褐煤安全性使用調(diào)試控制技術(shù)

莫維明

(上海電力建設(shè)啟動調(diào)整有限公司,上海 200083)

1 某電廠概述

某電廠2×660 MW燃用的是印尼褐煤，鍋爐為超臨界參數(shù)、變壓直流爐、單爐膛、一次再熱、平衡通風(fēng)、露天島式布置、固態(tài)排渣、全鋼構(gòu)架、全懸吊結(jié)構(gòu)、切圓燃燒方式，Π型鍋爐。制粉系統(tǒng)：采用中速磨煤機直吹式制粉系統(tǒng)，每爐配7臺磨煤機(6臺運行，1臺備用)。除渣系統(tǒng)采用干排渣方式。

2 問題提出

目前電廠燃用的煤質(zhì)是褐煤，這種煤質(zhì)因其揮發(fā)份含量高，具有在低負(fù)荷易著火、易燃燼的優(yōu)點，正因為其揮發(fā)份的含量高，一旦使用過程中安全性控制措施不到位，就容易引起自燃、爆燃的事故情況發(fā)生。在調(diào)試過程中，工程的進(jìn)度受很多方面因素制約，往往使得調(diào)試的進(jìn)程沒有按照預(yù)先計劃來進(jìn)行，同時很多設(shè)備都要經(jīng)過投運調(diào)整消缺完善后才能滿足連續(xù)運行的要求。由此在這個階段對于使用褐煤就不可避免的會帶來額外的安全性風(fēng)險，因此更要在調(diào)試過程中對相關(guān)的系統(tǒng)進(jìn)行安全性控制，避免和減少事故的發(fā)生。

《防止電力生產(chǎn)事故的二十五項重點要求》[1]中對防止相關(guān)事故發(fā)生有了具體的預(yù)防措施，過程中需嚴(yán)格遵守和執(zhí)行，其中還有些里面未提及的，但對更好地預(yù)防事故發(fā)生能起到重要作用的措施需要在應(yīng)用過程中總結(jié)完善。

調(diào)試過程中，發(fā)現(xiàn)現(xiàn)有的設(shè)備系統(tǒng)無法避免一些影響安全的工況出現(xiàn)，而設(shè)計時又缺少一旦這些危險情況出現(xiàn)而沒有相對應(yīng)的應(yīng)急設(shè)備或系統(tǒng)去消除，導(dǎo)致調(diào)試過程中為了確保安全，花費過多的人力去彌補安全方面的設(shè)計缺失。因此，有必要從調(diào)試應(yīng)用的角度對設(shè)計提出安全性方面完善的要求，在確保安全的前提下提高可操作性。

3 褐煤安全性使用調(diào)試控制技術(shù)

3.1 輸煤系統(tǒng)安全性使用調(diào)試控制技術(shù)

(1) 在調(diào)試過程中發(fā)現(xiàn)，在輸煤皮帶沿線清理的工人，為了省事，打開卸煤入口后面的檢查門直接把收集在周邊的漏煤傾倒入原煤倉中，而此時離機組調(diào)試需求投運制粉系統(tǒng)燒掉里面的燃料還需要很長的時間，日積月累，傾倒進(jìn)煤倉里的燃料越來越多，這就給褐煤積存在煤倉里引起自燃提供了可能。為了杜絕類似的情況再次發(fā)生，應(yīng)嚴(yán)禁在清理煤倉間的積煤、積粉過程中，把收集到的煤和煤灰往長時間不用的煤倉頃倒。但清理的工人分不清楚，這就需要專業(yè)技術(shù)人員來進(jìn)行引導(dǎo)。

(2) 在蒸汽吹管過程中，就曾發(fā)生運行未聽清調(diào)試指令，實際應(yīng)往B倉加煤而誤加D倉，使得后面派大量的人員和時間去清理D倉的煤。原煤倉上煤時，需認(rèn)真聽清調(diào)試人員指令，禁止向未通知的原煤倉上煤。

(3) 在上煤之前，確保輸煤系統(tǒng)除塵抑塵設(shè)備調(diào)試完畢，能夠正常投運，這樣能夠最大程度減少區(qū)域的積煤，減少工人的勞動負(fù)荷，也利于工人收集起來后裝入袋中，傾倒入煤場。

(4) 在調(diào)試過程中，往往受各種因素的制約，實際的工程進(jìn)度與理想的調(diào)試計劃往往會產(chǎn)生偏差，當(dāng)停爐時間需超過7天，應(yīng)采取清倉制度。如果是有計劃性的停爐，機組本身沒有影響安全運行的缺陷存在，就可以通過維持鍋爐運行，逐步燒掉煤倉里面的煤。但是如果由于缺陷導(dǎo)致的鍋爐無法運行，需在停爐后及時清理掉煤倉里面的原煤。由于該廠原煤倉未設(shè)計有應(yīng)急卸煤管，只能通過人工清煤的方法，方法是關(guān)閉給煤機的密封風(fēng)門，打開給煤機的后蓋，裝上導(dǎo)出裝置，打開原煤倉至給煤機進(jìn)口電動門，靠人工使原煤倉里的煤從給煤機后部導(dǎo)出至地面，然后，在把地上的煤清理收集至煤場，顯然這種清煤方式會耗費大量的人力和時間。目前該廠正在從給煤機進(jìn)口設(shè)計3通，加裝應(yīng)急卸煤管和手動門，直通到底部0 m層，在底部落煤口擺放推車，一旦裝滿，就推倒入煤場，這樣大大降低了人力，減少了清煤的工作負(fù)荷?？紤]到，對于皮帶終端的原煤倉，每一次上煤，都會或多或少的有煤從犁煤器和皮帶之間縫隙漏過而掉入終端的原煤倉里，因此每周需定期對終端的煤倉進(jìn)行排空。

(5) 如果在煤儲存在原煤倉期間，需定期測量原煤倉的溫度，如果溫度異常升高，需先進(jìn)行充氮氣，一來置換內(nèi)部形成的揮發(fā)性氣體，二來起到降溫的作用。同時，應(yīng)關(guān)閉相對應(yīng)給煤機密封風(fēng)手動門，防止空氣因煤倉至給煤機擋板門不嚴(yán)從原煤倉落料口反竄至原煤倉，進(jìn)一步促進(jìn)內(nèi)部煤的氧化自燃。一旦發(fā)展成火情，需及時投入二氧化碳消防系統(tǒng)來滅火。

3.2 制粉系統(tǒng)的安全性使用調(diào)試控制技術(shù)

3.2.1 制粉系統(tǒng)的冷態(tài)調(diào)試階段

(1) 在調(diào)試驗收階段，需現(xiàn)場確認(rèn)磨煤機的冷熱風(fēng)擋板門關(guān)閉嚴(yán)密，磨煤機的出口門關(guān)閉嚴(yán)密，并且開關(guān)一次，檢查開關(guān)位置沒有跑位現(xiàn)象。檢查的方法是關(guān)閉磨煤機的冷熱風(fēng)門，在冷熱風(fēng)門匯和點下游懸掛一塊白布，啟動一次風(fēng)機，觀察白布是否隨著漏風(fēng)飄動來進(jìn)行判斷，有漏風(fēng)需及時進(jìn)行調(diào)整，使之關(guān)閉嚴(yán)密。

(2) 在試轉(zhuǎn)磨煤機的過程中，檢查各轉(zhuǎn)動及靜止部件之間沒有碰磨，無火花產(chǎn)生。

(3) 在一次風(fēng)機試運過程中，進(jìn)行制粉系統(tǒng)的風(fēng)壓試驗，檢查制粉系統(tǒng)各組成部位嚴(yán)密不漏風(fēng)。檢查方法是在一次風(fēng)機入口吸入準(zhǔn)備的滑石檢測粉，在泄漏點附近會留有印記，對泄漏點消缺后，清理原先的印記后，再次啟動一次風(fēng)機檢查嚴(yán)密性。

3.2.2 制粉系統(tǒng)的熱態(tài)運行階段

(1) 在制粉系統(tǒng)運行過程中，加強現(xiàn)場的巡檢，如果發(fā)現(xiàn)有漏粉的地方需及時進(jìn)行處理，無法在線處理的，需及時停運該套制粉系統(tǒng)，漏點消除后才可以再次啟動投運。

(2) 根據(jù)褐煤煤質(zhì)特點，揮發(fā)分含量高，調(diào)整冷熱風(fēng)風(fēng)量，按照表1選取的原則，當(dāng)采用中速直吹式磨煤機后，嚴(yán)格控制磨煤機分離器后出口溫度為60～70℃。

(3) 根據(jù)燃煤量，調(diào)整一次風(fēng)量和加載壓力，確保合適的風(fēng)粉濃度和煤粉細(xì)度，風(fēng)量過小，煤粉在一次風(fēng)管內(nèi)堆積，風(fēng)量過大和煤份過粗，減少煤在爐膛內(nèi)燃燒的時間，降低了煤的燃盡率，增加了尾部煙道二次燃燒的風(fēng)險。燃燒褐煤煤質(zhì)，著火相對比較容易，前期的燃燒所需的氧氣較多，并且出于對燃燒器的保護(hù)，其風(fēng)煤比應(yīng)選的大些。該廠的磨煤機風(fēng)煤比見表2。

表1 磨煤機出口最高允許溫度

表2 磨煤機風(fēng)煤比隨負(fù)荷變化(入磨一次風(fēng)/入磨煤)

(4)檢查石子煤斗內(nèi)部干凈，不會有異物影響石子煤順利排出。排石子煤斗檢查底部排放門是否關(guān)閉嚴(yán)密，石子煤斗檢查門和觀察窗嚴(yán)密無漏風(fēng)，防止漏熱風(fēng)對內(nèi)部石子煤對流加熱導(dǎo)致燃燒的情況發(fā)生。

3.2.3 正常停運制粉系統(tǒng)

(1)正常停運制粉系統(tǒng)前，當(dāng)煤量降至最低流量，需先關(guān)閉給煤機的上插板門，維持給煤機運行，待給煤機上面的煤走光，停運給煤機。

(2)停運給煤機后，調(diào)節(jié)冷熱風(fēng)擋板門，維持磨煤機的最小風(fēng)量，對磨煤機內(nèi)部的殘煤吹掃干凈，同時逐步冷卻磨煤機，使得磨煤機的出口溫度下降至60℃。

(3)停磨煤機后，檢查磨煤機的冷熱風(fēng)擋板門關(guān)閉，磨煤機出口插板門關(guān)閉，磨煤機的入口溫度在小幅上漲后，維持穩(wěn)定并有下降趨勢，表明磨煤機的熱風(fēng)插板門嚴(yán)密不漏。

3.2.4 制粉系統(tǒng)事故跳閘處理

(1)給煤機跳閘后，不能馬上恢復(fù)，及時調(diào)整磨煤機的冷熱風(fēng)門，調(diào)整磨煤機的出口溫度小于80℃，極限溫度不高于90℃。提升磨煤機的磨輥上升到位。

(2)磨煤機跳閘后，檢查磨煤機進(jìn)出口擋板門及時關(guān)閉，磨煤機的消防滅火蒸汽投入8～10 min。觀察磨煤機內(nèi)部CO濃度變化，必要時投入N2。

(3)如果磨煤機短時無法恢復(fù)，需創(chuàng)造邏輯條件，打開磨煤機至石子煤斗進(jìn)口門，抬高磨輥，啟動磨煤機，及時排除磨煤機內(nèi)部的殘煤。同時，打開給煤機的后蓋，通過倒轉(zhuǎn)給煤機的方式來清除給煤機上的殘煤。

(4)在恢復(fù)跳閘的磨煤機運行時，也應(yīng)先投入磨煤機的消防滅火蒸汽8～10 min，然后先打開冷風(fēng)，依次吹掃磨煤機出口的煤粉管道，吹掃其中一根煤粉管道時，關(guān)閉其余的磨煤機出口煤粉管道。吹掃干凈后，在打開磨煤機熱風(fēng)調(diào)整門開始暖磨，后面根據(jù)正常的磨煤機啟動程序來進(jìn)行。

(5)當(dāng)磨煤機內(nèi)部的存煤發(fā)生自燃現(xiàn)象，應(yīng)該迅速關(guān)閉磨煤機的出入口門，同時投入磨煤機的消防蒸汽滅火。滅火后，按照第三步清除內(nèi)部的積粉。

3.3 除渣除灰除塵系統(tǒng)的安全性使用調(diào)試控制技術(shù)

(1) 在剛開始點爐及低負(fù)荷階段，煤的燃盡率較差，灰的可燃物含量較高，此時要適當(dāng)提高風(fēng)粉濃度，增加煤粉細(xì)度，在海外東南亞有些國家環(huán)保要求相對較低，除塵系統(tǒng)選取純布袋的形式。此時不宜投入布袋除塵，宜旁路運行。隨著負(fù)荷升高，待布袋除塵的入口煙溫大于120℃，投入布袋運行。

(2) 在調(diào)試吹管和整套低負(fù)荷階段機組應(yīng)保證至少省煤器灰斗、1號、2號排輸灰系統(tǒng)連續(xù)運行。

(3) 機組啟動初期應(yīng)定期取灰斗和灰?guī)旎覙臃治隹扇嘉锖?，并及時排盡灰?guī)齑婊摇?/p>

(4) 當(dāng)采用干式除渣系統(tǒng)，在通過斗提機將底渣輸入渣倉前，先切至事故排渣落入臨時的排渣箱，從排出的底渣顏色來判斷此時是否可燃物含量較高，如呈現(xiàn)明顯的黑色需及時調(diào)整燃燒，此時的底渣先不進(jìn)入渣倉。

(5)機組啟動初期應(yīng)嚴(yán)密監(jiān)視撈渣機底渣可燃物含量，若未燃盡煤粉較多，應(yīng)增加渣倉排渣次數(shù)。當(dāng)干渣系統(tǒng)發(fā)生自燃，需迅速關(guān)閉冷卻風(fēng)門隔絕氧氣，同時噴入冷卻沖洗用水滅火，如果火勢嚴(yán)重或者擴大就需立即緊急停爐，同時迅速聯(lián)系消防部門來進(jìn)行滅火處理。

4 結(jié)語

當(dāng)某種原因使得調(diào)試進(jìn)度不能按計劃進(jìn)行時，使得前次遺留在煤倉里的褐煤滯留時間會超過1周時，需清理煤倉，防止因長期停運導(dǎo)致原煤倉自燃。由于未設(shè)計應(yīng)急卸煤管使得安全措施實施起來需耗費大量人力和時間，那么就需要完善設(shè)計，便于安全制度的實施。

輸煤系統(tǒng)和制粉系統(tǒng)是和燃料最密切相關(guān)的系統(tǒng)，對這兩個系統(tǒng)的安全性控制技術(shù)措施的嚴(yán)格執(zhí)行，是防止事故發(fā)生的核心和關(guān)鍵。

在低負(fù)荷階段，即使燃用褐煤，也會存在著未燃燼的煤粉掉落入渣倉及隨著煙氣流帶入到尾部除塵和除灰系統(tǒng)，對這些系統(tǒng)安全性控制措施落實到位也是全面避免事故發(fā)生的重要舉措。

在嚴(yán)格遵守和執(zhí)行防止二十五項重點要求對相關(guān)事故的預(yù)防措施的同時，對其中未提及的但對安全防范意義重大的，在調(diào)試過程中也要及時總結(jié)并且運用，達(dá)到進(jìn)一步完善安全措施和降低事故的發(fā)生率的目的。