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磨煤机内部爆燃原因与防范措施案例分析

2021-10-09 来源:开封机械信息网

本次磨煤机内部爆燃直接原因: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。

一、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。

二、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。

三、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)。

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

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。

四、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。

五、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。

六、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

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。

七、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。

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