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发电厂燃煤锅炉防止灭火打炮的技术措施

发电厂燃煤锅炉防止灭火打炮的技术措施措施
前言 锅炉炉膛爆燃是造成锅炉设备严重损坏的恶性事故,轻则造成炉膛、烟道、 受热面损坏,炉墙裂缝,重则可能导致整个锅炉报废甚至造成严重的人员伤亡, 所以防止锅炉灭火打炮是国电公司关于防止重大事故的二十五项重点要求的反措 内容之一。 造成炉膛爆燃的原因和是多样化的,锅炉爆燃主要是炉膛内可燃物质的浓度 在爆燃极限范围内,遇到明火或温度达到了燃点发生剧烈爆燃,燃烧产物在瞬间 向周围空间产生快速的强烈突破。" 炉膛爆燃指的是在锅炉的炉膛,烟道和烟风系统中积存的可燃混合物突然同 时点燃,而使烟气侧压力升高,造成炉墙结构破坏的现象,炉膛爆燃也称为外爆。只 有同时符合下列三种情况才有可能发生爆燃: (1)炉膛或烟道内有燃料和助燃空气积存。 (2)积存的燃料和空气混合物是爆炸性的。 (3)具有足够的点火能源。 当这三个条件中肯定有一个不存在时,就不会发生爆燃,所以防止锅炉发生 爆燃就是使上述三个条件中的一个或多个不满足,就能从根本上杜绝锅炉炉膛爆 燃。 炉膛爆燃必需具有炉内积存可燃物,可燃物的浓度达到爆炸浓度和火源 3 个 条件。设以 Vr 表示积存可燃混合物容积,Qr 表示积存可燃混合物单位容积的发热 量,V 表示炉膛容积,ΔT 表示爆燃介质的温升,爆燃后放出的热量则为 VrQr。ΔT 在 定容绝热过程中进行,可得出方程式(1)~(2)。 ΔT = VrQr/VC (1) (2)

P2/P1= T2/T1=(T1+ΔT)/T2=1+ΔT/T1 式中 P1、P2———爆燃前后的压力; T1、T2———爆燃前后的温度;

C———定容过程中炉膛介质的平均比热。 由式(1)~(2)求得式(3):

P2= P1(1+ Vr/V× Qr/CT1)

(3)

可见,Vr/V 相对值越大,最大为 1,则导致爆燃后的压力 P2 越大;、Qr 越大导致 P2 越大;T1 越低则 P2 也越大。 在机组实际运行过程中,造成炉膛爆燃的原因和现象是多种多样的,运行人员 必须予以高度重视,排除各种可能引起锅炉爆燃的因素,保证机组的安全稳定运行。

一、加强燃油系统监视与维护工作
1 油枪的喷油量要合适 某厂 300 MW 机组锅炉投运初期,发生一次 230 MW 负荷下由于煤质差、燃烧 不稳定,在投油 10 min 后冷灰斗上部爆燃的事故,造成部分后墙水冷壁损坏。 经分析,是因为个别油枪出力过大,没有雾化着火的部分燃油分离后落在冷 灰斗上部,经蒸发气化的油烟夹杂着部分未着火的煤粉,在浓度增大后遇到落下 的炽热灰渣时引起爆燃。 尽管 FSSS 的炉膛压力高保护触发了 FMT 动作, 切断了油、 煤燃料,对限制事故扩大发挥了一定作用,但是这个事例说明,油枪出力过 大

是威胁锅炉安全运行的一个潜在因素。FSSS 的炉膛压力高保护只能在爆燃的冲击 力达到其设定值时才动作,因而不能完全防止爆燃事故的发生。 由此可见,油枪的喷油量一定要控制在规定的范围内,要坚持定期进行油枪 的试投工作,发现油量超限应及时停用,联系检修更换枪头处理。在来粉不均、 燃烧不好时,宜尽早投入靠燃烧中心部位的油枪助燃,我厂在 B 磨运行正常的情 况下优先投用 B 层小油枪,油枪投用后,要注意检查燃油的实际雾化着火情况。 若发现投油不着火,或着火不好时及时撤出油枪。

2 锅炉启动中要检查油枪雾化着火情况 锅炉点火启 动初期,由于炉膛温度较低,油枪喷出的燃油往往不能完全着

火,尤其是在冬季冷炉点火启动时,如果遇上油质不好、点火器性能差、雾化蒸 汽疏水不净等问题,往往出现油枪频繁进退,反复多次点火 不着的情况。在这

种情况下曾发现冷灰斗内的水面上有大量的积油,形成安全隐患。因此在锅炉点 火启动前油枪的泄漏试验应合格,点火后需注意保持油压稳定,油枪流量合适, 要就地检查油枪雾化着火情况,有油滴分离时要退出处理。当油枪点火不着或着

火不稳定时,要避免频繁投退,应检查油枪头有无堵塞、析蜡及点火器性能不良 等问题。就地试投油枪时应尽快切换至远方位。在锅炉点火启动初期,注意保持 冷渣斗水位在溢流状态,如果发现溢流水明显带油,应尽快查明原因。

3 事故停运后油系统应立即解列 t2 G# R+ | H8 ]7 }9 A 某电厂试运初期,在一次机组跳闸联动锅炉 MFT 后,检查跳机原因等待恢复 期间,发现锅炉火焰监视屏上有火光闪亮,同时听到炉子有响声。就地检查发现 锅炉乙侧风箱处炉墙变形,受热面几处泄漏。 . s7 X2 e: u0 g. U 当时锅炉熄火已 1 h 多,风粉设备已停,油系统快关阀、油枪电磁阀已关。 经分析,该炉油系统只在来油管道上设有快关阀,回油经手动隔离门与回油母管 相接,由于邻炉的回油流量过大,油库侧的回油总门有节流,造成回油系统带压, 停炉后 2 号角一油枪电磁阀不严,使燃油漏入锅炉乙侧风道内,造成爆燃。 因此在锅炉熄火后,暂不进行恢复操作,应立即将来回油隔离门关闭,确证 系统油压回零。对各台锅炉的回油量要按全厂最大开机方式及回油总管管径确定 回油限量,回油汇流母管上的隔离门不能节流,保证回油母管无压。

4 加强燃油管理 燃油的质量对油枪点火及着火效果有着很大的影响,油中的杂质不仅会堵塞 油枪喷头,若在阀门内沉积也可能造成阀门关闭不严密而漏油。因此要严格把好 进油的检验关,同时要保证油系统的滤网正常投入运行,并定期对滤网进行切换 清扫,避免杂质进入炉前油系统。油库还要定期检查放水,以防油中带水。 + H, a/ B7 系统油压的波动对油枪的喷油量影响很大,尤其在相邻锅炉投退油枪时更为 突出。燃油泵采用频控制对稳定油源压力有很好的作用,同时也能收到明显地节 能效果。 - m) T8 m+ X, t 在锅炉实际运行中遇到的问题是多种多样的,引起锅炉炉膛爆燃的原因也是 复杂多变的,但是燃油方面的问 题往往是造成爆燃的主要祸因之一。要重视油

枪投用、切除及油量控制的各个环节和状态,确保锅炉安全。



保证锅炉联锁及 FSSS 保护投入的可靠性

1 严禁退出和干扰 FSSS 灭火保护功能 FSSS 系统是利用煤、油火焰检测装置通过对火光的频率、强度的测量来判断 有火无火的,当检测到的无火数量达到设定条件时,即发出“全炉膛失去火焰” 信号,并启动 MFT 指令切除全部燃料,防止锅炉灭火打炮。 5 o F3 X2 _* n 在

锅炉运行中,尤其是在新装机组投运初期,由于煤质变化、燃烧调整、火焰检测 器调试或脏污等方面存在的问题,往往频繁发生锅炉灭火,难以维持锅炉的稳定 燃烧。在这种情况下,有的电厂被迫采取用一个信号稳定地拖带一个或两个频繁 闪烁、很不稳定的火焰检测器或者采用短接一个最不稳定的火焰检测器,使其置 位在有火状态。这样做虽然在锅炉发生全炉灭火时,能发出“全炉膛失去火焰” 信号,但已经降低了 FSSS 设定的发出全炉膛无火的判定条件,因此,在锅炉火焰 检测信号不稳定的情况下,应针对问题寻找解决方法,而不能采取让 FSSS 保护功 能让步妥协的做法。 , g2 f" [8 Q7 r8 X1 k 锅炉启动前要认真检查 FSSS 系统,确保其投入后的可靠性,因为在运行中一 旦 FSSS 系统出现故障就非常被动。因此要把加强对 FSSS 系统的管理作为保证锅 炉安全运行的一项重要措施。

2

运行中加强监视,确保 FSSS 检测装置正常工作

FSSS 的火检系统的探头,靠火检冷却风机的风冷却,应注意维护及监视火检 冷却风机,并将没有运行的一台冷却风机开关投备用位置。一旦运行风机故障或 冷却风机压力低,备有风机立即可以联动,以确保火检系统正常工作; 班中检查锅炉 FSSS 灭火保护功能正常投入,锅炉运行中不得随意切除;班中 认真检查各火检信号正常,若个别火检存在问题,应立即联系检修处理,保证火 检能正常工作。在缺陷处理过程中不运行同时强制多个火检,必须保证任何时候 都有足够的火检信号。

3.炉膛火焰监视火焰电视 火焰电视是监视炉膛火焰必不可少的工具,如果出现故障必须及时处理,并 且点火前要投入;我厂 B 层小油枪火焰监视电视,也是我厂运行人员进行炉膛火 焰监视的重要工具。

在发现炉内燃烧迅速恶化时,要及时查看火焰电视火焰情况、火检情况、炉 负压、汽包水位等参数,进行综合判断,一旦发现锅炉炉已经灭火若保护未动应 立即手动 MFT,不要盲目投油助燃,防止发生炉内煤粉爆燃事故; 运行中发现负压指示失准,应立即联系检修处理保证负压指示的准确性,灵 敏性。



锅炉灭火后应确保燃料切断
1 主燃料跳闸(MFT)后应立即检查燃料切断情况 锅炉发生灭火 MFT 后,只要原因清楚,经吹扫后一般都要尽快恢复正常运行。

在灭火处理过程中,为了避免汽温汽压大幅度下降拖延了恢复时间,甚至使事故 扩大,要求运行人员迅速检查,进行多项操作。 但在发生锅炉灭火后的处理中,运行人员往往更注重恢复操作而容易忽视对 进入炉膛的燃料是否被完全切除的检查(如:检查油枪系统、给粉机、一次风机、 磨煤机和排粉机是否跳闸),这就可能引发爆燃事故。 ( V. X0 h% q( e5 `) U$ G. L 某厂锅炉在一次由于“全炉膛失去火焰”MFT 后的匆忙处理中,意外发现火

焰监视屏上有火光闪亮 2 次。检查发现采用乏气送粉的 1 台排粉机未联跳,使一 次风管中的积粉进入炉膛,造成爆燃,幸未造成设备损坏。这种现象虽属偶然, 但由于其极具危险性,因而要求把锅炉灭火后立即检查进入炉膛的燃料是否完全 切除作为灭火处理的首要工作。

2. 锅炉 MFT 后必须进行吹扫 / g9 ^9 z! M+ u3 s3 A 锅炉熄火后另一个应注意的问题是要对炉膛进行吹扫,尤其是在事故停炉后, 不能因操作事项多,一时忙乱而忽视这项工作。如果因厂用电暂时失去而影响炉 膛吹扫时,应手动摇开吸送风挡板,进行一段时间的自然通风,同时也应注意避 免锅炉可能产生的急剧冷却。待厂用电恢复后,不论点火与否均按规定进行炉膛 吹扫。 ( z+ ^/ d' b* P . n$ Q( {- @0 K8 l: `% u

四、加强运行人员的操作管理
1. 加强燃烧调整,确保燃烧稳定



班中及时了解入炉煤质情况及变化,严密监视炉内燃烧情况,根据入炉煤

质及机组负荷情况,及时调整燃烧方式,确保燃烧稳定,严格执行公司下发的 锅炉稳燃措施,加强监视、调整,保证燃烧稳定不熄火; ② ③ 当锅炉燃烧不稳时应及时投油助燃,确保锅炉燃烧稳定; 班中认真执行锅炉定期吹灰工作,进行吹灰工作时注意加强燃烧监视,防

止吹灰不当使锅炉发生燃烧不稳的情况,必要时投油助燃及时中止吹灰。 ④ 加强燃煤质量管理,提高入炉煤质;在目前煤质差、不稳定的情况下,要

采取混配煤及调整进煤方式等措施,保证锅炉燃烧稳定; ⑤ 点火后,应及时调整风量,观察油枪雾化情况,使火焰着火良好、稳定。

油枪火焰呈黄金色。炉膛内清晰、不冒黑烟。无油滴分离现象,当发现油枪雾 化不好,而油压正常时,应停止该油枪并联系检修人员,抽出油枪处理,油枪 漏油时,应关闭其手动门禁止投运该油枪;

2. 加强运行维护工作 ① 班中认真执行锅炉设备巡回检查及定期切换制度,发现缺陷及时处理,保证 设备处于良好的工作或备用状态。定期检查油枪内漏情况,检查油枪枪头及雾 化片是否正常,发现缺项及时联系检修处理。 ② 运行值班人员一定要加强责任心,做到勤观察、勤分析、勤调整,并作好事 故预想; ③ 加强锅炉灭火放炮危害的宣传,加强安规的学习;检修时搞好炉膛本体钢性 梁的检查;加强锅炉灭火保护的维护,发现异常及时联系检修处理;灭火保护炉 膛负压表管应定期吹扫,负压控制压力开关应定期校验。 ④ 锅炉升炉应加强对油枪稳定运行的监视,发现油枪熄灭应及时关闭燃油电磁 阀; 加强燃烧调整,注意适当的过剩空气系数,以防燃烧不完全,发生烟道二次 燃烧;操作引、送风机挡板要看效果,防止动、静叶下滑而造成负压波动大;升 炉时必须有足够的烟温、风温且油枪充分燃烧后才能投粉;

3. 事故处理 ① 锅炉发生灭火时,应立即停止向炉膛内供给一切燃料,锅炉灭火保护应动作,

如灭火保护拒动时,应手动 MFT 紧急停炉,检查设备联锁动作正常,维持较大炉 膛负压对锅炉进行充分吹扫,在进行充分通风后方可重新点火;不能随意减少通 风吹扫时间查明灭火原因并消除后方可点火恢复;严禁继续向炉膛内供给燃料或 投油用爆燃法点火; ② 提高运行人员的操作技能及事故处理能力,避免发生影响燃烧稳定性的调整操 作,在发现炉内燃烧迅速恶化时,要及时查看火焰电视火焰情况、火检情况、炉 负压、汽包水位等参数,发现炉一灭火若保护未动应立即手动 MFT,不要盲目投油 助燃,防止发生炉内煤粉爆燃事故; ③ 启停机过程中对炉膛进行充分吹扫工作。锅炉启停过程中注意油枪及煤粉混烧 阶段的燃烧情况观察,发现煤粉不易着火时应增加油燃烧器或适当减少给粉量。 ④ 燃烧不稳时,应及时投油助燃,投油时应确保锅炉没有灭火(当炉膛已经灭火, 或已经局部灭火并濒临全部灭火时,禁止投油助燃) ,如果发现炉膛负压波动,且 负荷、汽温、汽压等参数异常,火焰电视看不见火,应判定为熄火,如果 MFT 没 有动作,立即手动 MFT,切断一切燃料; ⑤一次风管堵塞时应按先前再后的方式吹管, ,防止一次风管突然吹通, 大量煤 粉进入炉膛引起爆燃; ⑥锅炉停炉到最后阶段应投油稳燃,然后逐套停运制粉系统,停炉后要及时停用 本炉油循环,检查各油枪手动门的严密性; ⑦处理事故要果断,垮焦引起燃烧严重不稳时,应按灭火处理,不能盲目抢火;


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