第一篇：中間儲倉式制粉系統爆炸成因分析及預防措施

中間儲倉式制粉系統爆炸成因分析及預防措施

一:制粉系統爆炸原因分析及應采取相應措施

1、引起制粉系統爆炸原因分析

一般情況下,制粉系統爆炸必須滿足以下幾個必要條件,即氧濃度、煤粉濃度、煤粉細度、燃料揮發分含量、煤粉所含水分、風粉混合物溫度及明火源。

從氧濃度和煤粉濃度(即風粉混合物濃度)方面來講,當煤粉濃度達到爆炸標準而氧濃度未能達到爆炸標準或者氧濃度能達到爆炸標準而煤粉濃度未達到爆炸標準時, 制粉系統沒有發生爆炸的危險.對于煙煤,當燃料揮發分<10%時,無自燃和爆炸的危險.當燃料揮發分>20%時,由于此時的煤屬于反應能力較強的煤, 燃料揮發分的析出和著火溫度都較低,很容易發生煤粉自燃和爆炸事故;我公司燃用的是煙煤,煤質變化較大,燃料揮發分在18%～30%之間變化,大多數屬于易自燃和爆炸的煤種;當風粉混合物濃度在0.32～4Kg/m3 范圍內時則會發生爆炸,在1.2～2.0Kg/M3 范圍內時, 則最容易發生爆炸.所以在制粉系統運行時,要控制排粉機入口含氧量不大16%;若風粉混合物濃度恰好在此范圍內時,遇到足夠的點火源就會發生爆炸事故。

煤粉細度：:即使容易發生爆炸的種,如果煤粉顆粒直徑較大不會發生爆炸,即R90越大, 發生爆炸的可能性越小.R90越小, 發生爆炸的危險性越大。(d當量＞100um時,無爆炸的可能)煤粉所含水分：煤粉中的水分也是煤粉發生自燃和爆炸的重要因素之一,磨制煤粉的最終水分Mmad的確定.既要考慮到制粉系統的安全可*性,又要照顧制粉系統的經濟性, Mmad高,可避免煤粉發生爆炸的危險性,但過高又使磨煤機的出了降低,輸粉和燃燒困難,并可能使煤粉在粉倉壁板結成塊或壓實,而且還可能造成下粉管堵塞,引起給粉機來粉不均勻或斷粉.Mmad過低,對于煙煤又容易引起煤粉的自燃和爆炸.對于煙煤Mmad的標準0.5Mad＜Mmad＜Mad；

點火源即明火：其來源大多數發生在煤粉最容易沉積的地方.只要有煤粉沉積的地方,就能夠成為風粉混合物發生爆炸的發源地.在制粉系統爆炸中,一旦發生煤粉沉積,隨著時間推移,煤粉開始氧化并且釋放熱量, 釋放的熱量使得沉積煤粉溫度升高,則又加速了煤粉的氧化、放熱、升溫,經過一定的時間之后,溫度就能夠達到煤粉著火時的溫度,煤粉就開始自燃,很有可能引起制粉系統爆炸。所以說煤粉堆積自燃是制粉系統發生爆炸事故的主要原因之一。風粉混合物溫度也是能夠引起制粉系統發生爆炸事故的主要原因之一, 溫度較高,一方面使燃料揮發分較高的煤粉容易析出可燃性氣體,使其濃度容易達到爆炸范圍；另一方面又會使制粉系統內部堆積的煤粉自燃。

2、制粉系統煤粉容易堆積自燃的部位主要有以下方面；(主要針對某電廠E-420-13.7-560KT型鍋爐所配中間儲倉式制粉系統而言,)(1)在粗粉分離器內錐體鎖氣器籬片上：a、因有部分雜物存在使內錐體鎖氣器籬片堵塞或者鎖氣器籬片動作不靈活,使得錐體內部回粉不暢，導致錐體內部大量積粉；b、點爐過程中,熱風溫度較低,制粉系統啟動前,暖管時間較短,制粉系統投入運行后,引起煤粉結塊或者制粉系統干燥出力未達到規定要求，引起煤粉結塊；c、制粉系統消防蒸汽來汽門不嚴密,造成蒸汽進入粗粉分離器內,引起煤粉結塊；d、煤的內部水分和外部水分較大。

以上原因導致粗粉分離器內錐體鎖氣器籬片堵塞，使內錐體內回粉不暢通,引起內錐體內煤粉慢慢堆積起來,長時間堆積會導致煤粉自燃而發生爆炸,也是某電廠E-420-13.7-560KT型鍋爐所配中間儲倉式制粉系統發生爆炸事故的主要原因。

(2)個別折向葉片調整失靈，角度無法調整且處于較小角度范圍內（與水平方向夾角）,折向葉片開度外部指示值與內部實際開度不一致,或者葉片上有雜物,使得葉片上部積粉有煤粉。

(3)在粗粉分離器內，因錐帽與水平方向的夾α角比較小，這樣就造成錐帽頂部在制粉系統運行時，有少部分煤粉積存于此部位。雖然煤粉具有流動性，但因α角度較小，使得積存于錐帽頂部的煤粉不能全部被氣流攜帶走或流入錐體內，部分煤粉仍然積存于錐帽頂部，故此處成為死區。積存的煤粉因處于干燥介質中，加速了煤粉氧化,可能會導致煤粉自燃。當氣粉混合物濃度達到一定程度時，引起爆炸事故。

(4)細粉分離器入口的水平管道上由于其通流面積增大,同時因細粉分離器上各防爆門鐵皮破裂, 導致進入細粉分離器的風粉混合物流速有所降低,使得相對顆粒較大的煤粉沉積在水平管道上。

3、某電廠E-420-13.7-560KT型鍋爐所配中間儲倉式制粉系統，自投產以來, 發生過幾次制粉系統爆炸事故，從其所有發生過制粉系統爆炸事故分析表明，制粉系統發生爆炸后,粗粉分離器上的六個防爆門全部被打開, 細粉分離器上大部分防爆門被打開并且錐體內部有大量煤粉在燃燒,而磨煤機出入口的防爆門完好無損, 磨煤機出口風粉混合物溫度在正常范圍內,這也充分證明爆炸部位在粗粉分離器錐體內和細粉分離器入口的水平管道上,與上述分析相符,所以運行中不能單純以磨煤機出口風粉混合物溫度的高低作為被監控的對象,還應參照排粉機入口溫度。

4、防止制粉系統爆炸措施;針對以上分析,根據“運行規程”、“安規”及“二十五條反事故措施”的重點要求,結合該電廠E-420-13.7-560KT型鍋爐所配中間儲倉式制粉系統存在的問題,應該從以下幾方面防止：

a、按照運行規程要求,嚴格執行定期降粉工作。b、制粉系統運行中,根據煤質變化情況, 投抽爐煙風應按比例投入,以控制排粉機入口含氧量在16%以內(同時也應該滿足爐內燃燒工況的需要),同時煤粉細度不要保持太小,特別是燃用揮發分較高的煤種時

(煤粉細度保持太小,相對增加了風粉混合物濃度)尤為重視.根據煤質情況可適當調整,一般R90保持在17±2%左右；(制粉系統設計選用的干燥介質為：熱風－煙氣混合物，主要是為了降低氧濃度和爐膛內NOx濃度,要求排粉機入口含氧量小于16％，防止揮了份較高煤粉發生爆炸事故。

c、制粉系統在停止運行之前,一定要將系統內部的積粉抽干凈,系統啟動前,要進行充分暖管,(防止抽粉不徹底或暖管不充分遇到結露的水蒸汽或因蒸汽消防門不嚴,使凝結水滴入制粉系統內部造成煤粉結塊)；

制粉系統停止運行后,要進行倒風,并檢查熱風門的嚴密性,發現風門有缺陷及時聯系處理。d、根據煤質變化情況, 在正常范圍內適當調整磨煤機出口風粉混合物溫度,最高不應超過72℃;(煤質可以從煤的顏澤、揮發分的大小并輔以低位發熱量為依據或根據磨煤機出口風粉混合物溫度、磨煤機出入口壓差來粗略判斷)。

e、保持制粉系統的穩定運行,防止煤量忽大忽小或斷煤,大小修時應定期清理原煤斗,及時消除制粉系統各部漏風,保持制粉系統嚴密性,發現斷煤時應及時采取相應措施處理。f、加強對制粉系統各防爆門的不定期檢查和管理(不定期對防爆門進行檢查,發現有破損, 及時聯系處理),應保持防爆門完整嚴密,且其上不應有異物妨礙其動作。

g、加強原煤管理工作,及時清除煤中爆炸物(如雷管等)及大塊雜物,嚴防外來火源.燃運應加強上煤及對異物的清理工作,防止斷煤及異物卡主給煤機鏈條;加強配煤工作, 及時通報上值和當值上煤情況,煤種發生變化及時告訴運行當班負責人。

h、定期巡回檢查系統設備運行狀況,發現制粉系統內部有火星飛濺或明火時,應立即采取措施,消除火源；且不宜立即停止給煤機運行，防止在停止給煤機過程中，引起制粉系統爆炸。

i、系統運行中,應加強對制粉系統各參數的監視及運行工況的分析,判斷制粉系統運行是否正常,分析異常現象,應查找原因,及時排除。

j、對制粉系統運行中, 磨煤機再循環風門應適當投入,防止該風門擋板長時間處于關閉位置造成擋板處積粉。

k、當制粉系統故障緊急停止運行后,應立即將風倒入排粉機,并加強各參數的監視,當各部溫度上升時, 應立即采取措施,再次啟動時前應進行抽粉(最好投入抽爐煙風)。

l、當制粉系統運行時,嚴禁有明火作業,若必須進行明火作業時, 應停止制粉系統運行, 將風倒入排粉機,辦理工作票包括動火工作票,并且做好安全防范措施及危險點預控措施。m、保證制粉系統的消防蒸汽系統的可*備用及各閥門嚴密。n、制粉系統的啟停嚴格按照運行規程執行。

o、定期檢查清理粗粉分離器內錐體內部的積粉,保證籬片動作靈活;(至少每月清理一次)p、運行工情不穩定時，如啟停制粉系統或系統斷煤時易造成煤粉自燃和爆炸，應加強監視，防止斷煤事故發生。

q、加強制粉系統的保溫，防止煤粉因結露產生結塊、沉積。在運行過程中，嚴格控制磨煤機出口溫度，保持煤粉細度和水分在規定范圍內。

5、制粉系統發生自燃和爆炸事故時的現象；

(1)煤粉倉溫度有可能異常升高,若爆炸發生在粗粉分離器及以后部位,排粉機入口溫度異常升高；

(2)自燃部位管壁溫度異常升高；(3)制粉系統負壓突然變正；

(4)爆炸時,有巨大響聲,從系統不嚴密處向外冒煙,防爆門破裂或鼓起,外部可看見火球或黑煙；

(5)爆炸后,若磨煤機入口到排粉機入口之間的防爆門破裂, 則防爆門破裂處之前,系統負壓降低或系統變成正壓，排粉機出口總風壓及對應各一次風壓增大, 排粉機電流突然增大，隨后變小，幾秒至十幾秒后又突然增大，若排粉機出口防爆門破裂, 排粉機出口總風壓及一次風壓降低,排粉機電流增大, 系統負壓降低增大；(6)爐膛負壓突然變正,燃燒火焰發暗,嚴重時燃燒不穩,甚至引起鍋爐滅火；

(7)粉倉煤粉自燃時，粉倉溫度升高、粉倉上部蓋板燒熱并有瓦斯其氣味；從不嚴密處向外冒煙；給粉機來粉不正常，燃燒不穩定，嚴重時將一次風管燒紅或燒壞燃燒器；

6、制粉系統內部煤粉發生自燃或著火時的現象及處理方法 現象：

a、磨煤機出口溫度不正常升高；

b、周圍有灼熱感，磨煤機入口鐵皮燒紅或從檢查孔向外冒 c、磨煤機入口能看到火星； 原因：

a、磨煤機出口溫度保持過高； b、原煤斗自燃的煤進入磨煤機內；

c、前一次停磨煤機時，機內殘留的煤粉未抽干凈且間隔時間太長，引起殘留煤粉自燃； d、檢修時因焊接等原因點燃了磨煤機內煤粉； 處理：

a、磨煤機入口發現有火星時,應加大給煤量,(同時壓住回粉管的鎖氣器)必要時用水澆滅火星或投入蒸氣消防；

b、發現粗粉分離器內部著火時應加大抽爐煙風量,關閉熱風門及壓力冷風門,緩慢減小給煤量后,停止給煤機,磨煤機運行,并且將風倒至排粉機內, 投入蒸氣消防系統進行滅火；

c、在制粉系統重新啟動之前,打開各部位防爆門進行全面檢查,確認系統內已無火星時,并且將內部積粉清除干凈后,再進行制粉系統的啟動；

7、制粉系統發生爆炸事故時的處理方法；

(1)立即停止制粉系統的運行,同時要防止鍋爐發生滅火,燃燒不穩定投入油槍穩燃；(2)控制好排粉機出口總風壓及一次風壓,切斷進入制粉系統的熱風和壓力冷風, 將風倒至排粉機;若排粉機出口總風壓及一次風壓無法維持時,應迅速開啟排粉機入口冷風門,保持一次風壓正常;立即全面檢查爆炸側制粉系統防爆門的破損情況，積粉著火部位及著火情況；

(3)投入蒸氣消防系統進行滅火, 火勢無法控制時,可采用消防水進行滅火,以免燒損設備；(4)清除各部位著火源,確認其內部著火源全部消失,且積粉全部清理干凈后,聯系檢修修復破損的防爆門；

(5)在制粉系統恢復運行前,應對系統各設備內部和管道進行全面檢查修復,然后按照制粉系統正常啟動的要求投入運行；

(6)分析事故的原因,做好防范措施,做好記錄；

二:分析煤粉倉溫度高的原因及防止煤粉倉中煤粉自燃與爆炸的措施

1、引起粉倉溫度高的原因？

a、粉倉和輸粉機（鄰爐相互送粉），上的吸潮氣管上的手動閥門未按操作規程規定進行操作.制粉系統運行時吸潮氣管上的手動閥門必須全開,反之,必須全部關閉.而目前實際情況是:操作中, 制粉系統運行時,粉倉吸潮氣管上的有些手動閥門沒有開啟,有些甚至無手輪(操作手柄).制粉系統停止運行時,粉倉和鏈式輸粉機上的吸潮氣管有些手動閥門沒有關閉或關嚴(輸粉機至粉倉的插板也未關)。因為制粉系統運行時,吸潮氣管上的手動閥門沒有開啟,使得粉倉內部的潮氣不能被抽出, 粉倉內的負壓也很難建立和保證； 制粉系統停止運行時, 吸潮氣管上的手動閥門未關閉或關嚴,則增加了粉倉的漏風,為粉倉內可燃氣體和風粉混合物爆炸提供了必要條件,特別是制粉系統啟停頻繁時,各吸潮氣管上的手動閥門不能按規定及時開啟和關閉,就會加劇粉倉溫度的上升；

b、細粉分離器鎖氣器失去作用(其作用一是防止漏風,二是制粉系統發生爆炸時,防止火源進入粉倉內.);由于有些鎖氣器關閉不嚴密或有一道鎖氣器因故障失去作用時,只有另外一道鎖氣器在工作,因而容易引起粉倉溫度高；

c、換向(導向)擋板(其作用是把細粉分離器分離出來的煤粉送入粉倉或鏈式輸粉機供鄰爐)制粉系統運行且輸粉機不工作時,應將導向擋板切至鏈式輸粉機一側,而制粉系統停止運行時, 應將導向擋板切至粉倉一側,并且要進行系統倒風。而在實際操作中,有時并未按上述原則操作；

d、輸粉機至粉倉的插板門未按規程規定進行關閉,(此插板門只有在鏈式輸粉機運行,進行相互送粉時,才允許受粉爐的鏈式輸粉機至粉倉的插板門開啟,送完粉, 鏈式輸粉機停止運行后,關閉此插板門;)但有時各爐鏈式輸粉機至粉倉的插板門未關嚴或未關,使制粉系統停止運行后,粉倉和鏈式輸粉機內部形成負壓,同時增加了鏈式輸粉機內的漏風；

e、制粉系統運行時,磨煤機出口風粉混合物溫度保持過高；

f、粉倉頂部檢查孔(人孔門)未關嚴或防爆門鐵皮因銹蝕破損等,使外界空氣進入粉倉內部；

g、環境溫度低,而粉倉保溫不良或保溫層脫落時,引起粉倉內壁結露造成煤粉結塊堆積；

2、防止煤粉倉中煤粉自燃與爆炸的措施

針對上述原因分析,根據《二十五條反事故措施》要求,結合運行實際情況,可以從以下幾個方面來預防和處理；

a、制粉系統運行時,磨煤機出口風粉混合物溫度保持在正常范圍內,最高不超過72℃;(煤質較好時,溫度可以保持稍低些,煤質較差時,可以保持較高些)；

b、粉倉、鏈式輸粉機上的吸潮氣管上的手動閥門應按規定開關,保持吸潮氣管暢通,無堵塞現象;潮氣管上手動門的手輪齊全,閥門開關刻度指示清晰, 手動門開關指示與實際相符,門芯無脫落現象;制粉系統運行時, 粉倉吸潮氣管上的手動閥門應開啟,以保持粉倉內適當負壓;制粉系統停止運行時,一定要將該吸潮氣管上的手動閥門關嚴；

c、嚴格執行定期降粉制度和停爐前粉倉空倉制度;鍋爐停止運行超過三天時,應將粉倉內部的煤粉全部燒干凈,同時應嚴密密封粉倉；

d、若鍋爐屬于緊急停爐,暫時無法恢復時,除密封粉倉保持其嚴密外,還應該加強粉倉溫度的監視和實際巡回檢查,必要時,投入氮氣； e、粉倉溫度有上升趨勢時,應查找原因處理, 當粉倉溫度上升至72℃時,立即停止制粉系統運行,進行降粉,同時投入氮氣;若粉倉溫度繼續上升(極限值為110℃)或粉倉頂部冒煙及火星時,除立即停止制粉系統運行,關閉粉倉吸潮氣管上的手動閥門, 進行降粉,投入氮氣外, 應增加本爐熱負荷,加快降粉,同時投入蒸汽消防.當粉倉溫度下降時,應增大至制粉系統出力,迅速補充煤粉,用溫度較低的新煤粉覆蓋自燃的煤粉,同時應加強監視給粉機來粉情況,不穩定時,投入油槍穩燃；

f、檢修在粉倉附近進行明火作業時,應做好相應的危險點預控措施及安全防范措施;g、經常檢查煤粉分離器下部鎖氣器的嚴密性,保證其動作靈活,防止制粉系統發生爆炸時,火星從鎖氣器處進入粉倉內部,引發粉倉中的煤粉自燃,發生爆炸事故,使事故進一步擴大;h、發現粉倉漏粉嚴重時,聯系檢修消除,粉倉頂部的人孔門及防爆門應經常保持嚴密； i、消除制粉系統和輸粉系統上的粉塵泄漏點,降低煤粉濃度,大量放粉或清理煤粉時,應杜絕明火,防止煤粉爆炸。

第二篇：制粉系統爆炸與粉倉溫度高的防范對策

制粉系統爆炸與粉倉溫度高的防范對策

山東鄒縣發電廠Ⅰ、Ⅱ期工程共4臺300mw機組。鍋爐均為東方鍋爐廠生產的dg1000/170-1型亞臨界壓力中間再熱自然循環燃煤汽包爐。每臺鍋爐配置4套倉儲式制粉系統，乏氣送粉，均采用dtm350/700低速滾筒式球磨機。每臺鍋爐設有2個煤粉倉，每個粉倉的容積為440m3。煤粉倉上部設一臺型號為gx-500的螺旋可逆式輸粉機(絞龍)，可保證4套制粉系統相互輸送煤粉，在絞龍和煤粉倉上裝有4根吸潮管。

自鍋爐投產以來，制粉系統多次發生爆炸和粉倉溫度高等情況，既造成設備嚴重損壞，又嚴重威脅人身及電廠生產的安全，還對生產環境造成嚴重污染。至今，因制粉系統爆炸構成的考核事故就有3次，障礙達幾十次之多。

1制粉系統爆炸及煤粉倉粉溫高的危害 1.1制粉系統爆炸的危害

制粉系統爆炸會引起設備損壞、少發電、降低經濟效益，甚至造成人身傷亡事故。

如1992年5月26日，1號爐丁制粉系統爆炸，引燃給水電動門電纜、制粉系統控制電纜，被迫停爐，少發電399萬kwh。

再如1993年5月10日，1號爐乙粉倉內煤粉燒結，影響給粉機出粉。在給粉間處理13號給粉機時，煤粉突然噴出爆燃，燒壞部分熱控電纜，導致緊急停爐保護動作停爐。迫使電網對外拉路限電672萬kwh，系統周波由49.95hz降至49.45hz，少發電1440萬kwh。3號爐試運過程中發生2次煤粉倉爆炸，后1次將煤粉倉的頂棚掀起、11號皮帶燒壞，一名現場施工人員燒傷致死。

1.2煤粉倉粉溫高的危害

4臺鍋爐煤粉倉普遍存在粉溫高的現象，造成以下后果：為了防止因粉倉頂棚溫度太高而烤壞輸煤皮帶，只好使皮帶連續運行不停車；有時粉倉冒正壓向外噴火，燒壞上部皮帶等設備；3號爐投產初期因粉溫高影響正常運行，只好加裝一套氮氣滅火系統，靠經常充氮維持運行；由于粉倉溫度有時超過400℃，使粉倉頂棚預制件燒壞，大面積脫皮，局部塌陷，頂部4架鋼筋砼梁均有燒壞現象。

2制粉系統爆炸原因及防范措施 2.1制粉系統爆炸原因分析

從多次爆炸后的現場情況看，引爆點主要在容易長期積煤或積粉的位置。引爆的熱源主要是磨煤機與排粉機入口熱風門不嚴形成的。根據制粉系統的運行工況和爆炸情況分析，制粉系統爆炸的主要原因如下。

2.1.1與煤粉細度、風粉濃度及燃煤成份有關

煤粉爆炸的前期往往是自燃。一定濃度的風粉氣流吹向自燃點時，不僅加劇自燃，還會引起燃燒，而接觸到明火的風粉氣流隨時會產生爆炸。造成流動煤粉爆炸的主要因素是風粉氣流中的含氧量、煤粉細度、風粉混合物的濃度和溫度。

煤粉愈細，爆炸的危險性就愈大。粗煤粉爆炸的可能性就小些，當煤粉粒度大于0.1mm時幾乎不會爆炸。當煤粉濃度大于3～4kg(煤粉)/m3(空氣)或小于0.32～0.47kg(煤粉)/m3(空氣)時不易引起爆炸。

因為煤粉濃度太高，氧濃度小；煤粉濃度太低，缺少可燃物。只有煤粉濃度為1.2～2kg/m3時最易產生爆炸。而鄒縣電廠制粉系統煤粉濃度在0.3～0.6kg/m3范圍內變動，因此存在爆炸的危險。

一般揮發份vdaf大于25%，發熱量高的煤，爆炸的可能性就大，鄒縣電廠設計燃用煤發熱量qy23525kj/kg，揮發份vdaf42.07%，也是容易產生爆炸的原因之一。

2.1.2磨煤機入口積煤自燃

磨煤機處積煤主要發生在入口上部6.5m的管道上。在此處開有4個孔洞，分別與回粉管、再循環管，和2個防爆門連接。從一側過來的熱風與對應過來的風粉形成渦流，從給煤機落下來的濕煤就被沖擊粘在開孔上方管道的內壁上。在運行中人工無法清除此處的積煤，同時從預熱器來的一次風溫達300℃以上。在制粉系統停運后，由于磨煤機入口風門不嚴，漏過的熱風使磨煤機入口處溫度達100℃以上，容易將入口處積煤引燃，燃燒的煤進入磨煤機就會引起爆炸。

2.1.3細粉分離器處積粉自燃

細粉分離器處積粉自燃主要發生在細粉分離器入口方形管道下部的較平緩段上。因為此水平段正上方開有一個方形防爆門，因而使該處的通流面積增大，風粉氣流的流速下降，增加了積粉的可能性。

2.1.4熱風門內漏

通過分析可知，1995年4號爐丙制粉系統發生爆炸的主要原因就是丙排粉機近路熱風門不嚴。特別是丙排粉機熱風調門只能關至70%，以致大量的熱風內漏造成該制粉系統半年內9次爆炸。

2.1.5再循環風門處積粉自燃

乏氣中較細的煤粉，容易積存在排粉機出口的再循環風門處。由于此系統不常使用，在制粉系統停運時，從磨煤機熱風門漏過的熱風，在系統負壓下經再循環流向排粉機，會引起該處積粉自燃。燃燒的焦塊掉入排粉機或磨煤機內，就會引起爆炸。磨煤機入口6.5m處積

煤，主要是濕煤在氣流沖擊下粘上去的。不論制粉系統在運行中還是在停運時，都有可能將積煤引燃。如果將回粉管向上移到落煤管入口，將粉與煤的預混階段提前，就減少了積煤的可能性。如果在磨煤機入口上方的管道內加一個混合器，可使粉、煤、風得到良好的混合，既可防止在6.5m處積煤，又能緩解下部料斗斜坡積煤，還解決了添加鋼球時鋼球掉入熱風門卡澀風門的問題。

2.2.2對細粉分離器進行改造

對細粉分離器入口切向處積粉，可通過在風道內加裝導流板，增加局部擾動，提高該處的流速，增強氣流對下部積粉的沖刷，予以解決。同時，在加裝導流板后，因風粉氣流均勻，還可提高分離效率。

2.2.3改進粗粉分離器

原粗粉分離器內錐體下方回粉檔板(百葉窗)，經常堆積雜物或煤粉，不但造成風粉氣流短路，影響回粉，也經常自燃引起爆炸。把3、4號爐粗粉分離器的內錐體由倒錐形改為階梯(撞擊)式之后，消除了隱患，取得了經驗。

將1、2號爐的粗粉分離器，更換為新型的sd-cb軸向Ⅲ型撞擊式粗粉分離器。阻力由原來的240×9.8pa降至80×9.8pa，出力可提高14%，總電耗可下降21%。

通過對4臺鍋爐粗粉分離器的改造，不但解決了內部積粉問題，還提高了鍋爐的效率。

2.2.4消除熱風門內漏

制粉系統設計有啟、停程序，熱風總門操作采用電動執行機構。但自投產以來從未使用過該程序，且此電動風門不嚴，造成漏風。可以將磨煤機入口熱風總門改裝成(或增加)一只手動總門以減少漏風。

還可將自然冷風門位置從熱風調門前改至熱風調門后，使其處于負壓區，這不但可以解決漏入熱風造成磨煤機入口溫度高的問題，還可以解決運行中熱風從自然冷風門外漏污染環境問題。

2.2.5加強運行管理

鍋爐正常運行中，應對制粉系統的近路風風門，特別是容易積粉的磨煤機再循環風門等，堅持定期吹掃工作制度。隨著自動化程度的提高和全能值班制度的實行，應進一步加強對新值班人員的培訓，以達到系統熟，操作到位。

3煤粉倉溫度高的原因及防范措施 3.1煤粉倉溫度高的原因 3.1.1煤粉倉結構存在問題

(1)由于原粉倉內壁面角度和內錐體角度太小(粉倉橫向倉壁設計傾角為71.6°，底部內錐體角度為65°)，使倉壁及內錐體易積粉，造成粉倉溫度高。

(2)粉倉頂部四周因安裝時留下一段高約600mm，深約540mm，約45°的死角，當煤粉落入粉倉內，比較細的煤粉會到處飛揚，慢慢落在該處，長時間堆積。遇上倉內溫度高時，積粉便會自燃。

(3)在粉倉頂部橫向裝有2個人孔門，其中北側人孔門封閉不嚴，空氣漏進粉倉引起煤粉自燃，高溫氣體聚積將粉倉頂棚烤裂。

(4)用16mn鋼板焊接而成的煤粉倉下部內錐體，將粉倉分成2部分，每1部分又分割成6個小的倉格，每1倉格同樣采用厚度為10mm的鋼板焊接成內錐體。由于粉倉下部所有內錐體的表面積達100m2以上，而錐體外表面又沒有采取保溫措施，再加上給粉間封閉不嚴，冬季環境溫度低，造成粉倉內錐體內表面結露積粉。

3.1.2人為因素影響

(1)吸潮閥不按規定操作。在煤粉倉上部裝有吸潮管。按規程要求，制粉系統運行時煤粉倉吸潮閥必須開啟，制粉系統停運時吸潮閥應關閉。但在實行運行中，制粉系統到粉倉的吸潮閥，應開啟而沒有開啟，備用制粉系統到粉倉(絞龍)的吸潮閥應關閉而未關閉，按規定在絞龍停止運行時吸潮閥應關閉，但在實際運行中，也經常在開啟位置。

該開的吸潮閥不開，不但潮氣不能吸出，粉倉內的負壓也很難建立和保證。該關的吸潮閥不關，增加了粉倉的漏風，為粉倉內可燃氣體和煤粉混合物爆燃提供了必要條件。特別是當制粉系統頻繁啟停時，各吸潮閥不能按規定及時開啟和關閉，就會加劇粉溫的升高。

規程規定在排粉機由制粉乏氣倒向近路風后，應及時關閉制粉系統各吸潮閥，但在運行中也常常沒有按要求進行操作。

(2)鎖氣器失去作用。細粉分離器下部有2道鎖氣器，它的作用一是防止漏風，二是在制粉系統爆炸后防止火源進入粉倉。由于有的爐只剩1道鎖氣器起作用，因而易引起粉倉起火。

如在1992年大修中將1號爐細粉分離器下部 送粉時，需要授粉的下粉口插板才打開。但在實際運行中，各爐絞龍的下粉插板經常處于開啟或半開啟狀態，特別是絞龍兩端(甲、丁制粉系統)的下粉插板經常在全開位置。因此也就使粉倉形不成負壓，絞龍內應封閉也無法封閉。(4)換向檔板問題。在每臺制粉系統的木屑分離器下方，設有一只手動換向檔板。其作用是把細粉分離器下來的煤粉分別切換到粉倉或絞龍。當制粉系統停止運行時應使檔板關閉粉倉一側，以防止空氣進入粉倉。但在實際運行中，當制粉系統停運時，此換向檔板很少切向粉倉側進行封閉。

(5)管理制度方面。在投產初期，電梯都由運行人員自己管理，不論白天晚上，運行人員到鍋爐上部操作吸潮閥及換向檔板都很方便，也能及時到位。但在1991年以后電梯劃歸實業公司電梯班管理，白天，運行人員使用電梯需找電梯班來人操作，晚上則需步行到標高32m處操作，所以就造成制粉系統啟停后，不能及時按規定進行就地操作。直到1997年這一制度才改變，到位情況有了明顯好轉。

1989年修改頒發的運行規程中，只規定了磨煤機啟動后開啟粉倉吸潮閥，但沒有規定在制粉系統停運后關閉吸潮閥；只規定了在制粉系統啟動時將換向檔板切向粉倉，但未規定在制粉系統停運后將換向檔板切向絞龍，封閉粉倉。

(6)技改后遺留的問題。為了節省鍋爐點火用油，加裝了煤粉預燃室點火裝置，增加4臺新給粉機，將給粉機與粉倉連接的短節長度，由200mm改為900mm，但給粉機加長的短節未進行保溫；在將粉倉上部不適合的板式鎖氣器改為錐式鎖氣器后，鎖氣器的外部也未進行保溫，所以會增加粉倉內壁結露。

3.2煤粉倉溫度高的防范措施

3.2.1改進煤粉倉結構和保溫

(1)因為3、4號爐粉倉采用鋼板結構，外部保溫效果差，造成粉倉內壁結露積粉，粉倉溫度經常升高。雖于1989年把粉倉外部的保溫全部進行了更換，但因粉倉內壁為鋼板結構，結露問題仍沒有徹底解決，后來就在粉倉內壁澆灌一層砼。

由于頂棚燒裂漏風，在1993年大修中將3號爐甲粉倉梁及頂棚全部更換。在1997年5月份大修中又將3號爐乙粉倉4架梁及頂棚全部進行了更換。為了防止在高溫下石子鈣化后體積膨脹，將外部砼脹掉。采用耐火水泥配比，并將骨料由石子改為焦寶石。

(2)由于原粉倉內壁面角度和內錐體角度太小。1997年利用1號爐大修時間，對甲、乙煤粉倉進行了改造。在粉倉內壁打出麻坑，澆上一層耐火砼，使兩壁角度由原71.6°變為77°。又在原內錐體上加焊一層鋼板，使底部內錐體角度由原65°改為70°，以消除積粉。

(3)粉倉頂部四周安裝時留下的死角，已用砼澆灌，使其與壁面平齊，根除了此積粉點。

(4)原細粉分離器至粉倉下粉管之間設計為換向式檔板，不嚴密，易漏風、粉。已將4臺爐的下粉換向檔板全部更換成插板式閘板門，解決了漏風問題。

(5)因原絞龍改為鏈式輸粉機后一直無法使用，為了減少粉倉漏風，現已將絞龍所有下粉口用砼澆灌封堵。原入孔門蓋子為平板式，容易變形漏風，已將入孔門蓋板改為翻蓋式，采用不銹鋼板外加硅酸鋁氈保溫。改變入孔門位置，由橫向軸線布置改為縱向，在防爆門軸線兩側的粉倉內壁布置。

3.2.2改進吸潮管通路及防爆門

(1)原煤粉倉吸潮管出口與粗粉分離器入口的煤粉管道相接，因系統負壓小，易被沉積的煤粉堵塞。為了提高其負壓，現已將吸潮管出口從粗粉分離器入口管道改接到排粉機入口管道上，出口負壓由3.0kpa提高到7.0kpa。但是煤粉倉內負壓過大，漏風反而會增加，從1號爐改后的情況看，因負壓大，

第三篇：防止制粉系統及粉倉爆破的事故預案

防止鍋爐制粉系統及粉倉爆破的事故預案

批 準：鄒鐵軍 審 核：王 志 編 制：劉明德

國電吉林熱電廠發電部

運行一分場

2008年09月23日

防止鍋爐制粉系統及粉倉爆破的事故預案

在火力發電廠的生產過程中，制粉系統爆破、粉倉爆破是直接損壞設備、發生火災，甚至造成人身傷害的惡性事故，給國家、企業、個人都會造成非常嚴重的損失。為此我們要從思想上高度重視，行動上認真負責。為保證制粉系統安全運行。防止制粉系統及粉倉爆破，尤其是在雨季最易發生制粉系統爆破事故，為此，特制定此預案。

一、加強設備缺陷的管理，發現制粉系統管路中有重皮、死角，應及時進行缺陷登記和聯系檢修人員進行處理、消缺；

二、加強原煤管理，防止易燃、易爆物混入原煤內進入制粉系統（雷管等）；

三、發現堵、斷煤及磨煤機入口以及磨煤機入口橢圓管上部積煤時，應及時進行處理；

四、制粉系統正常運行時應嚴格控制磨煤機出口溫度不超過65℃，并保持煤粉水份、細度合格；

五、啟動制粉系統前，要認真檢查磨煤機入口及磨煤機入口橢圓管上部，發現有積煤時，應及時進行清理，特別在雨季原煤濕度大時，更應認真加強進行檢查；

六、清理磨煤機入口以及磨煤機入口橢圓管上部積煤時，應按以下程序進行：

1、戴好勞動保護，手套及手電筒，使用專用工具；

2、檢查磨煤機入口或磨煤機入口橢圓管上部積煤時，應首先開啟制粉系統2號門、關閉1、8、9號門，待磨煤機入口溫度降至200℃以下時，停止原煤給煤機。待磨煤機入口溫度降至100℃以下，磨煤機出入口壓差與啟動前相同時，停止磨煤機，切換風擋板后，司爐應在停止的給煤機、磨煤機操作把手上掛上“有人工作、禁止合閘”的警告牌，應側身緩慢開啟磨煤機入口檢查孔門，進行磨煤機入口的檢查；

3、如有積煤，清理磨煤機入口或磨煤機入口橢圓管上部積煤前，應做好安全措施，在確認無積煤著火的前提下，在監護人監護下進行積煤的清理；

4、在磨煤機空心軸或入口橢圓管上部積煤嚴重，需要運行人員進入磨煤機大罐內進行清理積煤時應：

① 開啟2號門，關閉1號門，停止原煤給煤機進行抽粉，同時 活動回粉管鎖風器，將回粉管內存粉放凈，保證回粉管暢通，不得有積粉；

② 停止磨煤機，填寫捅煤操作卡，聯系值長通知電氣值班員對磨 煤機、給煤機拉電，待電氣值班員通知磨煤機、給煤機拉電，然后進行合閘試驗，證實磨煤機、給煤機已經拉電，無誤后方可進行下一步工作，司爐在操作把手上掛“有人工作、禁止合閘”的警告牌；

③ 制粉系統經徹底通風消除瓦斯后，待磨煤機入口溫度降至40℃ 以下時，關閉制粉系統1、3、4、8、9、10號門，開啟制粉系統各檢查孔門進行通風，并在給煤機、磨煤機的操作把手上掛“有人工作，不許合閘”的警告牌，在制粉系統1、3、4、8、9、10號門上掛“有人工作，不許開啟”的警告牌。

④ 進入磨煤機內清理磨煤機空心軸積煤時，應填寫捅煤操作卡； ⑤ 以上各項具體安全措施落實后，必須有監護人，并認真做好監 護工作，方可進行磨煤機空心軸或入口橢圓管上部積煤的清理工作，嚴防燙傷。

5、清理磨煤機入口及橢圓管上部積煤時，要嚴格執行《電業安全規程》，不得將捅煤桿子頂在胸前，應放在身體側面進行清理工作。在未做好安全措施前嚴禁工作人員將頭部探入磨煤機入口檢查孔內進行檢查；

6、若發現磨煤機入口著火應按規程進行處理，嚴禁著火時清理入口積煤，處理過程應通知有關人員，盡量避免靠近制粉系統各防爆門、檢查孔門，以免發生爆破傷人；

7、使用的捅煤工具要合適、長短適宜，防止將捅煤桿子的另一端誤入牙輪罩內或將捅煤桿子別入磨煤機入口端壁上，造成人身傷害，捅煤工具使用完畢后放在指定的安全地點；

8、在清理磨煤機入口積煤時，要嚴格規范執行勞動保護使用規定，確保人身不受傷害。

七、啟動制粉系統前暖管時，禁止采用高溫風進行暖管；

八、保證斷煤信號應好用，發現缺陷及時聯系熱檢進行處理；

九、在處理堵、斷、棚煤或磨煤機煤大抽粉時，杜絕采用不開2號門，不關1、8、9號門的方法進行；

十、若發現制粉系統內有積煤、積粉著火現象時，應立即加大給煤量使其壓住火源，同時壓住回粉管鎖風器，開啟制粉系統2號門，關閉1.8.9號門，緩慢進行切換風擋板后，關閉3號門，斷開副盤總聯鎖，先停止磨煤機，后停給煤機；緩慢打開磨煤機入口檢查孔，清除火源，十一、在處理制粉系統內積煤著火時，各項操作應沉著、冷靜、穩定進行，決不可慌亂、盲目操作，嚴防制粉系統爆破。經處理積煤著火熄滅后，應進行全面、仔細檢查，確認無火源后，方可重新啟動制粉系統；

十二、回粉管鎖風器應保證靈活好用，在處理積煤著火時，應設法將回粉管鎖風器壓住，防止未被抽凈的煤粉沖到火源上，造成煤粉爆炸；

十三、正常停止制粉系統，導風時要沖洗再循環管路，對停止制粉系統檢修進行消缺或暫時不投入運行的制粉系統要將制粉系統內的煤粉進行徹底抽凈；

十四、若磨煤機出口溫度表損壞，不能用排粉機入口溫度表代替，沒有磨煤機出口溫度表，應停止制粉系統的運行；

十五、在停止制粉系統檢修或在制粉系統管路上動電火焊時，待檢修完畢，工作票收回后，應進行驗收和檢查，確認無火源后，方可啟動制粉系統；

十六、清理磨煤機入口或磨煤機入口橢圓管上部積煤時，應設專人進行監護，司爐并做好記錄；

十七、在雨季除按規定時間檢查磨煤機入口外，應根據原煤的表面水份適當增加檢查次數，檢查時要認真徹底，尤其是接班對磨煤機入口的檢查更要認真、詳細、徹底；

十八、在雨季班長應合理安排好人員，對重點、危險點要加強控制；

十九、進行清理積煤時必須戴好勞動保護用品和有足夠亮度的手電筒，保證工作地點照明充足，并做好事故預想；

二十、加強對粉倉溫度的監視，發現粉倉溫度超過70度，要立即進行事故降粉，同時對粉倉進行密閉；

鑒于現在所燃煤種揮發份高，事故降粉時應按下列措施執行：

1、將粉倉上部密閉，將導向擋板導向絞龍，關閉絞龍下插板；

2、關閉粉倉、絞龍的吸潮管；

3、停止磨煤機必須倒風；

4、事故降粉后，暫時不制粉，要從其它爐送粉，多導兩臺爐，保證煤粉量；

5、當粉位達到4米時，開啟粉倉、絞龍的吸潮管，開始進行制粉。

二十一、粉倉、絞龍的吸潮管應保持暢通，鍋爐運行時應開啟，停爐時應關閉；

二十二、鍋爐停運時應盡量將粉燒凈，停運時間超過24小時必須將粉燒凈，停運時間超過8小時并且粉倉有粉時必須進行粉倉密閉；

二十三、保持合格的煤粉水分，并按規定進行定期降粉；

二十四、當粉倉溫度急劇升高且有爆炸危險時，要立即向粉倉打二氧化碳，并密閉粉倉；

二十五、發生制粉系統、粉倉爆破應及時匯報值長，由值長通知有關單位檢查及清掃電纜，鍋爐班長通知鍋爐檢修修復防爆門； 二

十六、各班組要對《二十九項反措》、《防止制粉系統爆破安全措施》、《雨季處理堵、斷煤安全措施》及運行一分廠鍋爐專業的《五十一項反措》認真組織學習、講課，尤其是有關崗位人員必須學懂、學會，熟練掌握，真正做到防止制粉系統和粉倉爆破以及其它事故的發生，確保安全生產。

運行一分場事故應急崗位職責

班長

1、班長對本班安全生產負責。

2、發生事故，班長到位應側重查看鍋爐運行參數及制粉系統異常情況等變化。

3、指揮和協助處理。

4、及時向上級部門匯報事故情況。

5、負責事故調查的組織工作，負責總結事故的教訓和應急經驗。副班長

1、副班長對本班安全生產負責。

2、發生事故，副班長到位應徹重查看鍋爐參數及制粉系統異常情況等變化。

3、指揮和協助處理。

4、及時向上級部門匯報事故情況。

5、負責事故調查的組織工作。司爐長

1、司爐長對本區段鍋爐安全生產負責。

2、發生事故，司爐長到位應徹重查看鍋爐參數及制粉系統異常情況變化。

3、指揮和協助處理。

4、制粉系統爆破后，應制粉系統防爆門等設備進行全面檢查，并將檢查結果匯報班長。

5、及時向上級部門匯報事故情況。

6、負責事故調查工作 司爐

1、司爐是本爐安全生產的第一負責人, 對鍋爐安全、穩定運行負主要責任。

2、發生事故，司爐應注意鍋爐參數及制粉系統異常情況變化。

3、根據制粉系統異常情況變化，進行事故處理。

4、及時向班長、值長匯報事故情況。

5、協助事故調查工作。副司爐

1、是本爐司爐的有力助手，2、對制粉系統設備安全、穩定運行負主要責任。

3、發現制粉系統異常變化，應及時報告司爐，并及時果斷處理。

4、及時向司爐、班長匯報事故情況。

5、協助事故調查工作。

第四篇：[1983]112號《關于煤粉倉及制粉系統防爆措施》

關于煤粉倉及制粉系統防爆措施

水電部生產司[1983]生安監字第112號

一、運行、維護、檢修方面

1.認真貫徹執行1979年部頒《火力發電廠鋼球磨煤機系統運行規程》。

2.燃用易自燃煤種的鍋爐煤粉倉，或有過煤粉自燃歷史，且目前用煤種無很大變化的煤粉倉，要核對倉頂設計、施工情況。檢查粉倉頂蓋、四角拼縫有無抗爆能力薄弱的部位。

3.要加強防爆門的檢查和更換工作，防爆門膜板要符合設計要求。

4.煤粉倉必須嚴密。凡基建投產時未做過嚴密性試驗的要補做漏風試驗，如發現有漏風、漏粉現象的要及時消除。一旦粉倉發生爆炸，發現頂蓋開裂時，應同時檢查粉倉四角接縫有無異常，以便及早發現粉倉結構在煤粉倉爆炸后可能造成的損失。

5.每次大修粉倉應清倉，并檢查煤粉倉四壁是否光滑，有無死角。特別要注意倉頂預制板—大梁擱置部位有無積粉死角。必要時倉壁可加鋼板內襯。

6.要檢查煤粉倉，絞籠吸潮管有無堵塞，吸潮管應加保溫。吸潮門的開度應使粉倉負壓保持適當的數值。

7.煤粉倉的滅火系統要保持完好，定期試用（試驗時滅火劑不進入煤粉倉）。8.煤粉倉外壁受冷風吹襲，使倉內煤粉易于結塊影響流動者，其外壁應予保溫。

9.粉倉溫度表數量不夠的，宜適當補充。為及時發現粉倉溫度升高，可考慮設溫度報警裝置，并應定期校驗。

10.要檢查定期降粉制度的執行情況，在異常工況時，可考慮適當增加降粉次數。制定給粉機定期切換制度，避免在停用的給粉機入口處出現積粉自燃現象。

11.嚴格執行停爐前煤粉倉燒空制度，停爐后封閉粉倉及放（抽）粉制度。

12.發現煤粉倉煤粉自燃要妥善處理。一般應停止向煤粉倉送粉（嚴禁漏粉），關閉粉倉吸潮管，進行徹底降粉，如采取迅速提高粉位（包括同時由鄰爐來粉）進行壓粉的措施時，應事先輸入足夠數量的惰性氣體。

13.制粉系統發生煤粉爆炸，要找到積粉著火點，采取措施消除積粉，必要時可采用改造管路的措施。

14.為防止防爆門爆破時損壞設備，影響人身安全，應適當改變防爆門安裝方位或采取其他隔離措施。15.要采取措施防止給煤機斷煤，并在控制盤上設置新煤信號。

16.為防止制粉間頂板下的電纜上積粉自燃，應堅持定期清掃，必要時在電纜架附近增加擋塵罩或逐步把電纜改到運轉層上面。

17.做好粉倉層的清潔工作，防止煤粉倉煤粉爆炸后熱氣浪噴出引起的二次爆炸，或粉倉層積粉自燃后火苗進入粉倉引起煤粉倉煤粉爆炸。

二、設計、施工方面

1.降低煤粉倉防爆門動作壓力。目前煤粉倉防爆門呂膜板設計動作壓力為1000mm水柱。爆破試驗表明，有的膜板爆破壓力甚至超過2000mm水柱，而粉倉頂蓋承壓能力估計只能達到200mm～ 500mm水柱，防爆門不能起保護煤粉倉不被損壞的作用。因此需要組織研究試制用于煤粉倉的動作壓力為100mm～150mm水柱、密封良好的新型防爆門。

2.煤粉倉防爆門總面積應按煤粉倉單位容積0.0025m2/m3計算，但不小于0.5m2。防爆門的數量應適當增加，宜均勻布置在較易積粉的位置。防爆門應裝在靠近粉倉頂板并便于檢查的部位；引出管的長度要考慮防爆門動作時能迅速泄壓。

3.煤粉倉應做到嚴密、內壁光滑、無積粉死角，并具有一定的抗爆能力。建議對現有煤粉倉的爆炸承壓標準可按500mm～1000mm水柱考慮，新設計粉倉暫采用1000mm水柱。

一些裝配式鋼筋混凝土煤粉倉存在不同程度的不嚴密、積粉及承壓能力不足的缺點，今后采用這種設計時，結構處理必須考慮周到，并提出詳細工藝及質量要求，以便于施工、保證質量。對于爆炸危險性較大的煤，如果采用中間儲倉式制粉系統，則最好采用鋼板制煤粉倉，這種型式的粉倉施工簡單，容易保證嚴密、光滑、不積粉。

煤粉倉內部應無任何沉積和滯留煤粉的突出部位，粉倉壁傾角應保護壁面交角與水平線夾角大于60°，壁面交角應做成圓弧形。煤粉倉要減少無效空間。

煤粉倉投入生產運行前要做嚴密性試驗，徹底清除漏風處和可能積粉的部位，做好煤粉倉內部檢查和測粉裝置的驗收簽證。

4.現已投產的一些鍋爐機組的旋風分離器入口管、乏氣送粉系統中排粉機入口熱風管、排粉機入口管等傾角較小，易于積粉，需要改進。風粉管道（包括與制粉系統無法隔離的熱風管道、防爆門引出管）與水平面傾角不應小于45°。旋風分離器入口管水平過長，應促使制造單位改進設計。

5.粗粉分離器回粉管上的鎖氣器要便于運行中觀察其動作情況，并能在斷煤時臨時關閉以阻止回粉繼續進入磨煤機入口，避免給煤中斷時引起煤粉爆炸。

6.當粉倉內煤粉發生自燃時，有些溫度測點不能正確反映情況，建議研究煤粉倉煤粉自燃監視裝置。粉倉溫度測點的數量和安裝位置要做好施工設計。溫度測點一般可考慮設在四角，距倉頂1m～1.5m處，大型機組煤粉倉宜在不同高度上分別布置測點。

7.煤粉倉應設二氧化碳、氮或其他滅火劑的消防管路，倉內應布置分配管，使惰性氣體均勻進入煤粉倉。采用二氧化碳滅火時，應設法采取防止霧狀二氧化碳進入煤粉倉的措施。

8.煤粉倉要有放粉設施，用以向鄰爐輸送剩余煤粉或向安全地點排放已著火的煤粉。9.制粉系統防爆門應避免朝向人行通道或電纜托架，并采取必要的隔離措施。10.要在控制室配備斷煤信號。

第五篇：在役壓力容器焊接裂紋的成因分析及預防措施

在役壓力容器焊接裂紋的成因分析及預防措施

陳冰川，陳偉民，朱偉青

（國核電站運行服務技術有限公司，上海 200233）

摘要：對某在役奧氏體不銹鋼壓力容器進行現場金相檢測時發現其下封頭的縱向焊縫處存在微裂紋。分析了裂紋的形成原因，結果表明該裂紋是由焊接引起的橫向沿晶液化裂紋和由壓制成型引起的縱向裂紋共同構成的混合型裂紋。針對如何預防此類裂紋，提出了相應的工藝改進措施。

關鍵詞：奧氏體不銹鋼； 壓力容器； 焊縫； 裂紋； 應力分析 中圖分類號：

文獻標志碼：A

文章編號：

The Cause Analysis and Prevention Measures of Welding Cracks on the In-service Pressure Vessel

CHEN Bing-chuan，CHEN Wei-min，ZHU Wei-qing(State Nuclear Power Plant Service Co.Ltd., Shanghai 200233, China)Abstract: In the local metallographic examination process for an austenitic stainless steel in-service pressure vessel, the microscopic cracks had been found in the longitudinal weld of its lower head.Formation mechanism of cracks is analyzed, the result show that those cracks are composed of transverse liquefaction cracks cause by welding and vertical cracks caused by the suppression molding in manufacture.Some measures have proposed to the prevention of this kind of cracks.Keywords: austenitic stainless steel;pressure vessel;weld;cracks;stress analysis

在壓力容器、鍋爐和管道等設備部件制造中，常常需要依靠焊接工藝實現兩部分母材間的結合。由于在焊接過程中母材被瞬間加熱熔化形成熔池，隨后熔池液態金屬快速冷卻結晶而形成焊縫。在熔池金屬結晶過程中，焊接接頭的顯微組織會發生變化，產生焊接應力和變形，同時可能產生各種焊接缺陷，從而影響焊接件的力學性能。因此焊接是一種比較容易出現缺陷的熱加工工藝。

金山某化工廠的在役壓力容器R2204A聚合反應器標稱為II類容器，材質為316L超低碳奧氏體不銹鋼，容器規格Φ5060×22 mm，運行介質為有機催化劑，設計溫度200℃，業主方未提供其他有關的運行參數。該壓力容器主要由筒體和上下封頭組成，筒體為鋼板卷曲為圓筒狀后焊接而成，上下封頭則為多塊鋼板拼焊后冷壓制成橢圓形，最后筒體與上下封頭通過環形焊縫焊接而成，具體的焊接工藝不詳。在2009年12月國核電站運行服務技術有限公司按照《在用壓力容器檢驗規程》的有關規定及業主方的委托，對其內部進行了定期無損檢測和金相檢驗，檢測部位見圖1，包括橢圓形下封頭拼接鋼板的兩條縱向焊縫和一條筒體與封頭連接的丁字焊縫，圖中所示的1#、2#和3#依次為這三條焊縫上的現場金相檢驗的取樣部位。

圖1 壓力容器的檢測部位示意圖

Figure 1 Schematic diagram of pressure vessel inspection part 在對這三條焊縫進行滲透檢測時，表面均未出現記錄性缺陷顯示。滲透檢測對表面缺陷的檢出靈敏度一般為1mm寬，低于這一尺寸的缺陷一般難以通過滲透檢驗檢出。在滲透檢驗的焊縫中黑色區域為現場金相檢驗的取樣部位，如圖2所示。

a． 縱向焊縫的滲透檢測及金相檢驗的1#取樣部位

a.Penetration test and metallographic examination of No.1 sampling part on longitudinal weld

b． 丁字焊縫的滲透檢測及金相檢驗的3#取樣部位

b.Penetration test and metallographic examination of No.3 sampling part on T-weld 圖2 焊縫的滲透檢測及金相檢驗取樣部位

Figure 2 Penetration test and metallographic examination sampling part on weld 現場金相檢驗結果發現封頭上的兩條縱縫（1#、2#取樣部位）的熔合線靠近母材側存在微裂紋，裂紋形貌如圖3所示。

a.100倍 a.100X

b.400倍 b．400X

圖3 縱向焊縫處的裂紋形貌

Figure 3 The cracks morphology of the longitudinal weld

檢測結果交給業主方后，按照《在用壓力容器檢驗規程》的安全狀況等級評定有關內容，將該壓力容器的安全狀況等級降為4級。由于無法對在役壓力容器進行破壞性試驗，《在用壓力容器檢驗規程》中所要求的檢測方法主要包括無損檢測、硬度測定、金相檢驗、應力測定和耐壓試驗等，而作為一種重要的分析手段，現場金相檢驗對壓力容器的完整性影響極小，可以在不破壞其使用的情況下研究材料的微觀組織變化，分析和推測這臺壓力容器產生微裂紋的產生原因，故對其的微裂紋成因分析主要借助于金相分析。裂紋的成因分析 1.1 橫向裂紋的成因

1.1.1 各區域金相組織的差異

焊接接頭包括焊縫、熔合區和母材熱影響區三個區域，各區域的組織和力學性能差異較大。從圖3可以看出，該焊接接頭的焊縫組織為奧氏體柱狀晶；在100倍的金相照片上可觀察到，其熔合線上方有較寬的黑色條狀區域，說明熔合區存在較嚴重的偏析和雜質聚集，這種化學成分的不均勻性會導致力學性能嚴重下降，其組織為奧氏體柱狀晶+枝晶；熔合線下方為母材熱影響區中的過熱區，組織為較粗大的奧氏體孿晶。焊接接頭上的微裂紋多位于熔合區附近，向母材熱影響區沿晶擴展，一定數量的垂直于焊縫的橫向裂紋與少量平行焊縫但尚未貫穿的縱向裂紋構成一條混合型裂紋帶。

1.1.2 液化裂紋的形成機理

在母材與焊縫交界處，即熔合區或多層焊縫層間的金屬由于在焊接過程中快速加熱和快速冷卻，且往往在晶間還存在低熔點合金和夾雜物，容易發生局部熔化而形成沿晶擴展的裂紋，這種裂紋稱為液化裂紋 [1]。

圖4 液化裂紋示意圖

Figure 4 Schematic diagram of liquid cracks

從縱向焊縫的金相照片中觀察到，該焊接接頭的熔合區過寬、低熔點共晶體偏析嚴重說明化學成分控制不佳，這些都對液化裂紋的形成產生了重要影響。結合微裂紋的形貌特征，認為其中的橫向裂紋主要是焊接熱裂紋中的液化裂紋，呈沿晶開裂方式產生在熔合區附近，向母材熱影響區中的過熱區發展，如圖4所示。

1.2 縱向裂紋的成因

縱向裂紋源于應力集中引起的開裂，該壓力容器的封頭采用拼板焊接后再壓制成型工藝，在焊接完成后，內部容易產生焊接殘余應力和焊接變形。當焊接后再進行封頭壓制成型時，焊接殘余應力與冷壓成型應力相疊加，造成焊縫局部區域應力過高，使焊縫產生新的塑性變形，故誘發了縱向裂紋。關于焊接殘余應力和冷壓成型應力的具體分析如下：

1.2.1 焊接殘余應力

由于焊接過程是局部加熱，焊接件各部分不能同步加熱和冷卻，也不能自由膨脹和收縮。在加熱時，焊縫金屬及其附近區域的母材受周圍冷金屬的拘束，不能自由膨脹而受到塑性壓縮；在冷卻后不能自由收縮而受拉應力，同時還可能發生焊接變形[2]。這種冷卻后的拉應力如果不經過恰當的去應力處理便會成為焊接殘余應力，影響焊接構件的承載能力。

但對于奧氏體不銹鋼，一般不宜進行去應力處理。因為奧氏體不銹鋼如果在500~850℃左右溫度下熱處理時易發生敏化，析出Cr23C6型碳化物[3]，導致不銹鋼的沖擊韌性以及耐腐蝕性能大大下降，甚至誘發再熱裂紋。顯然，焊接后未進行去應力處理的奧氏體不銹鋼便會有少量殘余應力存在[4]，為垂直于焊縫方向的拉應力。

1.2.2 冷壓成型應力

該封頭的制造工藝主要為三塊奧氏體不銹鋼拼板縱向焊接而成，之后在壓制力F的作用下，封頭拼板受壓變形，最終達到所要求的形狀。壓制過程采用冷壓成型工藝，工藝簡圖見圖5。

壓制力拼板焊縫

圖5 封頭壓制成型工藝示意圖

Figure 5 Schematic diagram of pressure molding process for lower head

在壓制過程中，在兩條縱向焊縫區域內，外加壓制應力會引起內應力，其方向為垂直于焊縫的拉應力，如圖6所示。這種拉應力與焊接殘余應力相疊加，在力學性能最差的焊縫熔合區附近造成應力集中，導致焊縫熔合區內塑性較差的區域出現大量微裂紋。

a.拼板縱向焊縫剖面示意圖

a.Schematic diagram of the section of longitudinal weld in splice plate

b.熔合區任一點應力分析

b.Stress analysis of random point in the fusion zone

圖6 焊縫區域應力分析 Figure 6 Stress analysis of weld

按照斷裂力學理論[5]，斷裂強度因子KI于含穿透裂紋的無限板，Y??Y?a，式中：Y表示裂紋形狀系數，對

?；?表示裂紋擴展時受到的外加應力值；a表示裂紋長度。在已形成的微裂紋處，應力集中程度最高，?一旦超過了微裂紋能夠承受的應力值后就會使裂紋不斷向前擴展，最終擴展為大致與焊縫平行的縱向裂紋。裂紋的預防措施

根據此種裂紋的成因分析結果，我們建議業主加強對該臺容器的檢測頻率，重點跟蹤微裂紋的擴展情況。同時，還為今后壓力容器封頭避免出現此類裂紋，提出了以下預防措施：

2.1 嚴格控制化學成分

嚴格限制奧氏體不銹鋼焊接材料和母材中的硫、磷等低熔點雜質元素的含量；改進冶金技術，有效降低含碳量；適當添加釩、鈦、鈮等微量元素。

2.2 控制焊接接頭質量

業主方雖未能提供實際所采用的焊接工藝，但從焊縫金相照片上的熔合線過寬可推斷出焊接工藝存在問題，故建議在焊接方面應當控制焊接工藝參數以適當提高焊縫成形系數，一般不采用大熱輸入量進行焊接。焊條電弧焊時，宜采用小焊接電流，快速多道焊，對于工藝要求高的焊縫，甚至可以采用澆冷水等措施以加速冷卻，防止焊縫晶粒嚴重長大和焊接熱裂紋的形成。采用合理的焊接順序來減小焊接應力，并控制焊接質量。在焊接后或封頭壓制完成后可進行低溫去應力處理，溫度范圍控制在300~350℃，不宜超過450℃，以免析出高鉻碳化物造成晶界貧鉻，引起晶間腐蝕。同時在焊接過程中，應采用氣體保護焊，避免其他雜質進入熔池。

2.3 優化封頭制造工藝

隨著原材料加工工藝的進步以及寬大的鋼板制造能力的提高，以上的拼板焊接壓制的封頭制造工藝已經逐漸淘汰，而采用更先進的獨幅板材壓制成型技術來制造大型壓力容器的封頭。這種更先進的封頭制造工藝以及合理的結構設計可以有效地避免焊接和冷壓成型過程的應力集中問題。結論

綜上所述，該容器的封頭拼板焊縫由于焊縫熔合區的化學成分控制不佳，存在嚴重偏析和夾雜物，使力學性能下降，從而增加了橫向的液化裂紋傾向；同時受到冷壓成型應力和焊接殘余應力的聯合作用，在熔合區應力集中引發了縱向裂紋，一定數量的橫向裂紋與少量尚未貫穿的縱向裂紋構成了一條混合型裂紋帶。

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