制粉系统爆炸事故原因分析及预防措施.pdf

制粉系统爆炸事故原因分析及预防措施--1煤粉爆炸的机理在炉膛或烟道积存了大量的未燃尽可燃物，在与空气按一定比例混合时，形成了新的可燃性混合物。当该混合可燃物获得一定的能量并达到燃烧条件时，在极短的时间内迅速点燃。在这个化学反应中将会发生一个链状的燃烧反应，火焰激波迅速传播，因而在极短的时间内很快将积存燃料燃尽。爆燃的结果是在极短的时间内释放出巨大能量。在制粉系统中，煤粉是由气体来输送，气体和煤粉混合成云雾状混合物，煤粉的自燃引起周围气粉混合物爆炸，产生较大的压力而形成煤粉爆炸。根据对事故的分析以及爆燃的物理化学起因，得出发生可燃物爆燃事件的因素主要有以下几方面。由于某种原因积存了大量的可燃物，包括可燃气体和可燃固体燃料颗粒，如氢气、一氧化碳、煤粉挥发分中碳氢化合物等气体都可能是导致爆炸的可燃气体；积存的可燃物与足够的氧气或空气相混合，形成了爆炸性混合物，并且混合物达到了爆炸极限(表1列出了3种煤粉与空气混合时的爆炸极限)；积存的燃料发生了“自热现象”或遇到了明火使得燃料引燃。这3个条件是造成可燃物爆炸的必要因素。表1燃煤与空气混合时的爆炸极限最低浓度最低浓度最易爆炸浓度爆炸产生的最大压力燃料（kg/m3）（kg/m3）（kg/m3）（mpa）烟煤～3～4～2～褐煤～5～6～2～泥煤～13～161～2～制粉系统爆炸事故原因分析及预防措施--制粉系统爆炸事故原因分析及预防措施--a．挥发分含量。一般说来，含挥发分较高的煤粉易爆炸，含挥发分低的煤粉不易爆炸。这是由于煤粉着火燃烧的开始主要是靠燃烧析出挥发分，挥发分含量高的煤粉容易析出挥发分，而且比较多，能够为煤粉的迅速着火提供足够的能力。根据有关资料介绍，当挥发分小于10％时则无爆炸危险。挥发分大于20％的煤粉，很容易自燃，爆炸的可能性很大。b．煤粉的粗细。在炉窑中，煤粉的输送是靠气力输送，因此煤粉越细，在细煤粉的周围所吸附聚集的一次风空气或氧气越多，这样就给自燃提供了更优越的条件，从而越容易自燃和爆炸。烟煤的粒度大于时几乎不会爆炸。综合考虑挥发分和煤粉细度对煤粉着火的影响，对于挥发分高的煤不允许磨得过细。c．输送煤粉的气体含氧量。含氧的比例越大，爆炸的可能性越大，充足的氧气为混合物的爆炸提供了条件，而在氧浓度低于一定程度时难以发生爆炸。关于煤粉系统含氧量浓度的标准，各个国家都有不同的规定标准，但一般都在15％左右。制粉系统的氧气来源于多种渠道，如干燥风、漏风，输送煤粉的一次风或三次风等。如果煤粉混合物中的含氧量不足，即使存在很强的点燃能，混合物的浓度处于最佳爆炸点，也不可能发生爆炸。d．煤粉气流混合的温度。混合物的温度升高会减少煤粉颗粒的着火热，加速燃烧的速度，因此温度高易爆炸，低于一定温度则无爆炸危险。煤粉气流混合温度主要指标是指磨煤机出口风温。c．煤粉沉积。由于设计、安装不当或者在拐弯的地方，煤粉出制粉系统爆炸事故原因分析及预防措施--制粉系统爆炸事故原因分析及预防措施--现沉积，在氧气存在的情况下，就会发生缓慢氧化形成自燃，最终造成爆炸。2制粉系统特点某电厂采用中间仓储式制粉系统，具体系统布置如图1所示。中间仓储式制粉系统主要包括的设备有磨煤机、排粉机、给煤机、粗粉分离器、细粉分离器、制粉管道、锁气器、吸潮门、中间煤粉储仓、原煤仓等。制粉系统的特点是运行可靠性较高，运行调节较为灵活，磨煤机可在自己的经济负荷范围内运行，从而提高了制粉系统的经济性，同时也有助于提高锅炉热效率。其缺点是系统部件多，较复杂，漏风量较大，而且制粉系统管道长，弯角多，流通阻力大，易存在流通死角，易积煤粉。由此看来在制粉系统聚积煤粉的地方，具备煤粉爆炸的一些因素。如果不采取一定的防护措施，制粉系统中聚积煤粉处产生危险性爆炸的可能性就大，给制粉系统的安全运行带来了隐患。3制粉系统爆炸原因分析某电厂锅炉用的原煤为山西雁北烟煤，其特性如表3所示，挥发分为％，水分为％。在制粉过程中，要求煤粉细度控制在Rgo=×l0一，％煤粉粒度在内。表3山西雁北烟煤特性％制粉系统爆炸事故原因分析及预防措施--制粉系统爆炸事故原因分析及预防措施--CdH,d0dNdS,dA,dMdV,d针对其电厂制粉系统几年来的爆炸事故，我们运用煤粉爆炸的产生机理结合该电厂制粉系统煤粉特性，进行研究分析后，得到了以下几点意见。a．制粉爆炸时，磨煤机的出口风温超过70℃，超过了规程要求(70℃以下)，这表明煤粉气流混合物的温度高，达到爆炸的条件。例如：1999年l0月13日4号炉乙侧制粉系统爆炸前其磨煤机出口温度为120℃，远超过表2规定的70℃，从而导致爆炸。b．磨煤机进煤不畅，落煤管堵塞。由于给煤机通过振动给煤，燃煤靠自重落人磨煤机落煤管，在煤较湿条件下，燃煤易粘结在落煤管内壁，落煤管口径只有77(偏小)，且管道倾斜角度安装。长时间不清理落煤管