71)-91-火电厂煤粉锅炉燃烧室防爆规程

中华人民共和国电力行业标准DL435—91火电厂煤粉锅炉燃烧室防爆规程中华人民共和国能源部1991-09-18批准1992-03-01实施1总则1.1本规程适用于火电厂直吹式或中间储仓式制粉系统的多燃烧器煤粉燃烧锅炉，不适用于纯烧油、气的锅炉和火床式的锅炉，也不涉及防锅炉的内爆、液态除渣炉的防氢爆炸问题。对低NOx燃烧的锅炉和制粉系统的防爆也只涉及与燃烧有关的部分。1.2本规程从防止燃烧室(以下简称炉膛)灭火爆炸的需要，提出锅炉及其辅助设备在设计、安装和运行维护等方面所应具备和遵守的最低标准，其范围包括燃料点火系统，燃烧系统，燃烧控制设备，安全保护设备及系统应遵守的运行操作程序等。1.3本规程自颁布之日起，对所有新建的符合第1.1条规定的锅炉设备均应遵照执行，建设单位应予监督检查。已运行的锅炉，需要改造和增装设备的使用单位，应作出计划逐步实施。锅炉有无相应的灭火保护装置，应作为是否可办理使用登记的基本条件之一。1.4随着大机组和新技术的发展，对火电机组的保护及自动化装置，日益显得复杂和重要。各有关部门应加强从事此项专业人员的培训工作，提高素质，以适应电力事业发展的需要。1.5本规程对大容量锅炉炉膛内爆问题以及低NOx运行的特殊问题，应另行制定。2炉膛爆炸的起因炉膛及其后部烟道爆炸，一般是由于爆燃而引起的(即爆燃时使气体膨胀，当压力达到一定程度而使设备遭受损坏)。在受限空间内，1m3空气中含有0.3～0.6kg悬浮状煤粉而被引燃时，即会形成有危害性的爆燃。酿成爆燃的原因，一般有：2.1点火前油、气或煤粉漏入炉膛，未进行吹扫即点火，引起爆燃。2.2点火未成功，使炉膛和烟道积存一定数量的可燃混合物，其后未进行吹扫而再次点火引起爆燃。2.3锅炉在冷态启动时，由于炉膛温度低，或油温低、雾化不良(油枪的雾化片和通道堵塞)，使喷油积沉在水冷壁、冷灰斗处，在一定条件下亦可引起爆燃。2.4点火器能量小或运行不正常，不足以维持正常着火，而继续投油、投粉、引起爆燃。2.5部分燃烧器失去火焰或炉膛已灭火，保护装置未动作，继续投入燃料，引起爆燃。2.6锅炉长期在低负荷或空气不足情况下运行，在灰斗和烟道死区内滞积未燃尽的可燃物，当这些可燃物被突然增大的通风或吹灰所扰动时，也会形成爆燃。2.7其他由于煤质变化使风煤比失调，燃料中断和失控(包括给粉机电源突然中断后又突然恢复，煤粉自流)，火焰检测器失灵，保护投不上等，都可能引起炉膛灭火和爆燃。以上种种原因，应在设计、制造、运行等各环节中，采取相应措施，尽可能从根本上加以消除。3一般规定3.1设计和制造3.1.1锅炉炉膛和燃烧器的设计应与设计使用煤种的特性相适应。对不易着火的燃料，炉膛燃烧区域热负荷的选择以及燃烧器的型式和布置等，必须采取有利于着火和稳燃的措施。3.1.2锅炉设计的允许燃料变化范围及不投油最低稳燃负荷，应符合SD268—88《燃煤电站锅炉技术条件》的要求。3.1.3建设单位应提供可靠的设计煤质资料并与制造厂、设计部门合作，按设计燃料，正确地选定锅炉的制粉系统、燃烧系统、控制系统、监测及计量仪表、点火装置和炉膛安全保护装置等。3.1.4炉膛安全保护装置应按机组容量的大小和燃料的特性配置，基本原则是：3.1.4.1蒸发量为75t/h及以下的煤粉锅炉：炉膛和后部烟道应设置能密封的防爆门。防爆门的部位、大小和动作压力，由锅炉制造厂和设计部门按有关标准确定。同时，在司炉操作台处，有能观测到炉膛火焰的设施及炉膛压力表。3.1.4.2120～210t/h锅炉应有：a.全炉膛火焰监测装置；b.炉膛压力保护装置(越限时主燃料跳闸)；c.在司炉操作台，有炉膛压力、火焰的显示，有压力越限、火焰熄灭的报警信号。3.1.4.3220～400t/h锅炉应有：a.全炉膛火焰监测装置。b.炉膛压力保护装置(越限时主燃料跳闸)。c.炉膛灭火保护装置(全炉膛灭火时主燃料跳闸)。对400t/h及以上的锅炉，在炉膛灭火、保护动作后，应闭锁主燃料并实现对炉膛的吹扫。d.在司炉操作台处，有炉膛压力、火焰的显示，有压力越限信号和火焰熄灭的声、光报警信号。3.1.4.4670～1025t/h锅炉应配有炉膛安全监控装置，即FSSS(FurnaceSafeguardSupervisorySystem)，包括：a.炉膛火焰监测装置(包括各单火嘴及各层火焰监测)。b.炉膛压力和灭火保护装置及主燃料跳闸系统。c.炉膛定时吹扫装置。d.自动点火和油枪点火程序控制系统。e.各风量挡板控制系统。f.在司炉操作台处，有炉膛压力、火焰的显示，有压力越限和火焰熄灭的声、光报警信号。3.1.4.52000t/h及以上的锅炉，除具有第3.1.4.4条的全部功能外，还应有对磨煤机和燃烧器实现自动管理的功能(即包括有燃烧器投入和切除管理，油系统控制，煤系统控制的功能)。3.1.5制造厂和设计单位在按3.1.4条的基本原则确定新机组的炉膛安全保护系统时，应保证其基本功能，正确地选定：设备及信号、测点(包括火焰监测，炉膛负压监测)的位置、数量；点火器和助燃油枪的布置、数量与出力；跳闸条件及与之相应的动作对象，联锁保护系统，炉膛吹扫程序等。并向运行单位提供必要的操作指导资料和说明。3.2新机组投产3.2.1新建机组的启动和投产应严格执行有关基建验收和试运投产的规定。3.2.2新机组启动之前，应检查炉膛风压试验是否合格，点火用油是否满足要求，并进行油系统吹扫及速断阀严密性试验；对炉膛安全保护装置应检查设备及其系统和仪表是否都已正确的安装和连通，并通过用模拟量作冷态检查、调试。冷态试验合格后，才允许点火启动。3.2.3在机组点火启动后，应即时投入炉膛安全保护装置进行粗调和实机考验。在试运行期间，应保证设计确定的炉膛安全保护系统能达到开环使用条件和联锁保护系统调试合格，否则机组不得移交试生产。3.2.4新机组投产后的六个月试生产调试期内，应对所有火焰监视器进行细调，保证锅炉在高、低负荷以及实用煤种下，都能正确地检测火焰。对全套炉膛安全保护装置和程控点火系统等，进行细调和热态动作试验，确定合理的控制定值，并达到闭环投入运行。3.3运行和维护3.3.1运行规程中应有有关灭火处理的规定和炉膛安全保护装置的运行操作规定。3.3.2应根据设备情况，制订出锅炉点火前必需具备的条件，要详细检查的项目(包括炉膛是否已通风吹扫，点火用油是否已加热到规定的温度，点火器、油枪及灭火保护装置是否完好等)和手动操作数量少的安全启动程序，调节负荷，启、停火嘴或磨煤机的操作程序等，使其标准化并认真贯彻执行。3.3.3应制订有关炉膛安全保护装置和监测设备等的定期检查、维修和校验制度，该制度应与设备的类型、制造厂的建议和要求协调一致。3.3.4运行中应注意防止炉膛安全保护装置的各种信号传导管堵塞，注意防止火焰检测器探头烧坏或污染失真。3.3.5锅炉灭火和保护动作跳闸后，应按规定进行炉膛吹扫，严禁采用爆燃法抢救灭火。3.3.6已投用的炉膛安全保护装置不得随意切除。因故需切除时，应采取相应的安全措施，并经电厂总工程师批准。3.3.7煤种多变和煤质下降是造成锅炉燃烧不稳、引起炉膛灭火爆炸的重要因素之一。应加强对煤质的分析和配煤管理工作，当燃煤发热量、挥发分和灰分变化时，应提前将用煤质量变化情况通知运行人员。4设备要求4.1燃料供给系统4.1.1根据煤质和气象情况，卸、储煤设施应有防冻、防湿、防储煤自燃的措施。同时使用多种煤时，应有混配煤设备。4.1.2煤仓、粉仓应防止杂物和大块煤进入。其结构形状和内表面应有利于煤流的排出，不易积煤、积粉。出料管口在设计的粒度和湿度变化范围内，能保持下煤、下粉畅通。煤粉仓必须是密闭的，有消防设备的接口。金属粉仓外壁应妥善保温，防止内壁结露，防止积粉自燃。4.1.3储油罐和油系统应有可靠的消防设施及防冻加热设施，保证供油的温度达到规定要求，并设有低油压的保护。4.1.4磨煤机和制粉系统型式的选择，决定于煤质的特性，应进行较细致的技术经济论证后确定，并考虑有一定的储备容量(包括容量储备和台数储备)以适应煤质变化的需要。磨制的煤粉细度应符合要求。4.1.5必须提供措施，保持磨煤机出口温度与煤质允许的最高温度相适应。不同煤种要求的磨煤机出口允许的最高温度如表1所示。表1磨煤机出口允许最高温度磨煤机类型用空气作干燥剂用烟气空气混合物作干燥剂风扇磨(直吹式制粉系统，在粗粉分离器后的温度)贫煤：～150℃烟煤：～130℃褐煤和页岩：～100℃烟煤、褐煤、页岩：180～200℃钢球磨(中储式制粉系统，在磨煤机出口的温度)贫煤：～130℃烟煤、褐煤：～70℃烟煤：～120℃褐煤：～90℃中速磨(直吹式制粉系统，在分离器后的温度)当可燃基挥发分Vr=12%～40%时：120～70℃采用热风送粉时，对非易燃性的燃料(Vr＜10%)，热风温度可适当提高；对易着火的燃料，如磨烟煤时，热风温度的选定应使燃烧器入口处气粉混合物的温度不超过160℃；对褐煤，气粉混合物温度不应超过100℃；特殊情况，应通过试验确定。4.1.6磨煤机应设有消防介质(惰性气体、烟气或水蒸气)的引入口。中速磨煤机和直吹式制粉系统的钢球磨煤机，应配有快速隔断阀。4.1.7中储式制粉系统管道部件的承压能力按0.15MPa(表压)设计，并设置防爆门和提供必要的防火手段。直吹式制粉系统一般不装防爆门，管道部件的承压能力按0.3MPa(表压)设计。4.1.8从磨煤机或给粉机到燃烧器的一次风管应合理布置，避免不必要的弯头和多次上升，并进行必要的管道流动介质的阻力核算，保证管内有最低的输送煤粉的速度，避免煤粉在管道内沉积和着火燃烧。应在机组首次启动前进行通风试验，调匀同层各燃烧器的一次风速。在运行初期，即测定出维持管内最低输粉风速的最小风量和相对应的动压、静压值，并在以后运行中予以保持或定期重复核定。4.1.9直吹式制粉系统应有断煤报警信号。中储式制粉系统的给粉机应有可靠的动力电源和控制电源，断电后应闭锁，避免再送电时即自动启动。同层燃烧器各给粉机转速偏差应不超过5%，以保持供粉均匀。4.1.10到磨煤机的热风管，各一次风管、二次风管等，应有符合要求的测量风压、风量的测试孔以及必要的吹扫孔。4.2炉膛和主燃烧器4.2.1炉膛与主燃烧器的设计，必须充分考虑所用煤种的着火、燃尽与结渣性能。4.2.2平衡通风的炉膛承压能力，一般应不低于±4kPa(无脱硫装置时)。在炉膛突然灭火引风机出现瞬间的最大抽力时，炉膛和烟、风道不应出现永久变形。4.2.3制造厂应提供燃烧器和炉膛不掺烧油的最低稳燃负荷，并通过实际试验予以验证。4.2.4炉膛及燃烧器的供风系统，应保证锅炉在所有运行条件下，有不间断的充足的空气送入。当炉膛压力在允许范围波动时，供风系统应不受影响，能连续供应所需的风量。每个燃烧器前的风量调节挡板，应灵活不卡涩，有明显和正确的开度指示。4.2.5炉膛和燃烧器处应有适当的观测孔和打渣孔。燃烧器的安装地点，应便于运行人员接近作检查维护工作。燃烧器喷口端头有结渣时，应便于用工具清除。4.2.6锅炉在设计时，即应正确地确定炉膛负压取样点、入炉风量测点位置，以及火焰监测点的位置等。4.3燃烧控制系统4.3.1燃烧控制系统应能根据锅炉负荷的需要，保证送入炉膛及燃烧器的燃料量和空气量维持合理的比例。合理的风煤比及允许的变动范围和变化率，应通过燃烧调整试验确定。4.3.2为满足4.3.1条的要求，应有以下最低限度的控制手段：4.3.2.1应有手段控制中储式制粉系统各给粉机的给粉量和直吹式制粉系统磨煤机的进煤量。4.3.2.2应有手段控制和监测送入炉膛的总风量及到各层燃烧器的一次风量和二次风量(或风压)。4.3.2.3能按机组负荷的变化，调整送入炉膛的空气量和煤量，保证锅炉炉膛压力在允许范围；蒸汽量及其参数符合要求。4.3.2.4通过调节风量挡板或一次风机的调节装置，保持一次风压在给定值并能将燃料送进炉膛。4.3.2.5通过调节磨煤机进口冷、热风挡板开度，保持磨煤风量及磨煤机出口煤-风混合物的温度在给定值。4.3.2.6670t/h及以上的锅炉，当炉膛和各燃烧器的风