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摘要：系统分析煤、煤粉特性及其制粉系统运行的影响，分析中间储仓式制粉系统易发生堵塞的原因，揭示自燃、爆炸事故的内在机理，进而较全面的归纳出预防此类故障、事故的方法。
关键词：制粉系统；堵塞；自燃；爆炸；机理；预防
1、制粉系统堵塞、自燃爆炸的现象
中间储仓式制粉系统堵塞一般多发生在原煤斗、落煤管、磨煤机入口、磨煤机内部、粗粉分离器、回粉管锁气器、木块分离器、粗粉分离器出口管、细粉分离器下粉管、落粉管、细粉筛子、再循环管等处。
原煤斗、下煤管等处堵塞时，出现断煤现象，如磨煤机出口温度升高，磨煤机进出口压差减小，磨煤机内钢球噪音增大，排粉机出口风压增大，电流增大。
磨煤机、粗粉分离器等处堵塞时，堵塞部位前负压减小，后部负压增大，前后差压明显增大，同时伴有排粉机电流减小。
粗粉分离器堵塞时，现场检查会发现回粉管锁气器不动作，木块分离器处有大量木屑、塑料纤维等杂物。
上述设备发生堵塞故障后，均会出现锅炉汽温、汽压、蒸汽流量下降的情况。
细粉分离器下粉管、落粉管、细粉筛子等处堵塞时，现场检查锁气器不动作，排粉机电流增大并晃动，一次风压不稳，磨煤机、粗粉分离器的进、出口负压减小，排粉机入口负压增大，锅炉汽温、汽压上升，烟囱冒黑烟，严重时安全门动作。
一次风管堵塞时，堵塞风管对应的燃烧器断粉，燃烧不稳，汽温、汽压下降，一次风压异常升高或不正常降低（取决于堵塞位置与风压测点位置的前后关系）。
再循环管堵塞时，进风量不足引起磨煤机人口负压增大，直接导致排粉机电流减小。
2、故障产生的机理
2.1燃煤成分的影响
制粉系统运行中，煤粉的水份多，其储存、输送困难，发生堵塞的可能性增大，同时制粉所需的干燥出力也增大，煤粉的磨制困难。挥发份高的煤着火温度低，煤粉发生自燃和爆炸的可能性大。
2.2煤粉特性的影响
煤被磨成煤粉后，对锅炉与制粉系统工作影响较大的是煤粉的爆炸性与煤粉的颗粒特性。制粉设备中沉积煤粉的自燃，常常是引发其爆炸的火源。主要诱发因素是煤粉的挥发分、水分和灰分含量、煤粉粒径、气粉混合物的温度、煤粉浓度和氧浓度等。煤粉越细，越容易自燃和爆炸，故对含挥发分高的煤，不能磨得过细。如烟煤煤粉当其颗粒尺寸大于0.1mm时几乎不会发生爆炸，但煤粉过粗又容易引起系统堵塞。所以应尽量保证煤粉的经济细度。维持在70～300μm之间，在R90一定时，满足均匀性指数n值在0.8～1.2之间，这样可以使过细、过粗的煤粉都比较少。
2.3设计、安裝的影响
设计结构上，有些电厂因经济、技术条件所限，原煤斗、粉仓均采用倒四棱截锥体设计，且采用钢筋混凝土浇筑而成。造成的结果是由上至下截面收缩率不断加大，煤粉下移过程频繁变位，大大增加了流动摩擦阻力，加之施工工艺中混凝土壁面比较粗糙，内壁摩擦系数较大，结果使得煤斗和粉仓内较易发生堵塞[4]。
2.4运行条件和运行方式的影响
制粉系统正常运行时，在停止制粉系统后，制粉系统内不再有风通过（各风门确实能关严），如此给系统中各处的残余煤粉提供了良好的氧化产热条件，残余煤粉逐步积聚热能，停运时间较长时就可能达到着火温度，启动通风时会扬起煤粉，发生爆炸。
当煤仓来煤较湿时，煤斗落煤管堵塞或给煤机故障，造成给煤中断，但进入磨煤机的高温空气的数量没有变化，使制粉系统内各处的煤粉浓度下降，气粉混合物中氧的浓度提高，此时如果制粉系统中存在煤粉自燃产生的火源，而煤粉和氧气的浓度也落在了爆炸的范围内，就会发生爆炸。
磨煤机停止前，应首先停止给煤机，此时制粉系统内的煤粉浓度逐渐降低，空气中氧的浓度增加。在制粉系统停止过程中可能会出现煤粉浓度和氧气浓度在爆炸范围内的一段时间，如果制粉系统内有火源就会发生爆炸。
在磨煤机启动后，类似的情况也可能会发生。随着给煤机的给煤进人磨煤机，制粉系统内煤粉的浓度由低到高逐渐增加，氧气的浓度则由高到低逐渐减小。在制粉系统从启动到正常运行的过程中，也可能会出现煤粉浓度和氧气浓度均在爆炸范围内的一段时间，此时制粉系统内有火源就可能发生爆炸。
3、预防的方法
（l）严格控制磨煤机出口温度。（2）降低输粉介质的氧含量。（3）煤粉仓充氮。（4）采用合理的煤仓、粉仓结构。（5）控制风粉混合物流速。（6）防止煤粉长时间沉积。（7）调整运行方式。（8）装设防爆装置。（9）加强煤场原煤管理。（10）严格执行现场动火审批制度。
4、结束语
制粉系统堵塞、自燃爆炸是中间储仓式制粉系统的典型运行隐患，必须做好以下防范工作：
（1）加强煤源管理，降低煤中水分。（2）及时修改运规程中不合理甚至不正确的操作规定，密切关注生产中总结出的新方法、新工艺和新经验，及时吸纳入规程。（3）严格执行运行操作规程，维持各工况下参数的稳定和良好。（4）严抓启停操作，提高员工的变工况操作水平，顺利度过暂态阶段。（5）落实对常发故障设备的技术改造和验收，做到高效、经济。
参考文献：
[1]火力发电厂煤粉制备系统设计和计算方法.赵仲珑，张安国，王文元，梁辉中国电力出版社.1998.
[2]锅炉手册.林宗虎，张永照.机械工业出版社.1989.
[3]锅炉技术问答1000题.丁明舫，崔百成，陆其虎，薛继承，时静茹.中国电力出版社.2001.
[4]制粉系统设计与运行.贾鸿祥.水利电力出版社.1995.
[5]洁净煤发电技术.阎维平.中国电力出版社.200l.
（作者单位：中石化股份有限公司天津分公司热电部）
关键词：制粉系统；堵塞；自燃；爆炸；机理；预防
1、制粉系统堵塞、自燃爆炸的现象
中间储仓式制粉系统堵塞一般多发生在原煤斗、落煤管、磨煤机入口、磨煤机内部、粗粉分离器、回粉管锁气器、木块分离器、粗粉分离器出口管、细粉分离器下粉管、落粉管、细粉筛子、再循环管等处。
原煤斗、下煤管等处堵塞时，出现断煤现象，如磨煤机出口温度升高，磨煤机进出口压差减小，磨煤机内钢球噪音增大，排粉机出口风压增大，电流增大。
磨煤机、粗粉分离器等处堵塞时，堵塞部位前负压减小，后部负压增大，前后差压明显增大，同时伴有排粉机电流减小。
粗粉分离器堵塞时，现场检查会发现回粉管锁气器不动作，木块分离器处有大量木屑、塑料纤维等杂物。
上述设备发生堵塞故障后，均会出现锅炉汽温、汽压、蒸汽流量下降的情况。
细粉分离器下粉管、落粉管、细粉筛子等处堵塞时，现场检查锁气器不动作，排粉机电流增大并晃动，一次风压不稳，磨煤机、粗粉分离器的进、出口负压减小，排粉机入口负压增大，锅炉汽温、汽压上升，烟囱冒黑烟，严重时安全门动作。
一次风管堵塞时，堵塞风管对应的燃烧器断粉，燃烧不稳，汽温、汽压下降，一次风压异常升高或不正常降低（取决于堵塞位置与风压测点位置的前后关系）。
再循环管堵塞时，进风量不足引起磨煤机人口负压增大，直接导致排粉机电流减小。
2、故障产生的机理
2.1燃煤成分的影响
制粉系统运行中，煤粉的水份多，其储存、输送困难，发生堵塞的可能性增大，同时制粉所需的干燥出力也增大，煤粉的磨制困难。挥发份高的煤着火温度低，煤粉发生自燃和爆炸的可能性大。
2.2煤粉特性的影响
煤被磨成煤粉后，对锅炉与制粉系统工作影响较大的是煤粉的爆炸性与煤粉的颗粒特性。制粉设备中沉积煤粉的自燃，常常是引发其爆炸的火源。主要诱发因素是煤粉的挥发分、水分和灰分含量、煤粉粒径、气粉混合物的温度、煤粉浓度和氧浓度等。煤粉越细，越容易自燃和爆炸，故对含挥发分高的煤，不能磨得过细。如烟煤煤粉当其颗粒尺寸大于0.1mm时几乎不会发生爆炸，但煤粉过粗又容易引起系统堵塞。所以应尽量保证煤粉的经济细度。维持在70～300μm之间，在R90一定时，满足均匀性指数n值在0.8～1.2之间，这样可以使过细、过粗的煤粉都比较少。
2.3设计、安裝的影响
设计结构上，有些电厂因经济、技术条件所限，原煤斗、粉仓均采用倒四棱截锥体设计，且采用钢筋混凝土浇筑而成。造成的结果是由上至下截面收缩率不断加大，煤粉下移过程频繁变位，大大增加了流动摩擦阻力，加之施工工艺中混凝土壁面比较粗糙，内壁摩擦系数较大，结果使得煤斗和粉仓内较易发生堵塞[4]。
2.4运行条件和运行方式的影响
制粉系统正常运行时，在停止制粉系统后，制粉系统内不再有风通过（各风门确实能关严），如此给系统中各处的残余煤粉提供了良好的氧化产热条件，残余煤粉逐步积聚热能，停运时间较长时就可能达到着火温度，启动通风时会扬起煤粉，发生爆炸。
当煤仓来煤较湿时，煤斗落煤管堵塞或给煤机故障，造成给煤中断，但进入磨煤机的高温空气的数量没有变化，使制粉系统内各处的煤粉浓度下降，气粉混合物中氧的浓度提高，此时如果制粉系统中存在煤粉自燃产生的火源，而煤粉和氧气的浓度也落在了爆炸的范围内，就会发生爆炸。
磨煤机停止前，应首先停止给煤机，此时制粉系统内的煤粉浓度逐渐降低，空气中氧的浓度增加。在制粉系统停止过程中可能会出现煤粉浓度和氧气浓度在爆炸范围内的一段时间，如果制粉系统内有火源就会发生爆炸。
在磨煤机启动后，类似的情况也可能会发生。随着给煤机的给煤进人磨煤机，制粉系统内煤粉的浓度由低到高逐渐增加，氧气的浓度则由高到低逐渐减小。在制粉系统从启动到正常运行的过程中，也可能会出现煤粉浓度和氧气浓度均在爆炸范围内的一段时间，此时制粉系统内有火源就可能发生爆炸。
3、预防的方法
（l）严格控制磨煤机出口温度。（2）降低输粉介质的氧含量。（3）煤粉仓充氮。（4）采用合理的煤仓、粉仓结构。（5）控制风粉混合物流速。（6）防止煤粉长时间沉积。（7）调整运行方式。（8）装设防爆装置。（9）加强煤场原煤管理。（10）严格执行现场动火审批制度。
4、结束语
制粉系统堵塞、自燃爆炸是中间储仓式制粉系统的典型运行隐患，必须做好以下防范工作：
（1）加强煤源管理，降低煤中水分。（2）及时修改运规程中不合理甚至不正确的操作规定，密切关注生产中总结出的新方法、新工艺和新经验，及时吸纳入规程。（3）严格执行运行操作规程，维持各工况下参数的稳定和良好。（4）严抓启停操作，提高员工的变工况操作水平，顺利度过暂态阶段。（5）落实对常发故障设备的技术改造和验收，做到高效、经济。
参考文献：
[1]火力发电厂煤粉制备系统设计和计算方法.赵仲珑，张安国，王文元，梁辉中国电力出版社.1998.
[2]锅炉手册.林宗虎，张永照.机械工业出版社.1989.
[3]锅炉技术问答1000题.丁明舫，崔百成，陆其虎，薛继承，时静茹.中国电力出版社.2001.
[4]制粉系统设计与运行.贾鸿祥.水利电力出版社.1995.
[5]洁净煤发电技术.阎维平.中国电力出版社.200l.
（作者单位：中石化股份有限公司天津分公司热电部）