有三个孔分别与回粉管，再循环管和防爆门连接。从一侧过来的热风与对应的风粉形成涡流，从给煤机落下来的湿煤就被冲击并被粘在开孔上方管道的内壁上，防爆门处或粘在空心轴斜管上，有时也会落入热风接口管内。运行中人工无法清除此处的积煤，同时从预热器来的一次风温高达250℃以上，在制粉系统停止运行后，由于磨煤机入口风门不严，漏过的热风使磨煤机入口处温度达100℃以上，很容易将入口处的积煤引燃，燃烧的煤进入磨煤机就会引起爆炸。另外有的磨煤机入口不光滑，有的存在夹层，也容易积煤着火。2）细粉分离器处积粉自燃
细粉分离器中积粉主要发生在入口方形管道下部的水平段，因为水平段正上方有两个防爆门，因而使该处的通流面积增大，风粉气流的流速下降，增大了积粉的可能性。从历来发生的制粉系统爆炸事故中可以看出，半数以上都是由水平段积粉引起的。二：本次锅炉制粉系统爆炸的现象分析：10月19日中班，3－2磨煤机出现轻微的堵煤情况。10月19日小夜班开始3－2磨煤机出现进出口压差增大，磨煤机电流略有下降，经检查发现，原煤来煤较湿，磨煤机入口段堵塞，联系检修人员打开入口短接，运行人员清理入口堵煤，从20：20到22：50＃3－2共出现三次堵煤的情况，22：55，第三次清理完毕，恢复运行。在22：10开始出现＃3－1磨煤机堵煤的情况，22：45＃3－1磨煤机清理完毕恢复运行，22：56制粉系统发生爆炸。制粉系统爆炸检修处理完成后，要求运行人员降低磨煤机出口温度，维持在72℃左右运行。以下是制粉系统爆炸前的煤质化验单#3炉大夜班入炉煤抽查分析报表采制、化日期：2006年10月20日分析项目
单位#3-1#3-1#3-2全水（Mt）％9.5910.5210.75挥发分（Var）％29.6529.4829.98弹筒热值（Qb，ad）MJ/Kg28.06228.36528.116低位热值（Qnet，ar）MJ/Kg24.7324.7224.44Kcal/kg59145912584510月20日中班两次检查发现磨煤机入口在事故冷风门处有明火现象，运行、检修、保卫三个部门人员共同参与，消除了明火，用水枪冲洗磨煤机。小夜班期间，由于磨煤机入口堵煤严重，停止磨煤机运行，维持出口温度在50℃抽粉运行15分钟左右，启动磨煤机运行，此时炉膛发生灭火事故，灭火时运行人员发现炉膛负压达到-1000多PA，从火焰监视器看不见火焰，立即就地观察，发现没有火焰，手动拉掉给粉机，炉膛突然冒正，发生炉膛爆炸。锅炉MFT后动作，显示为排粉机跳闸。从以上运行现象分析，此次连续的锅炉制粉系统和炉膛爆炸，根本原因在于锅炉燃烧所用燃煤已经不能满足机组动力用煤的要求。在以前的运行中，经常出现由于机组的燃煤的挥发分过低或者发热量过低，造成机组不能接带高负荷或者灭火的事故，而此次由于煤质的挥发分和发热量已经远远偏离动力要求煤种，属于极易发生爆炸情况的烟煤；同时由于锅炉FSSS系统的问题，造成了本次锅炉连续的制粉系统爆炸和炉膛爆炸；另一方面也说明运行人员对于此种煤种的不能及时了解和分析，对于在此种煤种的情况下没有运行操作经验，缺乏一定的分析运行的能力。对此次事故的具体分析如下：1、19日中班发现锅炉来煤比较湿，对原煤的煤种变化没有分析报表，所以运行人员认为燃料的煤质变化不大，只是相对较湿而已，以前已经多次发生来煤较湿，运行人员手工疏通即可。以前的湿煤挥发分较低，同时发热量较小，是一种较难自燃和爆炸的混合劣质烟煤，基本不具有爆炸性。小夜班接班后，运行人员两次由于磨煤机入口堵塞停止磨煤机运行，手工清理磨煤机，由于原煤的煤种已经发生很大变化后，清理完成磨煤机抽粉的过程中，已经存在了制粉系统爆炸的危险性，此时已经很有可能已经在磨煤机的事故冷风门和热风门的结合处发生了积留的煤粉自燃的情况，在启动抽粉时，明火在制粉系统中已经循环，此时的煤粉浓度和含氧量正好满足爆炸的条件，达到爆炸极限时发生了爆炸的事故，而在正常运行时由于煤粉的浓度相对较大，同时浓度较大的煤粉的含氧量不能满足爆炸和温度的要求，所以在正常运行时不会发生爆炸事故。2、20日中班发生两次煤粉在事故冷风门处的自燃异常，每次都是发生在清理磨煤机后，说明在磨煤机清理后的启动加热过程中，由于烟煤的极易自燃（21日用一块3CM见方的原煤块，用打火机就可以很容易点燃）和爆炸，加之含氧量及煤粉浓度在此时满足爆炸条件，在事故冷风门开启时就会在事故冷风门处发生自燃的情况，如果事故冷风门处于关闭状态，就会在制粉系统中发生爆炸。小夜班接班后，清理磨煤机，完成后用50℃左右的风温进行制粉系统的吹扫，此时制粉系统的积留的煤粉由于水冲后的含水量较大，同时温度较低，极易燃烧和爆炸的煤粉由于没有满足温度要求，煤粉被抽到排粉机入口处，形成温度较低、含水量较大的煤粉团，当制粉系统的风路导送导正常的系统运行时，较湿的煤粉团被排粉机带入到一次风口，由于温度较低、湿度较大，从一次风口进入的煤粉不可能立即被加热到能够燃烧的温度，形成煤粉燃烧的断火，炉膛立即形成负压，当煤粉进入到炉膛中部，被加热到可以燃烧的温度时，煤粉团又立即燃烧起来，造成炉膛爆燃，此时，由于锅炉FSSS保护系统没有及时动作，停止给粉机运行，造成后续进入的煤粉在爆燃的煤粉的加热下，形成炉膛爆炸的事故。3、由于原煤的化验报告是第二天化验的，原煤的湿度是存在一定的水分流失的，所以此次的原煤的水分含量应该比化验的还要大；同时由于原煤是一种挥发分极高的煤种，在水分烘干的过程中就会出现析出情况，原煤的挥发分应该在30以上。4、每次制粉系统启动时的煤粉的颗粒相对于正常的煤粉的颗粒小，是极易发生爆炸的煤粉颗粒，所以事故均是出现在这个时间。三 制粉系统爆炸的防范措施:根据“运行规程”、“安规”及“二十五条反事故措施”的重点要求,结合该我们公司锅炉所配中间储仓式制粉系统现状,应该从以下几方面防止：1、运行人员应按照运行规程要求,严格执行定期降粉工作。2、制粉系统运行中,运行人员根据负荷情况、观察煤质情况、粉位的变化情况，估计煤质的情况，分析比较掺配煤的均匀性。加强燃用煤种的煤质分析和配煤管理，燃用易自燃的煤种应及早通知运行人员，以便加强监视和巡查，发现异常及时处理。建议有关部门经常、及时的提供一些原煤的报告（包括燃料所进的外来煤），使得运行人员有一个比较及时的分析判断的依据。根据煤质的情况，可以用控制煤粉细度大小的方法适当的控制机组的安全运行，在发现原煤煤质相对较好的情况下，煤粉细度不要保持太小,特别是燃用挥发分较高的煤种时。防止挥发份较高煤粉发生爆炸事故。3、制粉系统在停止运行之前,一定要将系统内部的积粉抽干净,系统启动前,要进行充分暖管,(防止抽粉不彻底或暖管不充分遇到结露的水蒸汽或因蒸汽消防门不严,使凝结水滴入制粉系统内部造成煤粉结块)；制粉系统停止运行后,要进行倒风,并检查热风门的严密性,发现风门有缺陷及时联系处理。4、根据煤质变化情况,在正常范围内适当调整磨煤机出口风粉混合物温度,最高不应超过80℃;(煤质可以从煤的颜泽、挥发分的大小并辅以低位发热量为依据或根据磨煤机出口风粉混合物温度、磨煤机出入口压差来粗略判断)。5、保持制粉系统的稳定运行,防止煤量忽大忽小或断煤,检修时应定期清理原煤斗,及时消除制粉系统各部漏风,保持制粉系统严密性,发现断煤时应及时采取相应措施处理。6、加强对制粉系统各防爆门的不定期检查和管理(不定期对防爆门进行检查,发现有破损,及时联系处理),应保持防爆门完整严密,且其上不应有异物妨碍其动作。7、加强原煤管理工作,及时清除煤中爆炸物(如雷管等)及大块杂物,严防外来火源.燃运应加强上煤及对异物的清理工作,加强配煤工作,及时通报上值和当值上煤情况,煤种发生变化及时告诉运行当班负责人。8、定期巡回检查系统设备运行状况,发现制粉系统内部有火星飞溅或明火时,应立即采取措施,消除火源；且不宜立即停止给煤机运行，防止在停止给煤机过程中，引起制粉系统爆炸。9、燃用挥发分较高的原煤时，当出现磨煤机入口堵塞的情况时，在没有出现明火的情况下，不要用水冲洗磨煤机入口，应进行人工清理，同时在启动抽粉前，应该检查磨煤机热风门附近是否有自燃的情况，启动抽粉的过程中，适当保持磨煤机出口温度在65℃左右，以免在导风过程中出现进入排粉机的煤粉的燃烧时间异常，出现炉膛爆炸事故。10、对细粉分离器入口切向处的积粉，可通过在风道内加装导流板，增强局部扰动，提高该处的流速，增强气流对下部积粉的冲刷。同时，加装导流板后，风粉气流分布更加均匀，使分离效果得到进一步提高。
来源：中国电站集控运行网
