原煤仓、煤粉仓系统运行人员培训

运行人员培训内容

BEIH Plant Course

原煤仓及煤粉仓

COALPULVERIZING SYSTEM

MAJ

TD NO.100.2

目 录

1 教程介绍 ................................................................. 3 2 相关专业理论基础知识 ..................................................... 3 3 系统的任务及作用 ......................................................... 6 4 系统构成及流程 ........................................................... 6 5 设备规范及运行参数 ...................................... 错误！未定义书签。 6 设备结构及工作原理 ....................................................... 8 7 巡回检查标准 ............................................................ 16 8 设备检修安全措施 ........................................................ 17 9 事故预案及演练 .......................................................... 18 10 11 12 13 14 15

安全警示(安规及25项反措要求) ......................................... 19 事故案例 .............................................................. 22 附图.................................................................. 24 标准试题库 ............................................................ 25 培训检测表 ............................................................ 30 延伸阅读 .............................................................. 31

1 教程介绍

本教程详尽介绍了发电厂原煤仓及煤粉仓，包含了发电厂运行维护人员从事本系统相关工作所必须掌握的专业基础理论知识、系统的构成及相关联接、系统中各设备的工作原理、设备系统的启停操作及正常运行调整、节能经济运行方式、各种工况下巡回检查的内容及标准、设备检修维护时安全隔离要求及措施、作业危险因素的分析及防止、系统常见故障的分析处理、运行过程中的事故预想及演练、相关的定期切换及试验要求等内容。

教程编写过程中，参照了厂家资料，引用了相关的技术文献，并吸收了相关的技术法规，25项重点反事故措施要求的内容。

教程适应于从事煤仓系统运行维护各岗位人员，按照岗位技能及职责的要求，教程依难易程度内容分别标注了初级、中级、高级三个等级。初级为巡检岗位人员的必备知识，中级为主值以上岗位操盘人员要掌握的内容，高级为值长、专业工程师以上岗位人员的应知应会。

教程中附列了相关的培训检测表，用于记录员工学习培训进度、过程状态、掌握知识程度等重要信息。部分检测表需由负责培训的人员填写，作为员工从业资格的重要证明。

本教程为通用教材，各发电厂在实际使用过程中可根据自身设备特点做适当增减修改。

2 相关专业理论基础知识

1、煤

煤主要由碳、氢、氧、氮、硫和磷等元素组成，碳、氢、氧三者总和约占有机质的95%以上，是非常重要的能源，也是冶金、化学工业的重要原料，有褐煤、烟煤、无烟煤、半无烟煤这几种分类。 2、煤粉用途

在发电厂中，煤块制备成煤粉后，易于通过管道输送，并且能够在炉膛中充分的燃烧。 3、标煤

标煤是“标准煤”的简称，能源的度量单位。由于各种燃料燃烧时释放能量存在差异，国际上为了使用的方便和统一标准，在进行能源数量、质量的比较时，将煤炭、石油、天然气等都按一定的比例统一换算成标准煤来表示（1公斤标准煤的低位热值为29270千焦耳，即每公斤标准煤为29270000焦耳）。 4、制粉系统的作用

制粉系统的作用是将原煤经过干燥和碾磨后制成细度合格的煤粉送到锅炉燃烧器，以满足锅炉负荷的需求。 5、热值

热值指完全燃烧1kg（或1m3，气体）的物质释放出的能量，是一种物质特定的性质。单位是J/kg或J/m3(气体) 6、水分

煤中水分按结合状态分为游离水和化合水。游离水是吸着润湿在煤表面和吸附凝聚在煤内部毛细孔中以机械方式结合的水；化合水是煤中与矿物质结合的除去全水分后仍保留下来的水分,又称结晶水。 7、灰分

是指煤完全燃烧后剩下的残渣。因为这个残渣是煤中可燃物完全燃烧，煤中矿物质(除水分外所有的无机质)在煤完全燃烧过程中经过一系列分解、化合反应后的产物。 8、挥发份

煤样在规定条件下隔绝空气加热，煤中的有机物质受热分解出一部分分子量较小的液态（此时为蒸汽状态）和气态产物，这些产物称为挥发物。 9、硫分

通常分为有机硫和无机硫两大类，煤粉中的硫主要以硫酸盐硫，硫化铁硫和有机硫三种形态存在。硫在煤粉中是一种极为有害的物质，控制的越低越好，硫份超过1.5%的煤粉，燃烧时易生产大量的SO2和SO3物质，危害人体健康，污染环境并对设备产生高温酸性腐蚀和低温酸性腐蚀。 10、原煤最大颗粒度

是指煤从原煤斗经过输煤栈桥过程中被碾碎后的直径大小，一般为磨辊直径的1/30—1/50。 11、煤粉的流动性

煤粉颗粒大小在0～1000um间，其中20～50um的煤粉颗粒居多。煤粉的堆积密度约为0.7t/m3。煤粉颗粒形状是不规则的，并且随燃料的种类及制粉设备的型式的不同而异。新磨制的干煤粉，由于小而轻，因而在其表面上有吸附大量空气的能力，故煤粉能与空气混合而具有良好的流动性，发电厂利用这个性质用管道对煤粉进行气力输送。煤粉的流动性给运行工作带来的不利方面是：煤粉会从不严密处泄漏出来，影响制粉系统安全运行和污染环境。

此外煤粉自流也会给运行带来不良影响。为此对制粉系统的严密性和煤粉自流问题应给予足够的重视。 12、煤粉的爆炸性

煤粉和空气混合物在一定条件下会发生爆炸，引起设备和人身事故。煤粉的爆炸性与许多因素有关，如煤粉的挥发分、水分和灰分的大小，煤粉细度，气粉混合物的温度，混合物中煤粉浓度和氧的浓度等。挥发分越高，产生爆炸的可能性就越大。煤粉水分和灰分增加，将使爆炸可能性降低。煤粉越细，可爆性越大。 13、煤粉的颗粒组成

煤粉是由粗细不同的颗粒组成。煤粉中过大的颗粒对燃烧十分不利。在电厂的实际制粉系统中，通常将磨制的煤粉进行颗粒分选，使适合燃烧的颗粒通过，过粗的煤粉返回到磨煤机内进一步研磨。这种方法能有效地缩小燃用煤粉的粒径范围，改善粒径分布的情况，提高运行的经济性。 14、煤粉的均匀性指数

煤粉细度值的大小，只说明煤粉中大小于及小于x值的颗粒各多少，但并不能知道煤粉颗粒组成情况，即不知道其尺寸的均匀性如何。

表征煤粉颗粒均匀程度的指标，称均匀性指数，也称煤粉颗粒特性系数，用n表示。将煤粉分别用两个不同筛号筛子筛分后。 N值一般在0.8—1.3之间，n值越大，表明煤粉的均匀性越好。N值大小与磨煤机型式，粗粉离器型式等的关，比如，中速磨煤机比钢球筒式磨煤机磨的煤粉均匀性要好，即其n值比较大。 15、经济细度

经济细度是指磨制煤粉的电耗和燃烧不完全损失之和最小时的煤粉细度。 16、可磨性系数

由于煤的机械性质不同，有的煤容易破碎，有的煤较难破碎，为此常采用所谓煤的相对可磨系数Kkm来表示煤的磨制难易程度。

在风干状态下，将同一重量的标准煤和试验煤由相同的粒度磨碎到相同的细度时，所消耗的能量之比，即Kkm=Ebz/Es

式中Ebz、Es――分别为磨标准煤和试验煤时的电耗量，kWh/t煤。 17、通风单位电耗

制粉系统每磨一吨煤通风所消耗的电能称为通风单位电耗，用符号Etf表示。 18、风煤比

在制粉系统中，煤粉由一次风输送至炉膛中燃烧，一次风量与煤粉量的比称为风煤比。

3 系统的任务及作用

3.1 系统任务

原煤仓、煤粉仓属于炉前制粉系统的储存容器，原煤经过输煤栈桥破碎、筛分成一定粒度转运至主厂房后进入原煤仓进行储存。煤粉仓是中储式制粉系统经磨煤机研磨后，粗细粉分离器分离合格后的煤粉储存容器。 3.2 系统作用：

3.2.1 原煤仓建立一定容量的原煤储备，既保证给煤机正常供给磨煤机的用煤，也能够缓冲落煤对给煤机入口的冲击，并形成稳定的煤流，确保原煤供应正常可控。同时也调节了输煤系统与多台磨煤机的供需关系。

3.2.2 煤粉仓是存储煤粉的设备，在中间储仓式制粉系统中，它是制粉系统和锅炉燃烧系统的纽带，也是保证球磨机适应负荷需要而又能经济运行的设备。

4 系统构成及流程

原煤仓主要由钢煤斗、筒仓、煤仓防堵设备组成。煤粉仓主要由仓体、其它附属装置构成。

5 原煤仓及煤粉仓设计原则

5.1 原煤仓设计原则

5.1.1 原煤仓应按煤的特性以及煤的水分、黏附性和压实性等进行设计，须满足下列要求: （1） 原煤仓的容量应能满足锅炉最大连续蒸发量时8h—12h耗煤量的需要(当采用贮仓式制粉系统时，应包括煤粉仓的贮粉量)，对高热值煤或每炉设置2台磨煤机时取上限值。 （2） 在控制的煤流量下，保持连续的煤流； （3） 原煤仓内不会出现搭拱和漏斗状现象。 5.1.2 为了保证上述三点要求，应采取如下措施:

（1） 煤仓的形状和表面应有利于煤流排出，不易积煤。大容量锅炉的原煤仓宜采用钢结

构的圆筒仓型，下接圆锥形或双曲线型出口段，其内壁应光滑耐磨。圆锥形出口段与水平面交角不应不应小于60°；矩形斜锥式混凝土煤仓斜面倾角不小于60°，否则壁面应磨光或内衬光滑贴面，两壁间的交线与水平夹角应不小于55°；对于褐煤及黏性大或易燃的烟煤，相邻两壁交线与水平面夹角不应小于65°，且壁面与水平面交角不应小于70°。相邻壁交线内侧应做成圆弧形，圆弧的半径，宜为200mm。

（2） 原煤仓下方的金属小煤斗出口截面不应太小。其下部采用双曲线型小煤斗时，截面不应突然收缩。非圆形截面的大煤斗，其壁面倾角应大于70°采用碳钢制作的金属煤斗，可内衬高分子材料以防堵煤，金属煤斗外壁宜设振动装置或其它防堵装置。 （3） 原煤仓内壁应光滑，不应有任何凹陷和凸出部位和物件。

5.1.3 原煤仓应由非可燃的材料制作，一般为钢结构或钢筋混凝土结构。对于水分大、易黏结的煤，在原煤的出口段可采用不锈钢板制作或内衬不锈钢板。

5.1.4 原煤仓应有防止大块煤及其他杂物进人的装置。在煤仓的进煤口处应设置格子栅栏。 5.1.5 在严寒地区，钢结构的原煤仓以及靠近厂房外墙或外露的钢筋混凝土原煤仓，其仓壁应有防冻保温措施。

5.1.6 原煤仓应设置煤位监测装置，大容量锅炉的钢质原煤仓可设置煤量测量装置。 5.1.7 封闭式原煤仓的上部空间应设置抽吸装置（原煤仓收尘器），保持内部在微负压状态。（原煤仓收尘器内容见输煤培训教材） 5.2 煤粉仓设计原则

5.2.1 煤粉仓的设计应能使煤粉以一定的流率连续流出，其形状应保证煤粉从仓内自流干净。

5.2.2 煤粉仓的贮粉量应能满足锅炉最大连续蒸发量时2h～4h耗煤量的需要，对高热值煤或每炉设置2台磨煤机时宜取上限值。

5.2.3 煤粉仓应用非可燃材料制作，一般为钢筋混凝土结构或者钢结构，其耐压应符合规定，并应按规定设置防爆门。

5.2.4 煤粉仓内表面应平整、光滑、耐磨，不应有任何能沉积或滞留煤粉的凸出部位；相邻两壁间交线应与水平面夹角不小于60°，且壁面与水平面夹角不小于65°。相邻壁面交角内侧应做成圆弧形。

5.2.5 当采用金属煤粉仓时，为避免仓壁结露，粉仓外壁应用非可燃材料保温。在严寒地区，靠近厂房外墙或外露的煤粉仓，应有防冻保温措施。

5.2.6 煤粉仓应密闭，并减少开孔。任何开孔均须有可靠的密封盖；与煤粉仓相连的管道，

如落粉管、给粉管的结构均应严密。

5.2.7 应采取措施防止在煤粉仓中聚集水汽、空气、粉尘和可燃气体的可能；并应装设吸潮管排除仓内的汽、气与粉尘。

5.2.8 煤粉仓应有惰性气体及灭火介质的引人管并接至粉仓的上部，介质流要平行粉仓顶盖，并使气(汽)流分开，防止煤粉飞扬。

5.2.9 煤粉仓内应该设置煤粉温度监视装置，在距拐角1m ～5m处设置电阻温度计或热电偶，其置人深度距粉仓顶板须不小于lm。

5.2.10 煤粉仓应有粉位测量装置。大型机组的粉仓应装电子式粉位计，并有机械式测粉装置作辅助校核用。

5.2.11 电子式粉位计测点在高度方向不少于4点并应有高粉位信号。 5.2.12 煤粉仓应有能将煤粉放净的设施。

5.2.13 煤粉仓除有通向本制粉系统的吸潮管外，还应设置通往邻磨或邻炉的吸潮管。

6 设备结构及工作原理

6.1 原煤仓

常见原煤仓按材料可分为钢煤斗、钢筋混凝土煤斗两种类型，由于自重轻、施工速度快等优点，火力发电厂普遍采用钢煤斗。按支承方式又分为悬挂式、支承式和支承、悬挂综合式。原煤仓由上部储煤仓段与下部落料仓段焊接而成，按其结构形状区分，上部储煤仓段有方形和圆柱体两类，下部落料仓段有方锥、圆锥及双曲线形三种。 6.1.1 原煤仓工作原理

原煤仓存储一定粒度、数量、水分及成分的燃煤颗粒，上部进料口截面大，下部出料口截面小，根据颗粒离散原理，在特定形状的原煤仓内部，原煤颗粒在重力、物料之间摩擦力、物料与仓壁之间摩擦力的综合作用下，堆积煤体受到向下的等效动力而形成自上而下的运动，连续进入给煤机。最理想为整体流动状态，但实际中由于水分、密度、杂物等多种影响因素，大多为中心流动状态。

6.1.2 原煤仓整体下料特性主要决定于下部出料仓段的结构型式和煤粒特性参数。 （1） 半顶角。圆锥体截面等腰三角形顶角的一半称为半顶角。半顶角越小，原煤对仓壁的水平压力越小，竖直压力越大，仓内煤流越接近于整体流动，出仓口原煤颗粒的流动速率越大。

（2） 等效截面收缩率。截面积收缩值与初始值的百分比称为等效截面收缩率。截面收缩率越小，越有利于煤粒流动。

（3） 原煤仓出口尺寸。依据颗粒体运动学理论，满足不结拱的料仓开口度尺寸，干颗粒至少为颗粒特征尺寸的3倍，湿颗粒至少为颗粒特征尺寸的4倍。

（4） 仓壁材料摩擦系数。摩擦系数越小，越有利于煤粒流动。目前普遍使用的材料有微晶铸石、尼龙、高分子聚乙烯等。

（5） 原煤颗粒尺寸。煤粒半径较大，且半径分布范围越大，越有利于煤粒流动。 （6） 原煤颗粒表面粗糙度。粗糙度越小，颗粒间的摩擦力越小，越有利于煤粒流动。 （7） 原煤颗粒密度。密度越大，越有利于煤粒流动。

（8） 原煤仓底部挡板开度。开度越大，越有利于煤粒流动。当原煤颗粒半径接近于底部挡板开口尺寸的1/6时，无法下煤。

矩型截面原煤仓：处于斗壁四角附近的原煤受到“双面摩擦”和挤压的作用，容易长期粘接在斗壁角落内，在同样半顶角的情况下，较圆形截面原煤仓更易积煤。

锥型原煤仓（包括圆锥型和方锥型）：沿煤的流动方向流通截面积逐渐变小，挤压力变大，煤粒与仓壁、煤粒之间的摩擦力也越来越大，促使煤沿壁面流动的重力分力则不变，故随着煤的流动，锥形原煤仓内的等效流动动力越来越小。特别是在煤粒含水量较大、团聚性很强的情况下，煤在仓体内的流动就更加困难，结拱堵塞的几率就大大增加。

双曲线型原煤仓：随着煤向出口的流动，斗壁的倾角加大，促使煤沿壁面流动的重力分力逐渐变大，重力对壁面的挤压力分力逐渐变小，与锥型原煤仓相比，其等效流动动力随煤

的流动下降较慢。从原理上来说，这种形式的原煤仓堵塞几率相对较小。但在实践中，当煤的含水量增加到一定值，其堵塞的几率会迅速增加。 6.2 原煤仓防堵设备

原煤仓防堵是设计、安装、运行中考虑的关键问题。由于煤质偏离设计煤种，再加上下雨、下雪、结冻等不可控的环境因素，煤仓会发生频繁堵煤现象。特别是大型火力发电厂配置直吹式制粉系统的原煤仓，一旦发生下煤堵塞，发电机组就要被迫降出力，甚至出现锅炉燃烧不稳投油助燃，更严重的会造成锅炉灭火、机组非计划停运。所以一般原煤仓根据具体煤种都设有防堵设备，常用煤仓防堵设备有空气炮、仓壁振动器、往复式疏通机、旋转式防堵机等。 6.2.1 空气炮

（1） 结构：空气炮是防止和消除各种类型料仓、料斗、的物料 起拱、粘仓闭塞等到现象的专用装置。一般整套的空气炮组件是由储气罐、气缸、电磁阀以及相关的管路阀门等组成。组件系统图如下：

空气炮结构分解图如下：

1） 炮体：贮存空气。

2） 快速排气阀（电磁阀）：是空气炮运行的主要元件，分电动和气动两种形式。新型空气炮配备两位两通电磁阀。

3） 安全阀：开启压力为0.8MPa（用户可自调）当气源压力超过空气炮最高工作压力时可自动开启降压，确保空气炮使用安全。

4） 支腿（或吊环）：固定空气炮用。

5） 喷气管：端面采用专用设备进行工艺研磨具有良好的密封性能，空气炮贮气时，杜绝泄漏节约能源。

6） 释放总成：组合件是空气炮的核心部件，可有效防止物料进入炮体。

（2） 空气炮的工作原理是：当原煤仓发生堵塞时，快速打开空气炮储气罐的阀口，让罐内的压缩空气形成高速喷出的强烈气流，以超过一马赫的速度直接冲贮存散体物料的闭塞故障区。这种突然释放的膨胀冲击波克服了物料的静磨擦而形成的起拱或粘壁，使仓内的物料得以恢复重力流动，从而保证物料输送和生产的连续性。它是利用空气动力原理，工作介质为空气，由一差压装置和可实现自动控制的快速排气阀、瞬间将空气压力能转变成空气射流动力能，可以产生强大的冲击力，是一种清洁、无污染、低耗能的理想清堵设备。 6.2.2 仓壁振动器

（1） 结构：由振动电机、底座两部分组成。振动电机和底座由螺栓紧密地固定为一体，由于底座坚固地焊接在料仓壁上，这样就构成了单质点定向强迫振动系统。

（2） 工作原理：当仓壁振动器工作时，振动电机的高速转动，便产生了对料仓壁的周期性高频振动，由于仓壁振动器的周期性振动，一方面使物料与仓壁脱离接触、消除物料与

仓壁的摩擦，另一方面使物料受交变速度和加速度的影响，处于不稳定状态，从而有效地克服物料的内摩擦力和聚集力，以消除料仓内物料间的相对稳定性，使物料从料仓口顺利排出。 6.2.3 往复式疏通机

（1） 结构：煤仓（料仓）往复式疏通机由断煤信号检测、控制系统（PLC）、液压系统(油站)、疏通装置组成。示意图如下：

疏通装置为多耙式长形杆，耙杆和耙片其有足够的强度和耐磨性，其中耙片即刮片材质为不锈钢，能承受煤斗内煤柱的压力而不损坏，确保稳定、可靠地动作。疏通耙杆在导向套的作用下，与煤斗壁呆持5—10mm的均匀距离，耙杆的往复运动起致破坏仓斗中煤料起拱堵塞的作用，并有防止刮片脱落的措施，确保刮片不会脱落。示意图如下：

（2） 工作原理：疏通装置安装在煤仓（料仓）内壁上，通过油管路与油站连接，油站的启停由控制箱来控制，当安装在给煤机上的断煤信号器检测到发生断煤时，控制系统通

过PLC发出断煤报警信号同时启动油站，使疏通装置上下往复运动消扫煤仓（料仓）壁，达到疏通目的。 6.2.4 旋转式防堵机

（1） 结构：旋转式防堵机由三部分组成，上部为固定仓（其上口与筒仓相连）；中部为回转式仓；下部为固定仓（与给煤机入口相连）。其中回转仓段处于整个物料仓的易堵段，是解决整个物料仓堵塞问题的关键部件。

（2） 工作原理：将物料仓下料仓段由原来的

一体仓体改为回转仓体，安装在回转仓体壁内的破拱清堵刀与回转仓体构成一个相对运动体系，在这种相对运动过程中，物料在回转仓体内壁无法与仓壁之间形成稳定的结拱，堵塞的基础因素被及时破坏瓦解，从而达到较好地预防物料堵塞的目的，防堵效果显著提高。

旋转式防堵机利用大速比减速机通过齿轮传动，在仓体外部安装有滚珠式定位圈，使得回转锥仓绕原煤仓中心线转动更加平稳，与仓内安装的防堵组件共同构成一个特殊的防堵清堵体系。当原煤仓发生堵塞时，回转仓体开始转动，物料和仓壁发生相对运动，此时物料在仓壁内侧无法与仓壁形成稳定的拱，发生堵塞的基础被瓦解，拱坍塌堵塞消除，进而保证整个物料仓物料呈整体流动，从根本上解决原煤仓堵煤问题。 6.3 煤粉仓及附属设备

煤粉仓工作原理与原煤仓基本相同，煤粉仓是储存煤粉的，其对防爆要求更高， 其主要特点已在设计原则中已讲到。现对煤粉仓的防爆要求进行论述。 6.3.1 煤粉仓耐压要求

对于装设防爆门的制粉系统，计算部件强度时内压按下列要求选择:风扇磨煤机制粉系统，计算的内压（表压）为39kPa；其余的制粉系统的计算的内压为147kPa 。

对于不装防爆门而按最大爆炸过剩压力设计的制粉系统，部件强度计算时的内压按下述要求选取：运行压力为负压或最大压力小于15kPa的制粉系统，其设计内压强度为0 .343MPa；运行压力大于15 kPa的制粉系统，其设计内压强度为0.392MPa；燃用无烟煤的钢球磨煤机制粉系统，其设计内压强度为0.147MPa 。

煤粉仓装设防爆门时，煤粉仓按减低后的最大爆炸压力不小于40kPa设计，防爆门额定动作压力按1kPa-l0kPa设计。对煤粉云爆炸烈度指数高的煤种，减低后的最大爆炸压力和

防爆门额定动作压力宜通过计算确定。

应在煤粉仓的上部设置灭火或/和惰性介质引入管的固定接口(DN ≥25mm )。这些惰性气体应向煤粉仓的上部，以平行于煤粉仓顶盖的分散气流方式引入，以避免煤粉飞扬。灭火介质采用蒸汽时，接入管道应有疏水措施；灭火介质采用二氧化碳时，应有避免出现干冰的措施。 6.3.2 吸潮管

（1）作用：排除煤粉仓内可能积存的潮气、可燃气体和粉尘，维持粉仓的微负压状态。 （2）技术要求：

1）管径宜为1OOmm～150mm。

2）吸潮管宜就近接至细粉分离器进口或出口制粉管道上，煤粉仓吸潮管应装设能远方控制的电动挡板门。

3）吸潮管的转弯处以及个别水平管段，可在适当位置装设煤粉吹扫孔。

4）煤粉仓上吸潮管的接口位置宜布置在粉仓四角，以便将煤粉仓内可能积存的潮气和可燃气体抽出而尽可能避免把煤粉抽出。

5）停用制粉系统煤粉仓的吸潮管时按照挡板门仅在停磨或放粉时打开，正常运行时锁在关闭状态。

6）吸潮管应保温。 6.3.3 防爆门

（1）作用：当粉仓发生爆炸时可以快速打开泄压，保护承压较低的煤粉仓不受损坏。 (2) 分类及工作原理：防爆门按工作原理分为重力式和膜板式两种。

重力式防爆门是利用当内部介质爆炸压力达到规定值时掀翻门板来排放泄压的原理设计的。动作压力较低，宜用在煤粉仓及烟道上，用来保护承压较低的煤粉仓及烟道不受损坏。 膜板式防爆门是利用当内部介质爆炸压力达到规定值时冲破膜板来排放泄压的原理设计的。膜板爆破压力较高，可用在制粉系统上，用来保护承压较高的设备和管道不受损坏。

重力式防爆门 膜板式防爆门 （3）技术要求：

重力式防爆门由金属翻转门板和密封座架构成，密封材料应为阻燃或不燃弹性材料。其技术要求是：

1）宜采用圆形或矩形结构。

2）动作压力:用于煤粉仓的重力式防爆门按1kPa动作压力设计。用于烟道的重力式防爆门按不小于2kPa动作压力设计。

3）重力式防爆门的门板与底座间应有良好的密封结合面，以防止泄漏。密封条应为弹性阻燃材料，密封结构应便于拆卸更换密封材料。

4）重力式防爆门的转动机构应为摩擦力小、不生锈、无油润滑的结构。

5）重力式防爆门在门板旋启90°左右的位置上，应设置靠背架，防止门板大角度翻转时损坏转动机构。

膜板式防爆门技术要求：

1）膜板式防爆门宜采用圆形，当条件限制时可采用矩形。设在室外的可为与接管成45°角的斜面防爆门(椭圆形膜板)。

2）防爆门的膜板采用厚度为0.3mm～0.8mm的退火冷轧铝板，单咬口爆破缝，适用于内压强度为0.04MPa及0.15MPa的煤粉系统；也可采用厚度为0.4mm～0.6mm的冷轧硬铝板，刻十字槽爆破缝，适用于内压强度为0.15MPa的煤粉系统。

3）中间单条咬口接缝的膜板，应采用国标GB/T3880《铝及铝合金轧制板材》中延伸率为20%～28%，抗拉强度为60MPa的退火冷轧铝板制作。咬口宽度不大于2Omm，咬口在压紧法兰处终止，在法兰内的铝板连续拼接。

咬口位置:防爆门为圆形或椭圆形膜板时咬口应布置在膜板直径上或椭圆长轴上；矩形时应布置在一个对角线上。

4）刻十字槽的无缝膜板，应采用国标GB/T3880《铝及铝合金轧制板材》 中延伸率为3% ～ 4%，抗拉强度为150MPa的冷轧硬铝板制作。刻槽中心深度不小于板厚的一半。 刻槽的位置:防爆门膜板为圆形时应布置在膜板的两垂直中心线上；椭圆形时应布置在长轴与短轴的夹角平分线上；矩形时，应布置在两对角线上。

5）膜板式防爆门在内侧应设置支撑栅格，栅格总承载能力应不小于1000N。栅格网尺寸应为50～100mm。栅格阻流截面积不应包括在防爆门计算截面积之内。

6）膜板式防爆门的爆破压力:用于内压强度为0.04MPa煤粉系统的防爆门，爆破压力不大于25kPa；用于内压强度为0.15Mpa煤粉系统的防爆门，爆破压力不大于50kPa。 6.3.4 机械式粉位测量装置

作用：测量煤粉仓料位，用于校核电子料位计。

技术要求：粉锤应能浮在粉面而不被淹没，钢丝绳在轮壳上应有序排列而不乱，钢丝绳在粉仓顶壁上开孔应有密封措施，手轮应有自锁装置，标尺刻度应醒目。

7 巡回检查标准

序号 项目 标准 启动前 （1） 检修工作已全部结束，工作票已全部终结，警示牌已全部摘除。 （2） 区域场地清洁，照明充足，无影响设备安全启动与运行的异常情况。 （3） 设备外观及结构正常，无局部缺损、部件缺失现象。 （4） 动力电源、控制电源已送合，都在“远方”位。 （1） 原煤仓上煤正常，煤位显示正常。 原煤仓空仓上煤时，应关闭给煤机入口插板门，防止煤流冲击损伤皮带。 （2） 原煤仓内部无自燃现象。 （3） 原煤仓内部无易燃、易爆、易堵塞等杂物。 运行中 （1） 电机、转机、减速机工作稳定，电流正常，无发热、振动、漏油等现象； （2） 出入口无堵煤现象。 （3） 内部照明良好，观察窗清洁。 （4） 无超温、自燃现象。 （5） 无煤粉、煤粒泄漏。 1 通则 2 原煤仓 煤位正常，仓内煤流整体流动，无堵煤，仓壁无积煤，无自燃。循环流化床锅炉原煤仓无返烟现象。 3 煤仓疏松装置 （1） “电源”指示灯亮。 （2） “断煤” 、“泵过载”、“疏松”灯灭。 （3） 油箱油位大于3/4。 （4） 油温为室温。 （1） 压缩空气供气总门及分段门已打开。 （2） 无漏气声。 （3） 控制柜已送电，信号正常。 （1） “电源”指示灯亮。 （2） “断煤”、“泵过载”、“疏松”灯灭。 （3） 油位大于3/4。 （4） 油温为室温。 4 空气炮 敲仓声音正常、有力。 5 旋转清堵机 （1） 转动部位润滑油脂足够。 电机无发热，无异音，筒体旋（2） 控制柜已送电，信号正转正常。 常。 气体及蒸汽消防设备备用正常。 （1） 煤粉仓内无积粉自燃现象。 蒸汽疏水正常，气体压力正常。 （1） 粉仓各部无漏粉现象。 （2） 仓体温度正常。 （3） 粉位计粉位指示正常，各粉位计指示一致。 6 消防设施 7 煤粉仓 8 设备检修安全措施

检修设备名称 安全措施 粉仓放空，进入前进行彻底通 风。 落粉管闸门关闭上锁 给粉机入口闸门关闭上锁 消火管闸门等关闭上锁 危险点控制 用仪器进行测量煤粉浓度等指标合格，防止工作产生的静电火花，造成煤粉爆炸。 防止制粉系统管道内积粉进入煤粉仓 防止异物掉入给粉机 防止灭火介质喷入煤粉仓，造成伤人 利用空气炮震煤、长棍捅煤等方式，清空仓壁积煤，防止塌落伤人。 1 煤粉仓 2 3 4 1 彻底拉空原煤仓。 原煤仓 2 对应犁煤器抬起、绑固并停电，防止误落下，原煤进入检修原煤仓。 挂“禁止操作”标示牌。 防止收尘器启动，扬起煤尘。 3 原煤仓收尘器停运，并停电 4 原煤仓出口闸板门关闭，并停电，挂“禁止操作”标示牌。 防止给煤机进入异物。 防止误震打，损伤听力。 防止误启动，造成机械伤人。 防止消防蒸汽或气体进入原煤仓，造成伤人。 5 空气炮停运停电。 6 疏通装置、旋转清堵装置停运停电。 7 消防设施停运停电挂牌。 9 事故预案及演练

演练题目：原煤仓原煤自燃着火

为了预防和减少原煤仓煤炭自燃火灾事故的发生，减少事故发生的可能性和危害程度，并对可能出现的煤炭自燃事故进行预防和控制，及时高效有序的组织开展事故发生后的抢险救灾处置，最大限度的减少财产损失及对环境的影响，及时恢复正常的工作和生产秩序，降低事故损失。

（1） 事故前可能出现的征兆、事故特征及现象

煤仓自燃时煤仓壁温升高，煤仓顶部或给煤机给出的煤有大量气体（烟或热气）冒出，并伴有呛鼻的氧化硫气体味道，一氧化碳、二氧化碳浓度明显超标，且煤体温度过高（一般在50度以上），严重时放出的煤有明火，这说明仓内的煤炭已经开始氧化，如不及时采取措 施降温，就会自然，造成事故。

（2） 事故可能发生的原因及危害程度

着火原因主要是原煤仓放煤口放煤不均匀，导致部分放煤口存煤量过大，放煤不通畅，具备煤氧化自燃的物质条件，在放煤过程中，煤仓内存在良好的漏风供氧环境，煤仓内散热条件差，为煤自燃提供了较好的蓄热环境。或者停炉时间较长，煤仓没有放空，由于存煤时间长，超过了煤自然发火期，造成煤自燃着火。

1) 煤炭在储存过程中自燃现象经常发生，煤仓自燃着火，产生大量的有毒有害气体，污染环境，影响健康，严重时造成作业人员气体中毒。

2) 自燃煤在装卸过程中，容易发生火灾事故。 3) 煤的热量损失，造成巨大的资源浪费，影响生产。

4) 煤仓内松散煤体的蓄热条件好，储存热量大，难以释放，高温范围大，灭火难度大。5）大量的可燃可爆气体在煤仓内积聚，遇火源极易发生爆炸，灭火危险性大。

（3） 事故现场应急处置措施

1）最早发现火情者应立即向值长汇报，值长通知公司消防队到现场灭火，同时报告指挥部领导，启动煤仓着火事故预案。运行人员发现煤仓自燃着火后， 应立即停运煤仓相应给煤机运行，关闭给煤机密封风，关闭给煤机入口插板门。停止向着火煤仓上煤。

2）指挥部成员到达事故现场后，根据事故状态及危害程度做出相应的应急决定，指挥疏散现场无关人员，各应急救援队立即开展救援。

3）立即投入煤仓CO2灭火装置，进行灭火处理。

4）CO2通入后火势控制效果不明显时，根据火势情况，可适当采用消防水小股向煤仓内浇水，当明火消失后，停止浇水，加强监视。浇水灭火时有爆燃现象时，应停止用水灭火。

5）事故扩大时，值长在汇报应急指挥部后，拨打119 报警电话请求消防大队支援。报警内容：单位名称、地址、着火物质、火势大小、着火范围。把自己的电话号码和姓名告诉对方，以便联系。同时还要注意听清对方提出的问题，以便正确回答。打完电话后，要立即到交叉路口等候消防车的到来，以便引导消防车迅速赶到火灾现场。

6）当煤仓灭火后，监视煤仓温度下降至50度以下时，打开煤仓进行放煤处理，并做好回燃措施。 （4） 注意事项

1） 应急处置时注意防止中毒、窒息、触电、烫伤。

2） 危险区设好警戒线，并挂好标示牌。无操作权限的人员不得乱动现场设备。 3） 佩戴个人防护器具时注意检查防护用品合格，且在有效检验期内；正确佩戴使用正压式呼吸器、隔热服、隔热手套、绝缘靴等安全防护用具。

4） 现场自救和互救时不熟悉现场情况和灭火方法的人员不得盲目进入危险区域，救人前先确认自己的能力和现场情况是否能够满足对他人施救的需要。

5） 应急救援结束后要全面检查，确认现场无火灾隐患和建筑物坍塌的隐患。 6） 加强自身防护，避免救火导致人身伤害。

10 安全警示(安规及25项反措要求)

10.1

二十五项反措对防止火灾事故的规定

10.1.1 严格执行《电业安全工作规程（热力和机械部分）》有关锅炉制粉系统防爆的有关

规定。

10.1.2 及时消除漏粉点，清除漏出的煤粉。清理煤粉时，应杜绝明火。

10.1.3 磨煤机出口温度和煤粉仓温度应严格控制在规定范围内，出口风温不得超过煤种

要求的规定。 10.2

二十五项反措对防止制粉系统爆炸事故的规定

10.2.1 要坚持执行定期降粉制度和停炉前煤粉仓空仓制度。

10.2.2 根据煤种控制磨煤机的出口温度，制粉系统停止运行后，对输粉管道要充分进行抽

粉；有条件的，停用时宜对煤粉仓实行充氮或二氧化碳保护。

10.2.3 加强燃用煤种的煤质分析和配煤管理，对燃用易自燃的煤种应及早通知运行人员，

以便加强监视和巡查，发现异常及时处理。

10.2.4 当发现粉仓内温度异常升高或确认粉仓内有自燃现象时，应及时投入灭火系统，防

止因自燃引起粉仓爆炸。

10.2.5 根据粉仓的结构特点，应设置足够的粉仓温度测点和温度报警装置，并定期进行校

验。

10.2.6 设计制粉系统时，要尽量减少制粉系统的水平管段，煤粉仓要做到严密、内壁光滑、

无积粉死角，抗爆能力应符合规程要求。

10.2.7 热风道与制粉系统连接部位，以及排粉机出入口风箱的连接，应达到防爆规程规定

的抗爆强度。

10.2.8 加强防爆门的检查和管理工作，防爆薄膜应有足够的防爆面积和规定的强度。防爆

门动作后喷出的火焰和高温气体，要改变排放方向或采取其他隔离措施。以避免危及人身安全、损坏设备和烧损电缆。

10.2.9 定期检查仓壁内衬钢板，严防补板磨漏、夹层积粉自燃。每次大修煤粉仓应清仓，

并检查粉仓的严密性及有无死角，特别要注意仓顶板大梁搁置部位有无积粉死角。 10.2.10 粉仓、绞龙的吸潮管应完好，管内通畅无阻，运行中粉仓要保持适当负压。 10.2.11 制粉系统煤粉爆炸事故后，要找到积粉着火点，采取针对性措施消除和积粉。必

要时可改造管路。 10.3

二十五项反措对防止煤尘爆炸爆炸事故的规定

10.3.1 消除制粉系统和输煤系统的粉尘泄漏点，降低煤粉浓度。大量放粉或清理煤粉时，应杜绝明火，防止煤尘爆炸。

10.3.2 煤粉仓、制粉系统和输煤系统附近应有消防设施，并备有专用的灭火器材，消防系统水源应充足、水压符合要求。消防灭火设施应保持完好，按期进行（试验时灭火剂不进入

钢煤斗连续上煤研究

朱云水，柴锡强，钱江涛，姜小军 (浙江省电力建设总公司，浙江宁波315040)

摘要：介绍火力发电厂钢煤斗加仓的连续上煤技术。对于每台机组的各个煤斗，中部圆筒体相互独立排列而上部方圆节衔接形成通仓，卸料小车对通仓连续上煤。完成了方圆杂交钢煤斗的应力分析，制定了钢煤斗的制作和安装标准、煤位测量技术条件、卸料小车选型、上煤控制工艺。连续上煤系统与定点上煤系统相比具有煤位测量准确度高、输煤皮带使用寿命长、系统可靠性高和维护工作量小的特点。该技术成功应用于600 Mw机组的钢煤斗加仓系统建设。

关键词：火电厂；连续上煤；钢煤斗；方圆杂交；应力分析；卸料小车 0 引言

目前发电厂采用通仓连续上煤和定点上煤2种方式。华能福州电厂、江西九江电厂二期工程和上海外高桥电厂二期工程采用连续上煤方式，该3个电厂均为进口机组，连续上煤部分由国外设计，其他电厂一般均采用定点上煤方式。

嘉兴电厂二期工程建设4台600 MW亚临界燃煤发电机组，每台锅炉燃料消耗量为250t/h，钢煤斗数量为5用1备。根据司令图审查会决议要求，钢煤斗采用连续上煤技术，相应地煤斗设计采用上部衔接即通仓的方式，经过设计、制作、安装及调试，目前4台机组的连续上煤系统均己投入正常运行。 1 调研及初步设计方案

华能福州电厂为4x350Mw机组，每炉采用4只煤斗。煤斗为普通矩形截面，上部为直段，下部为四角锥台面斗(见图1)。该煤斗顶部紧靠皮带层楼板底部，煤斗充煤时支承梁会产生相应的挠度，顶部与楼板底之间会产生一定的间隙。江西九江电厂二期工程的锅炉煤斗与其相类似。

上海外高桥电厂二期工程为2x900 MW机组，每炉采用6只煤斗。该煤斗上方下圆，结构较复杂，上开口为长方形并相互连接，下部是方圆节，其次是圆柱面，最下部是圆锥台面(见图2)。煤斗上口与皮带层落煤曰通过薄钢板连接，既能达到密封效果又能减少煤斗变位产生的附加力。

矩形煤斗落煤性能一般来说不如圆形煤斗，因此嘉电二期工程参考外高桥电厂二期工程煤斗类型设计。方圆节在国内尚无完整的计算理论依据，因此根据初步设计方案进行了这方面的研究和计算分析。 2煤斗设计

2.1有限元应力计算（忽略） 2.2应力计算结果分析

整个煤斗在荷载设计值作用下的最大位移在第1跨(由上至下)的跨中处，为31.1mm，此处相对于加劲肋的最大位移为9.6 mm；如按荷载标准值计算，其结果分别为24.4mm和7.5 mm。加劲肋最大位移为21.5 mm，产生于第1跨下面的加劲肋，不考虑分项系数的结果为16.9 mm。

除个别小区域外，煤斗壁板(包括跨中)的Mises 应力小于215 MPa 。Mises应力最大计算值在Z=18250mm处的加劲肋的腹板与翼缘连接处，值为367.8 MPa，附近应力集中较为

严重。从Mises应力分布图来看，加劲肋上Mises应力大于215 MPa的地方主要位于此处，分布面积较小。 Z=14150mm三板相接处应力也较大，最大值为280.5 MPa，产生应力集中现象。在材料有较好塑性条件时，可考虑应力的重分布。 2.3煤斗施工图设计

根据煤斗的初步设计方案及煤斗有限元分析计算结果完成了煤斗的施工图设计(见图8）。节点详图“D”中的焊缝承担全部煤和锥体部分及其下的吊重等全部重量，受力大且有垂直板面分力，裙板厚度为30 mm，曾考虑此板材料按《厚度方向性能钢板》要求使用防止层状撕裂的Z向钢，但《建筑抗震设计规范》中对板厚的要求是40mm以上，因此仍使用普通Q235B材料。

3 煤斗制作及安装

煤斗在施工现场放样、下料、卷板制作、拼装(见图8）。现场地面制作分为方圆节、筒体及上部锥体、下部锥体3部分，3部分在高空拼接。制作及安装质量标准见表3。

壁板拼缝按二级焊缝工艺要求进行现场焊接，除进行100%外观、PT检验外，随机抽样作射线探伤，主要抽样位置为“T”型接口，并按“T”型接口数量的20%进行抽检。锥斗宽度范围内，每周竖直焊缝不超过10条，圆斗宽度范围内每周竖直焊缝不超过5条，上下钢板的竖直焊缝错开300mm以上，避免出现十字交叉焊缝。筒体不锈钢内衬上缘与筒体全周焊接，内衬板之间的拼接与煤斗壁采用封底焊形式焊接成一体。

4 调试及运行技术条件

4.1煤位设定的技术条件

参见图8，报警位置为0位，0位下方理论容煤95.632 t，按单台磨煤机出力45 t/h计算，可运行2.1 h，但该范围以下煤位由于距测量探头较远，测量精度偏低不测量，0位上方9300mm范围内测量精度较高，上煤上限设定为0位上方8500 mm。0-8500 mm范围内理论容煤359.672 t，按单台磨煤机出力45 t/h计算可运行8 h。。

煤斗采用通仓设计后，少了原煤斗平台夹层，每个原煤斗的超声波料位计(1只)和高料位开关(2只)安装在煤仓间皮带层，超声波料位计和高料位开关安装位置见图8。 4.2 煤斗加仓系统

每2台600 MW机组配备2台卸料小车加仓，小车最大出力为1200 t/h.，1用1备，用于输煤皮带机中间卸料，能实现就地、程控控制。相邻2台锅炉煤斗及加仓系统布置见图9。

卸料小车沿皮带机可实现双向运行，一边行走一边连续卸料或定点卸料，卸料小车的供电及与中控室的信号联络通过拖缆实现。行程前终点和后终点设置接近开关和行程开关作

为限位保护，小车上设置2个旋转编码器检测小车行走的位置，每个煤斗上设有1个小车定位装置可用于控制小车定点上煤。 5 优越性比较

连续上煤系统的煤斗内煤位堆积比较平缓，料位计测量值与真实煤位接近。定点上煤系统的煤斗内煤位堆积类似于圆锥状，料位计测量值与真实煤位存在较大偏差。

定点上煤系统通常使用犁煤器，输煤皮带与犁煤器持续接触部位产生持续磨损。连续上煤系统卸料小车内的煤靠重力自由落入煤斗，整个皮带上无持续磨损点。

嘉电二期工程4台机组若使用犁煤器定点上煤系统则将安装44台犁煤器，而使用连续上煤系统则只需4台卸料小车，提高了可靠性而减少了维护工作量，且系统漏粉、漏煤的程度较低。 6 结语

连续上煤系统的成功研究并实施，填补了国内一项技术空白，煤位测量准确度高、输煤皮带使用寿命长、系统可靠性高、维护工作量小的优势使得该项技术可在同类电厂锅炉输煤系统中推广运用。

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