炸炉起火原因(转载--磨煤机内部着火与爆燃事故)

Posted 2023-06-01

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炸炉起火原因(转载--磨煤机内部着火与爆燃事故)

来源：锅炉人

案例一、某电厂一起磨煤机内部着火分析

1、事件发生时工况

机组负荷500MW，一次风机RB试验结束，A一次风机运行，D、E、F磨煤机运行，机组处于BI（机跟随）方式。锅炉为东锅前后墙对冲燃烧方式。

2、事件发生、扩大及处理情况

15时20分， B一次风机RB试验，B磨煤机跳闸。运行人员在启一次风机B并入系统一次风压正常后，先开启磨煤机B挡板，逐渐开大调门，进行大风量吹扫冷却，磨煤机出口温度快速下降至70℃左右。通风30分钟后运行人员启磨煤机B, 磨煤机电流回到空载后，打开B热风隔离门，发现磨煤机出口温度快速上升磨煤机跳闸，出口温度最高至满量程300℃，快速隔离，实测分离器就地温度113℃，粉管温度135℃，就地手动投入消防蒸汽，出口温度逐渐下降。16时15分，磨煤机3B出口温度降至135度，开冷风调门进行快速降温，降低至65℃。关消防蒸汽，启制粉系统B，磨煤机B运行参数如下：一次风量139t/h;分离器出口温度69℃；电流70A；出口风压5.3kPa，各参数均在正常范围内。

3、事件原因及扩大原因分析

1）直接原因分析:

磨煤机内部存粉发生自燃

2）根本原因分析:

a）RB试验后磨煤机内部存粉，磨煤机热风快关门关闭不严。

b）由于一台一次风机运行冷风无法开启冷却，时间约一小时，消防蒸汽系统没有投入，造成自燃。

c）在启动磨煤机B后发生燃烧，虽然经过灭火，但是不彻底。在制粉系统恢复后再次复燃。

4、事件暴露出的问题

1）消防管理存在死角，执行25项反措不到位。磨煤机跳闸后消防蒸汽不能自动投入，不满足磨煤机消防条件。

2）运行操作存在问题，正常停运磨煤机时，磨内及粉管内的存粉不及时充分吹净，再次启动或停备时会发生自燃或爆炸。

3）制粉系统各风门的检修及维护质量不高。

5、防范措施

1）磨煤机在跳闸后应自动联锁投入消防蒸汽，对此类问题应尽早调试、消缺完毕后投入正常状态。

2）磨煤机正常停运时，应吹尽磨内和粉管内存粉，并加强对停运磨煤机的温度监视和现场防火检查。

3）对于磨煤机热风快关门进行检修处理，使之关闭严密。

4）在蒸汽系统没有投入、热风门不严的情况下，冷风门开足。

5）尽早安排跳闸磨煤机进行冷风吹扫，清除积粉。如果锅炉跳闸后，短时间无法清除积粉，必须充入消防蒸汽。

案例二、磨煤机内部爆燃，某电厂1000MW机组发生非停！

1、事件前工况：

浙江某发电有限公司6号机组为1000MW超超临界湿冷燃煤发电机组，于2008年12月投产。锅炉型号为：DG3000/27.46－π1型，型式为超超临界变压运行本生直流炉，采用单炉膛、一次中间再热、平衡通风、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构、前后墙对冲燃烧方式、半露天布置燃煤Π型。

制粉系统为中速磨正压直吹式系统，配6台ZGM133G型中速辊式磨煤机，基建时未设计磨煤机防爆门。后因掺烧印尼煤需要，6、7号机组每台磨煤机均按照2台防爆门设计，安装位置为磨煤机顶部和进口风道，磨煤机顶部防爆门规格为DN600mm，进口风道为防爆门规格为DN800mm。防爆门动作压力25kPa。6、7号机组磨煤机C、E、F于2013年5月安装完成；6、7号机组磨煤机A、B、D于2017年12月安装完成。本次6E磨发生内部爆燃事件之前没有防爆门动作记录。

2019年3月23日，事发前#6机组正常运行，负荷520MW，机组投运AGC。磨煤机6B/C/E/F磨组运行。

2、事件经过：

2019年3月23日20:13磨煤机6E跳闸，20:15给煤机6C/F/B相继跳闸，联锁跳闸对应的磨煤机，20:16最后一台给煤机跳闸后锅炉MFT动作，首出原因“锅炉所有燃料失去”，汽机、发变组联锁跳闸。

历史曲线图一

3、检查处理情况：

检查磨煤机6E风道及顶部两处防爆门，发现风道防爆门完好，无动作痕迹，而磨煤机6E出口平台顶部的防爆门有明显动作痕迹，处于磨煤机顶部上方的电缆桥架内的磨煤机动态分离器动力电缆、给煤机控制电缆等受损。

磨煤机区域电缆走向图

经查阅DCS曲线，磨煤机6E以此份压力共发生三次尖波：20:01:39磨煤机6E一次风压力达到9.8 kPa，20:07:33该压力达到8.3 kPa，20:12:09该压力达到12.79kPa（顶部防爆门与磨煤机一次风压力测点位置距离较远，同时由于扫描时间关系，在磨煤机内部发生闪爆冲击波时，风道检测压力未能反映实际内部压力峰值）。

历史曲线图二

对磨煤机6E内部检查，发现磨辊压力架上（靠固定端）有较多红色胶条，固定端的磨辊支架上粘有30cm左右边长的含煤渣、铁块、少量残余胶条等组成的燃烬残余物。磨煤机6E内部检查设备状况良好，未发现异常。对磨煤机闪爆机理组织相关调查，确定磨煤机6E在正常运行过程中，由于C38皮带机导料槽中红色PVC挡帘脱落后进入磨煤机6E，经磨辊碾压后转移到风环上方，被磨煤机一次风（210℃左右）加热熔化，

部分向上吹起，粘结在固定端的磨辊支架上；部分落在固定端磨辊上方的压力架上，粘结在磨辊支架上形成背风面，破坏了磨煤机内部防积粉设计，造成局部区域煤粉积聚。积粉在氧化过程中逐渐发热并自燃，引起磨煤机内局部区域可燃性气体（挥发分等）爆燃，磨煤机一次风与磨煤机出口压力突升后突降（防爆门动作）。爆燃后，该区域结渣，形成新的积粉区，能量蓄积后再次积粉爆燃。

皮带机导料槽中红色PVC挡帘

磨煤机6E内部粘结的PVC挡条

磨煤机6E取出的大量PVC挡条

对绝缘受损的磨煤机动态分离器动力电缆和给煤机控制电缆进行更换、包扎，机组于3月24日6点44分开始点火启动，10点22分并网。

4、主要原因分析：

1）直接原因：所有运行的给煤机先后跳闸，触发所有燃料失去，锅炉MFT动作。

2）间接原因：C38皮带机导料槽中PVC挡帘脱落进入磨煤机6E，整团的挡帘橡胶条软化后粘结挂在磨辊支架上，煤粉粘结积聚导致自燃着火，点燃更多的煤粉挥发份，发生闪爆，造成磨煤机顶部防爆门动作，带火星的煤粉外喷，导致该磨区域布置的给煤机B、C、E、F控制电源电缆受损，运行给煤机先后跳闸。

5、暴露的问题：

1）技术改造项目管理粗放。磨煤机防爆门技术改造时，对异常闪爆情况下安全防护评估不足，对其它系统、设备的影响评估不充分，未能提出、选用防护有效的改造方案，导致磨煤机防爆门动作后，该区域电缆受损。

2）技术管理存在漏洞。对磨煤机内部发生爆燃现象的认识不足，在防爆门改造完成后未设置相应报警和联锁，客观上给运行人员增加了对事件判断的难度。

3）燃煤输送系统的全流程设备管理意识不足。对皮带机导料槽抑尘挡帘选用阻燃PVC材料进入磨煤机的危害认识不足；导料槽内部上吊式隐蔽安装方式不利于日常检查和维护；设备管理存在漏洞，导致挡帘脱落进入磨煤机。

6、防范措施：

1）加强磨煤机防爆门及防爆口的隐患排查，完善磨煤机顶部电缆桥架的防护措施，进行有效隔离，防止磨煤机闪爆、防爆门动作后，使电缆桥架等其它设备受损，事件范围扩大。已完成。目前6、7号机组所有磨煤机顶部防爆门已按照临时变更手续完成了闭锁，并对上方电缆桥架增设了上盖板，将电缆桥架用防火板隔离。

2）依据磨煤机防爆门设计规范和要求，优化三期磨煤机顶部防爆门及排口布置，杜绝排放煤粉对人员、设备造成影响。

经咨询华东院和防爆门厂家，遵循《火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术规程》要求，已将磨煤机顶部防爆门取消，仍保留风道处防爆门。

目前已闭锁的磨煤机顶部防爆门图

磨煤机进口风道处防爆门（目前未闭锁）

磨煤机顶部防爆门处现场警示牌

3）增加磨煤机进出口压力突升超限的报警。已完成。

4）增加磨煤机防爆门动作后联跳磨煤机的联锁，并对该磨煤机进行充惰。

尚未进行，正在做联锁实施的方案比选。闪爆信号的具体来源有加装防爆门位置开关或压力变送器等。

5）改进已安装的抑尘挡帘安装方式，以便于日常的检查维护；加强设备管理，做好防止煤流异物进入制粉系统的防范措施；加强来煤质量监控，发现来煤杂物增多时，反馈燃料管理部，对煤源提出要求。

已完成。（1）对输煤系统导料槽抑尘挡帘进行排查，检查了安装支架焊缝，固定螺栓以及锈蚀情况，拆除导料槽内不便于日常检查的抑尘挡帘，消除在装挡帘整体掉落风险。（2）对挡帘定期检查内容进行明确：检查挡帘托架焊缝，挡帘压板及螺栓情况。（3）加强对磁铁分离器、金属探测器的检查，确保设备可靠。

6）运行部、检修部、输灰脱硫部制定相关规定，对运行磨煤机防爆门附近的巡检、操作、工作制定措施，杜绝防爆门动作后对人身造成伤害。

已完成。目前已发布工作人员及运行人员在防爆门区域减少逗留的通知要求，6、7号炉磨煤机顶部防爆门已临时闭锁，1号炉磨煤机只有1台防爆门安装在进口风道处（位于平台走道上），现已对防爆门设置了防护隔离墙。2号炉磨煤机进口风道处防爆门（无顶部防爆门）和6、7号炉磨煤机进口风道处防爆门，因为风道位置较高，人员一般不会上去，未进行隔离防护。另外，根据厂里安委会要求，对电缆桥架火警探头进行全覆盖，目前相关工作正在布置中。

7、考核情况

1）按照责任分析，此次事件设备管理部和检修部为主要责任部门，燃运部为次要责任部门。

2）按照相关规定，对部门和个人的考核分别如下：

（1）全厂月奖每人扣减1000元；

（2）设备管理部：部门考核10441元，主要责任人胡某考核3528元，副主任王某某2480元，主任贺某某、书记王某某1550元；

（3）检修部：部门考核52973元，主要责任人俞某某考核3270元，主管沈某某1758元，副主任李某某2385元，主任李某某、书记刘某1490；

（4）燃运部：部门考核15116元，次要责任人曹某某1676元，主管卢某某903元，副主任严某某1206元，主任邬某某、书记贺某1005元。

案例三、某电厂发生一起磨煤机爆燃安全事件

2020年08月05日08时33分，辽宁某发电公司1号机组升负荷启动A磨煤机过程中发生爆燃，导致机组停机临检。事件未造成人员伤亡，事件原因和设备损坏情况正在进一步调查中。

事件过程：08:00机组实际负荷182MW，调度负荷186MW，机组升负荷中，B、C、D磨煤机煤量（市场煤与印尼煤配比为1:3）分别为44T/h、46 T/h、44 T/h，准备启动A制粉系统运行，08：02开启A磨煤机冷风调门至80%，A磨煤机出口温度最高55℃，通风后，开启A磨煤机热风插板门，有异响，A磨混风风压瞬间最大值7.29kpa，立即关闭A磨热风插板门，隔离A制粉系统，开启A磨煤机消防蒸汽电动门，投入A磨煤机消防蒸汽。炉膛负压+900pa，A磨出口温度升高，巡检就地检查，发现A磨混风管道爆开，A磨热风插板门无法关严，08：28分B空预器转子停转报警来，B侧排烟温度未升高，巡检就地检查，08：29分，RB动作，盘前启动工频油泵，调整锅炉负压、汽温、水位稳定，电缆桥架温度异常升高至110度，由于A磨热风插板门无法隔离，08：33锅炉手动打闸，MFT动作正常。

本次事件虽未造成人身伤害，但事件性质比较严重，为认真吸取事件教训，公司要求，要认真组织做好以下工作：

1、辽宁某发电公司立即组织开展事件调查，查清事件原因、事件损失、事件责任、事件性质，吸取事件经验教训、制定并落实纠正措施，精准追究有关操作和管理人员责任。结合本次事件纠正措施的落实和经验反馈，重新组织对2017年9月23日2号机组D磨煤机爆燃着火、2018年8月14日2号炉尾部烟道爆燃事件防范措施落实情况的审核确认，排查治理有关运行管理漏洞。

2、有关燃用褐煤、印尼煤的火电（或供热）单位，要切实吸取教训，举一反三认真组织排查锅炉掺烧安全措施的完善及执行情况，排查治理锅炉燃烧系统设备缺陷和隐患，及时发现并消除安全隐患。认真组织有关管理人员和全体锅炉运行人员学习培训锅炉运行规程、掺烧等安全措施和防止锅炉灭火放炮的反事故措施，确保机组安全稳定运行。

3、加强运行人员安全和岗位技能培训，尤其是新毕业大学生和新提（转换）岗位的人员，培训考试考核不合格者严禁上岗操作。要认真组织开展防止锅炉灭火放炮及有关现场处臵方案应急演练，切实提高运行操作和应急处臵能力。

4、本次事件，辽宁某发电公司向东北公司安环部汇报不及时，特此提出批评警告。

请各火电单位按上述要求开展排查工作（也可根据本单位实际情况增补、细化排查内容），并将排查情况以《经验反馈单》的形式，于8月13日前通过协同报东北公司安环部。

制粉系统爆炸原因分析：

一、对于煤粉和空气混合物，当煤的挥发分Vdaf>20%时，若属于反应能力强的煤，则此时燃料挥发分析出且着火温度均较低，容易发生自燃和爆炸事故。煤粉/空气混合物的浓度只要达到0.05kg/m3，即可形成爆炸性的混合物，而浓度在0.3-0.6kg/m3范围时爆炸危险性最大。若采用具有自燃爆炸特性的煤种，则在爆炸范围内的气粉混合物，如遇足够的点火能源就能引起爆炸事故。

二、在制粉系统中，凡是发生煤粉沉积的地方，就能成为气粉混合物自燃和爆炸的发源地。制粉系统包括系统管道、输煤和制粉设备及原煤仓，一旦发生煤粉沉积，煤粉就开始氧化，放出热量促使温度升高，又加快了氧化、放热、升温，经一段时间后，煤粉就能达到自燃温度发生自燃，并可能出现爆炸事故。因此，积粉、自燃是制粉系统发生爆炸的主要原因。

三、制粉系统常见着火爆炸故障原因分析：

（1）由于罐内热风量过大，热风温度过高，给煤量减少或中断使罐内温度升高，导致煤粉自燃、爆炸。

（2）煤质挥发分含量过高，配煤不适当，使罐体内可燃气体浓度过高，遇明火或温度过高会发生爆炸着火。

（3）煤中含有采煤过程中遗留下的未被清除干净的雷管、引信等爆炸物，在磨煤机运行过程中被钢球撞击、研磨发生爆炸，引起煤粉爆燃。

（4）检修过程中，罐内通风不畅，粉尘浓度过高，遇明火爆燃。

（5）在罐内检修使用气焊时，因乙炔气泄漏遇明火爆燃。

（6）在罐内动火作业时，未采取防火措施，引燃积煤、积粉。

（7）紧急停磨后，磨煤机罐体内积存大量煤粉，由于未及时采取惰化或抽粉措施，积存的大量煤粉在长时间停运后产生自燃。

四、煤仓爆炸、着火原因分析：

（1）煤仓内温度过高引起自燃或爆炸。

（2）密封不严、漏风，使原煤氧化自燃。

（3）未能及时充入惰性气体，使原煤不能与空气有效隔离，产生自燃。

（4）仓外动火作业时，未采取可靠的隔离措施，火星落入仓内，引起着火、爆炸。

（5）仓内检修工作时，未经充分通风，可燃性气体未排净，遇明火爆炸。

（6）仓内存放有易燃物或火种，引起着火。仓内积煤较多，时间较长，引起自燃。

五、制粉系统分离器及煤粉管道着火、爆炸原因分析：

（1）煤粉分离器及煤粉管道内局部有积粉，因自燃引起着火、爆炸。

（2）检修人员违章在运行中的煤粉分离器及煤粉管道上进行焊接工作，引起内部煤粉着火、爆炸。

（3）制粉系统防爆门、人孔门及其它连接部位密封不严漏风，使内部煤粉氧化自燃引起着火、爆炸。

（4）煤粉分离器壳体及煤粉管道向外部漏粉，附近的积粉自燃或由于周围空间粉尘浓度过高遇明火爆燃。

（5）煤质变化（如挥发份突高），未及时合适调整好分离器出口温度，致使分离器及煤粉管道内的煤粉温度过高而爆燃。

（6）炉内正压，粉管回火爆炸。

那么，电厂制粉系统运行检修过程中该如何预防爆炸事故的发生呢？今天小编就为大家整理了煤粉制粉系统的消防安全管理要求，请查收！

1、严禁在运行中的制粉系统设备上进行动火作业。

2、在停用的制粉系统动火作业，必须清除其积粉及采取可靠的隔离措施，并执行动火工作制度；在有煤粉尘的场所动火，应测定粉尘浓度合格，并办理动火工作手续方可进行动火作业。

3、制粉系统防爆装置排放口应避免朝向人行通道、设备、电缆桥架。应对防爆装置进行定期检查和维护。防爆装置动作后应立即检查及清除周围火苗与积粉。

4、在启动制粉系统和设备检修之前，应仔细检查设备内外有无积粉自燃，若发现积粉自燃，应予消除。

5、严格控制磨煤机出口温度及煤粉仓温度，其温度不得超过煤种要求的规定。煤粉仓应装有温度测点并宜装报警测点。

6、磨煤机出口气粉混合物的温度应符合下表的规定。

磨煤机出口气粉混合物的温度

制粉系统	煤种	气粉混合物的温度
制粉系统	煤种	用空气干燥时	用空气和烟气混合干燥时
仓储式煤粉制粉系统	无烟煤	不受限制	-
	贫煤	130℃	-
	烟煤	70℃	120℃
	褐煤	70℃	90℃
直吹式煤粉制粉系统	贫煤	150℃	180℃
	烟煤	130℃	180℃
	褐煤和油页岩	100℃	180℃

7、仓储式锅炉制粉系统，在停炉检修前，煤粉仓内煤粉必须用尽。直吹式锅炉制粉系统，在停炉或给磨煤机切换备用时，应先将该系统煤粉烧尽或清除干净。不得把清仓的煤粉排入未运行（包括热备用）的锅炉内。

8、每次大修煤粉仓前应清仓，并检查煤粉仓内壁是否光滑，有无积粉死角。粉仓顶盖四角拼缝应符合承受一定的爆炸压力的设计要求。

9、给粉机应有定期切换制度。避免在停用的给粉机入口处出现积粉自燃。清除给粉机进口积粉时，严禁用氧气或压缩空气吹扫。

10、手动测量煤粉仓粉位时，浮筒应由非铁质材料制成，仓内浮筒应缓慢升降。

11、清仓过程中发现仓内残余煤粉有自燃现象时，清扫人员应立即退到仓外，将煤粉仓严密封闭，用蒸汽或氮气、二氧化碳等惰性气体进行灭火。在清扫磨煤机积粉时，严禁在煤粉温度没有下降到可燃点以下时打开人孔门清扫。

12、清仓时，煤粉仓内必须使用防爆行灯。铲除积粉时，工作人员应穿不产生静电的工作服，使用铜质或铝制工具，不得带入火种，禁止用压缩空气或氧气进行吹扫。

13、发现煤粉仓煤粉自燃要妥善处理，一般应停止向煤粉仓送粉，关闭粉仓吸潮管，进行彻底降粉。如采取迅速提高粉位（包括同时由邻炉来粉），进行压粉措施时，应事先输入足够数量的惰性气体。

14、检查煤粉仓、螺旋送粉器吸潮管有无堵塞，吸潮管应加保温措施，吸潮门开度应使粉仓负压保持适当的数值。

15、煤粉仓外壁受冷风吹袭，使仓内煤粉易于结块而影响流动时，外壁应予保温。

16、应做好粉仓层的清洁工作，防止煤粉仓爆炸后热气浪喷出所引起的二次爆炸，或粉仓层积粉自燃后火苗进入粉仓引起煤粉仓煤粉爆炸。

17、煤粉仓应设置固定灭火系统。

18、煤粉仓发生火灾，不得用压力水管向煤粉仓直接进行喷射。

19、粉尘浓度较大、积粉较多的场所发生着火，应采用雾状水灭火。