断煤引发锅炉灭火的分析

1、事故经过：

故障前机组运行方式：2008年11月10日10时，#4机组负荷302.25MW，#42、#43、#44磨煤机运行，#42、#43给水泵运行，#41、#42引、送、一次风机运行，机组处于AGC控制方式，总煤量120吨/小时。

10时43分08秒，#43给煤机由于原煤仓堵煤而断煤，煤量由44.22吨/小时降至最低值2.92吨/小时，其它两台磨煤机出力相应自动增加，运行人员启动原煤仓空气炮进行疏通并进行给煤量调整。约30秒后断煤现象消除，#43给煤机煤量逐步正常，整个处理过程火检信号以及炉膛火焰电视显示燃烧正常，主汽流量、压力、温度、炉膛负压均正常。

10时45分21秒，炉膛负压突然波动至-907Pa，炉膛火焰正常、负压稳定后，运行人员立即手动投入两支油枪，但相应油阀尚未开启，#4炉于10时45分31秒，发“全炉膛无火”主保护信号，触发MFT，汽轮机联跳，发电机解列。

2、事故原因：

1）热控逻辑

“全炉膛无火”的触发条件为：在大油枪累计投入数量大于3支或微油枪全部投入运行的情况下，当所有油层和煤层都无火时（无延时），触发MFT。

油层和煤层无火的判断条件为：油层或煤层的四个角中任意两个角无火则为层无火，即“四取二”无火。

2）#43给煤机断煤处理过程燃烧扰动过程分析

从10时43分15秒开始，C给煤量受断煤影响由44.22t/h逐渐下降，10时43分50秒降至最低值2.92t/h；10时44分30秒断煤现象消除，给煤量正常，磨煤机完全断煤时间约30～40S。

因磨煤机出力相对较低，磨内存煤相对较少，在此过程中磨内存煤以及煤粉管道内煤粉浓度快速降低，导致至C层燃烧器出口气流中煤粉迅速失去、火焰实际已经消失。 C层燃烧器火检对炉膛火焰有偷看现象，因此其火检信号仍显示正常。此时，B、D层燃烧器由于锅炉温度尚未明显降低，因此燃烧正常、炉膛火焰明亮。但当#43给煤机煤量正常后，经过大约40～50S的制粉系统惯性迟延后，C层燃烧器出口气流中煤粉突然增加，在其正常着火区域形成黑龙区，同时其附近燃烧器二次风挡板也随给煤量的恢复提前开大，该区域烟气温度急剧降低，炉膛压力快速降低至-907Pa。喷入炉内的煤粉不能正常着火，黑度较高的煤粉气流迅速扩展至全炉膛，炉膛温度降低，对B、D层燃烧器火焰造成扰动，同时由于黑烟气的扰动使各层燃烧器火检模拟量信号也出现明显波动，C3、C4火检开关量信号分别于10时45分25秒、27秒相继消失，造成C层无火，D3、D4火检开关量信号分别与10时45分27秒、30秒相继消失，造成D层无火，B4、B1火检开关量信号分别与10时45分28秒、30秒相继消失，造成B层无火，从而引起“全炉膛无火”，触发MFT。

此扰动扩展较快只有5秒时间，因此处于燃烧器上方的炉膛火焰摄像机仍能采集到明显的炉膛火焰。

3）分析结论

#43磨煤机断煤时间较长，制粉系统内部缓存煤量较少，造成C层燃烧器完全断粉，火焰失去。在煤粉浓度恢复时，由于正常着火区域无明火，同时燃烧器附近二次风量相对增加较多，着火区域温度明显降低，造成煤粉气流不能及时着火；黑烟气扩展至全炉膛，引起其它燃烧器火焰扰动。这是造成锅炉灭火的直接原因。

#43磨煤机断煤后，由于B层燃烧器与D层燃烧器出现严重的连续隔层运行情况（两层燃烧器喷口距离约3.5米），相互引燃效果差，是炉内燃烧不稳定的主要原因。

机组负荷低，炉内燃烧稳定性及抗干扰能力差，在发生燃烧扰动时，炉内温度降低、燃烧工况急剧恶化速度较快，是造成锅炉火焰、火检信号波动的主要原因。

燃烧器火检信号测量回路过于灵敏，燃烧器火检信号与炉内实际火焰情况有明显偏差，是造成全炉膛无火保护动作的主要原因。

3、防范措施：

（1）发电部加强技术培训，特别是对《低负荷运行期间防止锅炉灭火及事故扩大的运行措施》的各种工况下异常处理方法进行详尽讲解。

（2）当三台磨运行且发生断煤情况时，要立即投油助燃，然后再进行相关操作。

（3）任何情况下不允许燃烧器连续隔层运行，否则必须立即投油助燃。特别注意：当磨煤机断煤时，经过制粉系统惯性迟延（约20秒左右）后，其对应燃烧器为停运状态。由于燃烧器属于相对集中布置方式，因此C、D层为隔层燃烧器，C层燃烧器无煤时，B、D层为连续隔层燃烧器。

（4）“做好防止制粉系统断煤、堵煤以及掉闸的事故预想工作。如发生以上现象以及煤质变差情况时，必须首先保证锅炉燃烧以及机组的安全稳定运行，然后进行其它调整”；“不得随意改动磨煤机、给粉机启动条件，在切换或启停磨煤机、给粉机时，必须全过程满足稳燃规定，不得将稳燃层燃烧器出力降得过低，否则必须投入油枪助燃”。

当某燃烧器对应磨煤机不具备启动条件中的“点火能量满足”时，着火区域不具备正常的点火能力，煤粉入炉时就不能正常着火。因此无论是启动磨煤机，还是对磨煤机进行通风吹扫以及断煤后的处理过程，都必须提前投运相应油枪。

由于“点火能量满足”中的“主汽流量”不能真实反应不稳定工况下的实际“点火能量”，因此不稳定工况下的锅炉能量应根据当时进入炉内煤量的发热量进行判断。不得增加其它不具“备点火能量满足”条件的磨煤机出力。

（5）运行人员要根据磨煤机组合方式，对经常断煤或断煤后可能引起燃烧器连续隔层的给煤机进行连续监控，发现给煤机电流不正常降低或给煤量降低而给煤机转速增大现象时，及时解列该给煤机自动，将转速控制在正常转速，同时启动空气炮进行给煤疏通。如断煤引起炉内燃料量降至稳燃所需煤量或出现燃烧器连续断层现象时，必须提前投入相应油枪助燃。

（6）热控专业联系火检厂家，对火检信号进行高质量调试，提高锅炉火检保护的准确性和可靠性。

（7）锅炉专业对发生断煤的原煤仓进行检查，特别是对给煤机上闸板开关情况要进行检查。

（8）煤检中心及时向值长通报煤场配煤及上煤情况。

（9）组织技术人员优化相关逻辑，以便于运行人员异常工况处理，确保机组安全运行。