大庆石化公司热电厂锅炉车间
摘要：随着我国经济水平的不断提高，煤炭作为主要的能源消费资源，在我国经济发展中发挥着重要作用。近年来，随着电力工业和一些大型工矿企业的不断发展，煤炭消费量呈上升趋势，许多企业选择价格较低的煤炭，但这些煤炭大多具有挥发分含量高的特点，极易引发自燃、爆炸事故，造成设备损坏甚至人员伤亡。因此，有必要对锅炉制粉系统事故的原因进行分析，并提出相应的改进措施，以避免安全事故的发生，从而进一步提高设备的安全运行率和企业的经济效益。
关键词：煤粉锅炉；制粉系统；过错
介绍
快速磨煤机正压直吹冷一次风机系统存在出力不足等问题。为此，对锅炉效率进行了理论计算，并对制粉系统进行了详细的优化对比试验。分析总结了磨煤机出力、煤粉细度、风煤比、磨煤机出口温度、制粉系统漏风等影响因素。结果表明，对正压直吹制粉系统进行优化后，负压直吹式漏风率过高，锅炉效率提高到93.71%。采取相应的调整措施后，磨煤机出力大幅度提高，制粉系统带负荷能力大幅度提高。
1制粉系统概述
制粉系统是将原煤磨成粉，送入炉膛燃烧的设备和管道。它是燃煤锅炉的重要组成部分。制粉系统的主要工作是对原煤进行粉碎和干燥，以满足锅炉燃烧的要求。系统能否安全运行直接影响到燃煤锅炉的安全。目前，燃煤锅炉制粉系统主要分为中储式和直吹式两种。前者是将煤粉预先贮存在中间煤粉仓中，并根据锅炉的工作负荷向炉膛内投入足够的煤粉；后者不设煤粉中间储仓，而是将现有原煤直接磨干成粉后送入炉膛。与直吹式制粉系统相比，中储粉系统管道多，转角多，容易造成煤粉沉积，面临更大的爆炸危险。因此，市场上许多煤粉锅炉都采用直吹式制粉系统。
2.主要故障可能原因分析及排除
2.1风煤比控制不当
通过一次风压测量值判断和控制风煤比。风压测量装置对风煤比控制的准确性至关重要。防堵列阵磨煤机一次风实测数据表明，磨煤机实测风量（当循环风机送风量控制滑块开度为45%～65%时，磨煤机一次风总风量在61.16～81.45m3/min之间，DCS反馈风量修正系数基本一致（修正系数在0.987～1.018之间），风煤比控制准确。
2.2对磨煤机出力的影响
磨煤机的出力受干燥出力和磨煤出力的影响。磨煤产量受煤质和煤粉细度的影响很大。褐煤易磨性差，含水率高，掺入褐煤后磨煤机磨矿产量下降。朱义飞等[3]的研究结果表明，350mw亚临界燃煤机组掺烧褐煤后，单台磨煤机可减产10t/h。煤粉细度越小，煤粉越细，磨煤机的磨煤产量越低。由于褐煤干无灰挥发分含量高，煤粉燃尽性好，与褐煤掺烧时可适当增稠，在一定程度上提高磨煤产量。磨煤机的干燥产量主要受受受料基水分、磨煤机进风温度和风量的影响。由于褐煤含水率高，磨煤机原煤水分蒸发消耗的热量增加，干燥剂所需的物理热量增加。以褐煤为设计煤种的锅炉，一次风温度设计值约为380℃℃ 在BMCR工况下，以烟煤为设计煤种的锅炉约为330℃. 因此，烟煤与褐煤混合时存在一次风温度低的问题，导致干燥产量下降。随着褐煤配煤比例的增加，磨煤机的干燥产量急剧下降。当配煤比例为50%左右时，磨煤机的干燥产量仅为未配煤的46%。当制粉系统所需的干燥出力超过磨煤机最大出力时，机组的负荷能力也会受到影响。当褐煤掺烧比例超过10%时，机组负荷迅速下降。当褐煤掺烧比例达到20%时，机组负荷仅为276mw。
3号煤粉锅炉制粉系统的相关措施
3.1煤粉细度的优化调整
褐煤具有较高的无灰挥发分含量和良好的着火燃尽性能。由于混煤的燃烧特性具有易燃性，烟煤掺入褐煤后，混煤具有良好的燃尽性能。因此，可以适当调整粗煤粉的细度，有利于提高磨煤机的产量。600mw机组烟煤锅炉燃用褐煤后，发现煤粉细粉严重。经过煤粉细度的优化调整，r90值由<5%提高到14.6%，磨煤机出力由50t/h提高到65t/h，基本满足满负荷要求。
3.2烟气惰化干燥系统
烟气惰化干燥系统将部分中温低氧烟气抽入磨煤机入口，改变磨煤机干燥剂的组成。通过提高磨煤机入口温度，提高干燥剂的干燥能力；通过降低制粉系统的O2含量，提高了系统的防爆能力。马金峰等[5]对清河电厂7号锅炉进行改造，使制粉系统末端氧含量在高负荷下控制在16%以下，保证制粉系统不发生爆炸。本改造适用于集中储存热风送粉系统。正压直吹式制粉系统，应增设循环增压风机。
3.3送风管最小风速对低煤量风速的限制
根据《火力发电厂制粉系统设计计算技术规程》（DL/t5145-2012）[11]的要求，通过计算得出保证煤粉不沉积在给粉管内的最小通风量（最小风量的给粉管速度不小于18m/s，结合610mm的给粉管尺寸计算，磨煤机进风量不小于85t/h）。
3.4磨煤机
含水量高的原煤易附着在磨煤机入口，制粉系统开闭时易发生自燃。目前，一些电厂通过增设隔板，可以提高粉尘混合物的混合程度，减少磨煤机入口积煤。因此，磨煤机入口可设置隔离门。入口处还可安装温度记录仪，及时处理气温偏高问题，防止爆炸。磨煤机进口落煤管采用耐磨材料，适当加大管口直径，适当增加给煤机出力，防止堵管造成给煤量，管道堵塞引起的送风温度升高和爆炸。低负荷时，应保证足够的风机出力输送煤粉，煤粉流量应控制在16～30m/s；进一步减小了管道的角度，保证了管道内壁的平整度，减少了煤粉的沉积。
3.5风煤比曲线控制
一般情况下，在热控过程中，如果负荷一定，就要确定总风量，有时也只能根据煤质的变化进行小的调整。这种风量配置影响一次风速和煤粉在炉内的稳定燃烧。因此，较好的风煤比与煤种的关系可以更好地适应煤质的变化。综合考虑各种因素，对风煤比进行了修正，30t/h的最小产量为85t/h；45t/h的通风量为93t/h；50t/h出力时的通风量为95t/h。改进的风煤比能保证炉内燃烧稳定，提高经济性。
后记
磨煤机的有效运行对锅炉制粉系统的高效稳定运行起着重要作用。通过对故障原因的认真分析和调查，对制粉系统的影响主要体现在磨煤机出力降低、制粉系统存在爆炸和堵管风险。针对褐煤配煤后制粉系统存在的问题，总结了目前制粉系统改进的几种有效措施，包括：优化调整煤粉细度，在制粉系统中增设烟气惰化干燥系统，空气预热器改造及一次风再热。
参考文献：
[1]杨国光．锅炉制粉系统爆燃事故处理及预防办法?[J]．电站系统工程，2015，28（1）：45-46．
[2]罗卫军．锅炉制粉系统爆炸分析及预防措施[J]．电力安全技术，2015，11（6）：14-15．
[3]张文彪．锅炉制粉系统爆炸原因分析及预防[J]．中国科技纵横，2016，34（20）：120-121．
[4]杨利民．锅炉制粉系统发生爆炸的原因分析和预[J]．能源与节能，2016，45（3）：107-108．