锅炉圈【 ID：cfb12315】电厂锅炉运行必备公众号
运行调整、现象分析、事故处理、技术资料，一网打尽
当煤粉在空气中的浓度很低或很高时, 一般不会发生爆炸。同时爆炸又是燃烧的一个特例, 所以爆炸过程中氧是不可缺少的。另外发生爆炸还需要有足够的点燃能, 所以只有当可燃物浓度、氧浓度和点燃能这三个条件同时具备时, 才有可能发生爆炸。而且这三个条件又是互相联系的。
制粉系统爆炸的三要素
(1）可燃物浓度( 煤粉的浓度) : 煤粉的爆炸浓度有一个范围, 即存在上限浓度和下限浓度。煤粉爆炸的浓度范围与很多因素有关, 如煤种、初温、初压等。对于烟煤而言, 气粉混合物浓度只有在0.32一4kg/m3 范围内才会发生爆炸, 而浓度在1.2一2kg/m3 范围时爆炸危险性最大。在现有电站锅炉制粉系统的运行过程中此条件是很容易达到的, 特别是制粉系统启动或停止的过程中, 煤粉浓度变化较大, 存在爆炸危险性最大状况。
(2)点燃能( 点火能源) : 点燃能是爆炸的一个重要条件。点燃能的大小不仅对发生爆炸起重要的作用, 而且决定了爆炸时产生的压力等级和爆炸的强度。
煤粉混合物的最小、最低可爆的点燃能与很多因素有关。但主要决定煤粉爆炸反应本身活化能的大小。煤粉中掺入少量的可燃气体, 会降低它的最小、最低点燃能。能量较小的火花通常不能点燃可爆性煤粉与空气的混合物, 但却可以引起掺入少量可燃气体的煤粉与空气混合物的爆炸。
初温和初压对点燃能的影响较明显, 初温、初压越高, 发生爆炸所需的点燃能就越小。在现有电站锅炉制粉系统运行中, 如果某些原因导致局部存在积粉, 条件合适势必会引发自燃, 由于制粉系统正常运行工况的风量和煤量较大, 积粉自燃的能量被携带释放, 不足以形成制粉系统爆炸的点燃能, 但如果工况发生变化, 尤其是风量减少, 会造成积粉自燃能量的聚集, 形成制粉系统爆炸的点燃能。另外, 如果制粉系统内部进入外来的火源, 也会形成制粉系统爆炸的点燃能。
(3)氧气的浓度: 制粉系统中氧气来自多方面, 作干燥剂的热风、冷风、烟气以及漏风、输送煤粉的气体都含有一定量的氧气。如果煤粉混合物中氧的含量不足, 即使有很强的点源, 并且可燃混合物的浓度在最佳爆炸浓度范围, 也不会发生爆炸。但对于大部分电厂而言, 除了燃烧褐煤的锅炉由于采用炉烟干燥, 其他采用空气干燥的锅炉制粉系统的氧量都能达到爆炸的条件。
影响自燃和爆炸的主要因素
根据煤粉爆炸的三要素, 可分析出电站锅炉制粉系统中影响制粉系统爆炸的因素主要有以下几个方面。
(1）挥发分: 当燃料的干燥无灰基挥发分Vdaf(< 10%时, 一般没有自燃和爆炸的危险。当Vdaff>20%时, 属于反应能力强的煤, 其挥发分析出温度和着火温度较低, 易自燃。因此, 燃用烟煤和褐煤的锅炉制粉系统发生爆炸可能性较大, 对此应特别予以注意。
(2) 灰分: 燃料中的灰分越小, 制粉系统爆炸的可能性越大。
(3) 气粉混合物浓度: 气粉混合物浓度只有在一定的范围内才有爆炸的危险。如烟煤, 气粉混合物浓度只有在0.32 ~ 4kg/m3 范围内才会发生爆炸, 而在1.2 一2kg/m3 时, 发生爆炸的危险性最大。
(4) 干燥剂的种类: 向系统的干燥剂中掺入惰性气体(如烟气、CO2、N2 、水蒸汽等), 爆炸危险性就会减少。根据不同国家标准推荐的制粉系统防爆的数据, 燃烧烟煤时, 氧量低于14 %是肯定不会发生爆炸的。原苏联1990 年版《防爆规程》中规定, 烟煤的爆炸氧量最低值为16%。美国NFPA69中规定, 烟煤的爆炸氧量最低值为15.8%。
(5) 煤粉细度: 细度愈细愈易发生爆炸。即使是易于爆炸的煤种, 当粉的粒径较大通常不易发生爆炸。如: 烟煤, 当当量直径大于100μm 时一般没有爆炸危险。
(6) 煤粉中水分: 实践证明, 煤粉中的水分也是发生煤粉自燃和爆炸的重要因素。磨制煤粉的最终水分的确定是一个比较复杂的问题。水分会影响制粉系统安全、出力、燃烧、输粉等, 水分高不易自燃爆炸。
(7) 通风量: 通风条件良好时, 制粉系统爆炸的危险等级会降低, 当通风不良时, 爆炸的危险程度会增大。
(8) 制粉系统末端的气粉混合物温度: 气粉混合物温度只有达到着火温度时才能燃烧, 而制粉系统内混合物温度远低于着火温度, 因此, 着火危险只有遇到火源引发才能发生。当然棍合物温度高, 易导致沉积煤粉自燃, 从这一角度看是易发生自燃燃爆。在火电厂煤粉锅炉燃烧室防爆规程《DL435一91》中规定了磨煤机出口允许的最高温度限额。
拼到无能为力，累到感动自己，
与电力运行的所有兄弟姐妹们共勉！
发布锅炉理论知识；分享优秀操作技能
剖析安全生产事故；提高生产运行水平
—— 锅炉圈
素材收集于网络，仅供大家学习交流！
联系客服
