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1、煤质变化导致机组灭火事件分析煤质变化导致机组灭火事件分析 1. 事件描述 2008年5月19日20:46,某发电公司2号机组运行负荷301MW,机组协调投入,锅 炉主汽压力16.71MPa、主蒸汽温度537左右,锅炉B、C、D三套制粉系统稳定运行, A、B、C、D四层16台给粉机全部投入状态,锅炉突然因炉膛负压低发生灭火事件。 受发电有限责任公司的委托, 河南电力试验研究院专业技术人员于5月24日到现场进 行调查,协同公司人员共同分析事件发生原因。 2. 原因分析原因分析 1)运行状态描述、分析)运行状态描述、分析 查阅锅炉运行的历史记录,灭火前的10分钟时间内,送风机、一次风机、引风 机等电
2、流基本稳定,机组负荷稍微有所降低、由304MW降至301MW,锅炉汽压由 17.00MPa降至16.70MPa, 总燃料量比例由71.5%增至81.4%, 总风量比例由87.0%增至 88.5%,给粉机的平均转速由470480r/min增加至550r/min左右,风量的增加幅度 远小于燃料量的增加幅度, 直到20:46炉膛出口氧量基本维持在3.9%左右, 说明灭火 前的10分钟内,给粉机转速增加了10%左右,总风量增加不大,但炉膛出口氧量的不 明显变化,主蒸汽压力和机组负荷微降,反映实际入炉有效热量降低;给粉机转速 虽然增加了10%左右,但不能说明入炉有效热量随之增加,其原因有二:煤质变差 后
3、,即使煤量增加但有效利用热没有增加;给粉机工作特性的差异,一些给粉机 的下粉不好,影响着火稳定;直到灭火前的40秒内炉膛出口氧量明显降低至3.2%左 右,说明入炉燃料才有所增加;但由于风煤比失调,最终导致灭火。 2)锅炉燃烧煤质变化)锅炉燃烧煤质变化 锅炉燃煤煤质的稳定性,对锅炉燃烧的稳定性起决定性的作用,但不是灭火的 充分条件。据了解,由于煤炭市场供煤紧张,基本上是来什么煤烧什么煤,5月19 日前夜班接班时,2号机组运行负荷一直为300MW运行,2号炉煤仓的煤位较低,输煤 系统开始上煤, 通过斗轮机和翻车机两个渠道采用边上边混的方式上煤, 先将1100t 的无烟煤和330t的烟煤边上边混,后
4、又上了130t的烟煤。混煤的均匀性对燃烧也会 产生很大影响;对于混煤的煤质分析,尽管各项煤质指标为典型的贫煤特性,但实 际燃烧特性完全不是贫煤的燃烧特性,由于无烟煤与烟煤的燃烧特性差异较大,燃 烧过程中烟煤抢风燃烧,造成无烟煤燃尽困难,表现为飞灰、炉渣可燃物明显偏高。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 从当天燃煤工业分析,收到基灰分29.89%、干燥无灰基挥发分10.83%、低位发热量 19.92kJ/kg,煤粉细度R90控制在7%9%,飞灰、炉渣可燃物含碳量分别为6.63%、 32.16%,较平常分析数据的2.5%、10%左右增加许多。在同样燃烧条件下,大量
5、的燃 烧特性差异较大的无烟煤掺烧,使燃煤的挥发分含量较低,烟煤燃烧过程中“抢 风”,使无烟煤着火困难,燃烧器喷口发生燃烧脉动。同时该机组是按照贫煤设计 而考虑的锅炉容积热负荷、断面热负荷、燃烧器区域热负荷等,当燃用设计煤种时 能保证锅炉燃烧的稳定性,从理论角度上讲不适应煤质变化较大情况下的锅炉稳定 燃烧需要,尤其偏离设计煤种的无烟煤送入炉膛,与锅炉容积热负荷、断面热负荷、 燃烧器区域热负荷等的选取极不适应,一但受到扰动,则极易发生灭火。 据了解,2008年4月前,根据建议该厂一直采用燃煤分类堆放、分仓上煤,根据 燃煤特性调整燃烧的方式,且取得了良好的效果,而此后由于与二期工程的交叉,5 月份无
6、法坚持上述上煤方式,可能是灭火原因之一。 3)较低的热风温度对燃烧影响)较低的热风温度对燃烧影响 热风温度偏低,也是煤粉着火燃烧稳定差的原因。为了锅炉的煤粉稳定着火燃 烧,通常的锅炉设计,对燃用无烟煤锅炉热风温度取370-380,燃用贫煤的锅炉 热风温度取340左右,该厂#2炉的热风温度设计为342,而实际运行只有303, 对煤粉的着火稳定燃烧极为不利,特别是当煤质变化,无烟煤占主体时,着火点后 移、着火燃烧稳定性变差,受到扰动,容易发生锅炉灭火事故。 4)炉膛负压周期性波动对燃烧影响)炉膛负压周期性波动对燃烧影响 B空预器周期性差压变化,造成炉膛压力以52s为周期摆动,波幅60Pa,也对 一
7、次风喷口的风速产生周期性的影响,当炉膛压力为正时,风速减小,炉膛压力为 负时,风速增大,喷口风速的变化引起煤粉浓度变化,影响煤粉喷出后着火点周期 性发生变化,对燃烧稳定性产生影响,同时影响火检检测的稳定性。 5)部分给粉机的下粉不好对燃烧影响)部分给粉机的下粉不好对燃烧影响 灭火前10min内一次风管的风粉混合温度变化反映一次风管的煤粉量情况。A1 一次风管的风粉混合温度从156升到184; A2一次风管的风粉混合温度从175升 到179;B2给粉机下粉不好,一直在处理,一次风管的风粉混合温度从186升到 187; C1一次风管的风粉混合温度从162升到175。 反映出这些给粉机的来粉量 减少
8、,对燃烧稳定性产生影响。 6)火检系统工作特性分析)火检系统工作特性分析 火检系统对火焰的检测有局限性。目前所用的火检通过调整灵敏度,设定一定 的阀值,决定火检开关量是否动作,在调整火检过程中,煤质特性、一次风速的大 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建 小决定了煤粉着火点的远近;由于煤种的不稳定,火检探头是否正常工作,往往通 过改变火检灵敏度办法,得到火检的稳定工作特性。灵敏度高,当火焰燃烧稳定性 稍微变化,其火检强度即发生变化;灵敏度太低,当火焰燃烧稳定性变化后不能正 确反映实际情况。因此当煤质及周围条件发生变化后,实际运行中火检开关量一直 有着火信号, 而此
9、时也许出现了燃烧不稳定的迹象。 SOE记录中某些火检偷窥信号的 变化也反映了这种情况。 3. 结论结论 由于燃煤未坚持分类堆放、分仓上煤,根据不同煤质调整燃烧的运行方式,而 是采用燃烧特性差异较大的煤混烧,使煤粉着火燃烧稳定性变差,同时热风温度较 低, 当锅炉燃烧过程中受到诸如炉膛负压、 给粉机下粉特性不好等因素的扰动叠加, 导致灭火事件发生。 4. 建议建议 (1)坚持燃煤分类堆放、分仓上煤,根据不同煤质调整燃烧的运行方式,是预 防锅炉灭火的有效方式之一。 (2)为了锅炉燃烧的稳定性,不建议采用燃烧特性差异较大的煤种掺烧;如果 掺烧不可避免,则应通过试验确定合适的掺烧比例和掺烧方式,以及相应的制粉系 统运行方式,提高机组运行的稳定性的同时提高经济性。 (3)运行中掺入烟煤,对磨煤机的出口温度应按照烟煤的要求加以控制,防止 制粉系统的爆炸。 (4)应对B空预器的密封、空预器的堵灰情况进行检查,分析影响炉膛负压波 动的原因。 (5)加强对下粉特性不好给粉机的风险管理;检修条件许可时应对粉仓清理, 消除贴壁挂粉;有条件的话可对一次风粉进行在线监测控制。 PDF 文件使用 “pdfFactory Pro“ 试用版本创建
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