当制粉系统防爆对策

制粉系统防爆对策

  佳木斯发电厂（新厂）共有四台100MW发电机组。锅炉都是哈尔滨锅炉厂生产的HG-410/100型倒U型布置自然循环汽包锅炉。每台炉配有两套中间仓储式制粉系统，采用热风送粉，制粉系统乏气送入炉膛。磨煤机采用DTM-350/600型低速滚筒式球磨机，每套制粉系统装有粗粉分离器和细粉分离器，每台炉均有两个粉仓。

自锅炉投产以来，制粉系统多次发生爆破，既造节省辅助实验时间成了设备的严重损坏，又严重威胁着人身安全及电厂的安全生产，还对生产环境造成了严重的污染。

    1 制粉系统爆炸的危害性

制粉系统爆炸会引起设备损坏，减少发电量，降低机组的经济性，严重时甚至造成人身伤亡事故。

1989年8月12日，十二号炉2号制粉系统爆破。当时，副司炉刘某正在检查制粉系统，事故发生后，造成此人呼吸道及全身大面积严重烧伤，两天后医治无效死亡。

1990年3月，十二号炉1号制粉系统爆破，磨煤机出口防爆门爆破，火焰冲向3米远处的电缆，造成电缆着火，运行人员发现着火后及时扑救，才避免了因电缆烧损造成的厂用电全停的恶性事故的发生。

1991年5月，十一号炉1号制粉系统爆破，19个防爆门中的14个损坏，巨大的冲击波将十一号炉炉膛周围的设备上的积灰振落，斜率S也相应变小遮挡住灭火保护火检探头，致使灭火保护误动，切断给粉机电源而造成锅炉灭火。

    2 煤粉特性及自燃爆炸的条件

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。

    2.1 煤粉的流动性

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。因此，制粉系统的严密性要好。

    2.2 煤粉的自燃与爆炸

积存的煤粉与空气中的氧长期接触氧化时，会发热使温度升高，而温度的升高又会加剧煤粉的进一步氧化，若散热不良时会使氧化过程不断加剧，最后使温度达到煤的燃点而引起煤粉的自燃。在制粉系统中，煤粉是由输送煤粉的气体和煤粉混合成的云雾状的混合物，它一旦遇到火花就会使火源扩大而产生较大的压力（2－3倍大气压），从而造成煤粉的爆炸。

影响煤粉爆炸的因素很多，如挥发分含量，煤粉细度，气粉混合物的浓度，温度湿度和输送煤粉的气体中氧的成分比例等。

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。

煤粉越细越容易自燃和爆炸，粗煤粉爆炸的还是1个唯一几10名员工、年产值200余万元的铝合金加工小作坊可能性较小。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。

煤粉浓度是影响煤粉爆炸的重要因素。实践证明，最危险得浓度在1.2－2.0kg/m3,大于或小于该浓度时爆炸的可能性都会减小。在实际运行中一般是很难避免危险浓度的。制粉设备中沉积煤粉的自燃性往往是引爆的火源。气粉混合物温度越高，危险性就越大。煤粉爆炸的实质是一个强烈的燃烧过程，是在0.01－0.15s的瞬间大量煤粉突然燃烧产生大量高温烟气因急速膨胀而形成的压力波以及高速向外传播而产生的很大的冲击力和声音。

潮湿煤粉的爆炸性较小，对于褐煤和烟煤，当煤粉水分稍大于固有水分时一般没有爆炸危险。

    3 制粉系统爆炸原因分析

从多次爆炸后的现场情况看，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，然后让任务流程越发顺畅的进行细粉分离器水平段入口管积粉，粗粉分离器积粉自燃，根据制粉系统的运行工况和爆炸情况分析，主要原因如下：

    3.1 煤粉细度，风粉浓度及燃煤成分

煤粉爆炸的前期往往是自燃。一定浓度的风粉气流吹向自燃点时。不仅加剧了自燃，而且会引起燃烧，而接触到明火的风粉气流随时都会产生爆炸。造成流动煤粉爆炸的主要原因是风粉气流中的含氧量，煤粉细度，风粉混合物的浓度和温度。

煤粉越细，爆炸的危险性就越大。粗煤粉爆炸的可能性就小些，当煤粉粒度大于0.1mm时几乎不会爆炸。当煤粉浓度大于3－4 kg/m3（空气）或小于0.32－0.47 kg/m3时不容易引起爆炸。因为煤粉浓度太高，氧浓度太小；而煤粉浓度太低，缺少可燃物。只有煤粉浓度为1.2－2.0 kg/m3时最容易发生爆炸。而佳木斯发电厂制粉浓度在0.3－0.6 kg/m3范围内变动，因此发生制粉系统爆炸的可能性较大。

一般挥发份VR 25％，发热量高的煤粉爆炸的可能性就大，而佳木斯发电厂的煤源中，有相当一部分为长焰煤，设计煤种的挥发份为42.6％，所以容易发生爆炸。