“关爱生命 安全发展”征文
供煤不稳时锅炉安全运行应急管理
作者姓名：林超峰
作者单位：华电福建发电有限公司湄洲湾电厂运行
分公司
报送单位：华电福建发电有限公司湄洲湾电厂运行
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通讯地址：莆田市秀屿区东埔塔林 邮 编：351153 邮 箱：lcf969@sina.com 联系电话：0594-5916821
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供煤不稳时锅炉安全运行应急管理
摘要：近年来，电煤市场总体供求关系日益紧张，供煤不稳成为威胁火电厂锅炉安全运行的重要因素。本文阐述了湄洲湾电厂两台1189 t/h锅炉在供煤不稳时，通过组建专业应急管理队伍，分析事故隐患，研究应急措施，编制应急预案文件体系，进行多层次多形式的预案演练，不断完善、深化设备技改，建立科学的应急管理体系，对火电厂在供煤不稳时保证锅炉安全生产的应急管理作了探索。
关键词：供煤不稳；电厂锅炉；安全运行；应急管理；应急预案
1概述
湄洲湾电厂装有2台396MW燃煤机组，首台机组于2001年3月投入商业运行。锅炉是由美国福斯特·惠勒能源公司(FWEC)与西班牙福斯特·惠勒分公司联合设计，西班牙制造的亚临界压力、自然循环、平衡通风燃煤汽包炉，最大额定出力1189 t/h。
锅炉设计燃用优质印尼平南煤，是国内唯一燃用该煤种的电厂，采用前后墙对冲燃烧，在炉膛的前后墙共布置了16只可控流 (CF)燃烧器，前后墙各8只，并沿炉膛高度分为上下两层布置，前后墙水平方向上每层共布置4只燃烧器。制粉系统采用正压直吹式，配4台FWEC提供的MBF23型垂直式中速磨煤机，每台磨煤机对应同层的4只燃烧器。额定负荷时3台磨煤机运行，一台备用。
出于稳定源煤、降低成本的考虑，2003年3月起，燃煤由
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原印尼平南煤改为国内山西平朔煤。近年来，又逢电煤市场总体供求关系日益紧张，该厂一度面临断煤被迫降出力、甚至停机的窘境。煤源无法保证，来煤品质多变且严重恶化，前所未有地给该厂带来严重威胁机组安全运行的一系列问题，其中突出的有：机组被迫降出力，设备故障频发，燃烧极不稳定，多消耗大量燃油，过热器、再热器等受热面管材严重超温，灰渣量大大增加，炉膛结焦，受热面磨损，空预器严重腐蚀等。面临这种被动的安全生产局面，该厂持续不断地探索科学有效的应对办法，经过多年的努力，形成了较为完善的应对供煤不稳时的锅炉运行应急管理体系。
2 建立强有力的应急管理队伍和制度是实施应急管理的必要前提
1） 建立由厂部、安生部、发电部、维修部、关联部等不同部门人员组成的应急队伍，组建管理机构和指挥中心，由厂领导亲自作为应急管理的总指挥，由运行值长作为生产现场的指挥，由各部门领导组织本部门优秀的专业技术骨干作为应急管理的中坚力量。
2）建立“ON－CALL”应急管理制度，明确相关部门和专业人员的职责。详细规定应急控制中心人员（如值班领导）、应急现场指挥人员（如运行值长）、应急响应专业技术人员（如运行或维修人员）的职责和各自的作用，保证与应急管理体系有关的部门，如安生、运行、维修、消防等在运作控制方面的有效协作，使各相关部门了解潜在异常、事故的性质，熟悉其在应急管理行动中的工作，使有关人员都得到培训并进行定期检查。
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3）完备应急设施和器材，建立外部援助联系。保证通讯系统、警报系统、消防器材、紧急照明设备、个人防护用品等处于正常可靠的状态，与有关外包单位、消防机构、医院等建立应急响应。
3 深入分析事故隐患，研究应急措施是实施应急管理的坚实基础
事故发生的原因不尽相同，各式各样，但在生产过程中，客观存在的隐患是事故发生的前提，因此，要预防事故的发生，最有效的是针对危险源下手。
根据锅炉设备的具体情况，技术人员分析查找了在煤种多变的情况下有可能导致发生故障、事故的危险源，以确定隐患，预测故障、事故的类型及影响后果，进行分类汇总。按照来煤的品质特性，可以归纳为以下几个主要方面：
表一：事故隐患及其影响后果一览
煤质特性 故障、事故类型 影响后果 电量考核 发热量低 机组被迫降出力 水份高、原煤仓下煤管及给煤机堵煤、磨煤机干磨煤机跳闸、迫大块多 燥出力不足、磨煤机堵煤、石子煤量多停 等 挥发份低 着火不良、燃烧不稳定、火焰后移、燃被迫耗油助燃、 烬困难、过热器、再热器等受热面管材“四管”爆破、严重超温等 挥发份高 制粉系统着火、爆炸、炉膛爆燃等 被迫停炉 停磨、停炉、设- 4 -
备严重损坏 灰分高、灰渣量增加、受热面磨损、底渣及各灰爆管、被迫停炉 熔点低 硫分高 其它 斗堵塞、电除尘击穿、炉膛严重结焦 空预器严重腐蚀 停炉更换元件 当来煤品质来回变动时，对设备的稳定设备寿命缩短，运行考验尤其大，许多辅助设备、部件并极易产生故运行稳定性差，特别是制粉系统、燃烧障影响主机运系统、风烟系统设备，时常处于超负荷行 偏离设计工况下运行 根据以上分析，进一步细化在变煤种情况下可能产生的各个运行异常、设备故障和事故，分别研究其可能采取的预防和补救措施，为编制完整的应急预案文件体系打下基础。
4 编制完整的应急预案文件体系是实施应急管理的重要保障
根据以上的分析和研究工作，编制完整的应急预案文件，编制原则是：明确应急响应的范围、程序等，使应急准备和管理有序进行；采取预防措施使事故可控在控，减小事故隐患，防止重大或连锁事故发生；在事故发生后快速有效地做出应急响应，减轻事故损失等。完整的应急预案文件体系包括预案、操作程序、指导书、记录文档等。
1） 防事故预案，内容体现应急管理目标、应急组织、现场应急响应等，主要项目包括：煤质变化后的运行维修预案、来煤中大块多应急预案、燃用低发热量煤种运行操作预案、防止紧急上煤系统异常
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预案、磨煤机石子煤挡板维修预案、防止制粉系统或煤尘爆炸预案、防止制粉系统着火预案、防止粉煤灰污染预案、防止锅炉超温超压预案、防止锅炉“四管”泄漏预案、防止炉外管爆破预案、尾部管道泄漏防范和泄漏处理预案、防止锅炉汽包满水或缺水事故预案、防止锅炉受热面大面积腐蚀预案、防止锅炉炉膛爆炸预案、防止锅炉尾部再燃烧预案、空预器传热元件着火预案、防止锅炉底渣槽上部结焦预案等。
2）紧急操作程序，为具体的应急行动提供指南，主要项目包括：低发热量煤配煤掺烧操作程序、入厂煤采样系统操作程序、入炉煤采样系统操作程序、给煤机跳闸紧急操作程序、给煤机皮带已停止运行而皮带电机在空转紧急操作程序、煤仓下煤管堵煤紧急操作程序、磨煤机堵煤紧急操作程序、磨煤机石子煤管冒烟着火紧急操作程序、磨煤机运行中冒烟着火紧急操作程序、锅炉超温紧急操作程序、锅炉超压紧急操作程序、末级过热器泄漏紧急操作程序、屏过泄漏紧急操作程序、省煤器泄漏紧急操作程序、再热器泄漏紧急操作程序、锅炉尾部烟道再燃烧紧急操作程序、空预器跳闸紧急操作程序等。
3）操作指导书，说明程序中的具体操作细节，以供运行、维修等应急响应人员使用，主要项目包括：机组无法带满负荷操作指导、锅炉低负荷工况下稳定燃烧操作指导书、机组低负荷两台磨煤机运行操作指导、机组第四台磨运行操作指导、机组高负荷下磨煤机切换操作指导、锅炉快速降负荷除焦操作指导、锅炉打焦操作指导、降低锅炉爆管机率运行操作指导、降低锅炉烟尘排放提高电除尘除尘效率操
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作指导、控制屏过超温运行操作指导、磨煤机BSO挡板故障消缺指导、磨煤机运行中石子煤挡板故障消缺指导、二次风箱内喷燃器风粉管漏粉检查指导书、破坏炉底水封低负荷捞渣机链条内轴承检修运行操作指导、省煤器排灰阀门失灵异常操作指导、省煤器堵塞疏通操作指导书、空预器堵塞疏通操作指导书、电除尘灰斗堵塞疏通操作指导书、防止空予器过电流跳闸操作指导、空预器密封装置投运操作指导、空预器轴承温度高操作指导等。
4）记录文档，主要包括各个岗位的值班日志、操作记录、检查记录、抄表记录等，如运行值长日志、维修值班记录、“两票”登记、巡检记录、各参数抄表等。
5 应急预案演练与技改是实施应急管理的的关键环节
通过演练，可检验预案和程序的可操作性，在事故发生前暴露其缺点；可以更加明确应急预案相关人员的岗位职责，增强生产人员对事故处理方面的熟练程度和信心，进一步加强应急处理意识；可以进一步协调各相关部门和人员，提高各级预案之间的协调联动性，进一提高整体应急反应能力等。
应急管理实践中，在班组、部门、全厂三级建立应急预案演练机制，包括事故预想、事故演习、事故处理仿真竞赛等。通过对应急预案演习与生产现场的实践，不断总结发现有关预案、系统、设备、逻辑控制等方面在应对变煤种运行上的不足项、整改项和改进项，及时进行文件修正、逻辑异动或设备技改，这是整个应急管理的关键环节。文件修正发现一处修改一处，直接体现在应急预案文件体系的不断修
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订完善、版本更新。逻辑异动和设备技改归纳起来主要项目有：
1) 预防、应对制粉系统堵煤的主要异动及技改：
? 由于煤质的变化，原煤仓至给煤机段落煤管频繁堵煤，在原煤仓至给煤机段落煤管直管段增加捅煤口。
? 启磨时逻辑异动，在给煤机启动后再开启煤闸门，以减少启动时堵煤，并将断煤跳给煤机的延时加长至5分钟，为马上疏通轻微堵煤赢得时间。
? 停磨时逻辑异动，在停给煤机前先关煤仓闸板门，2分钟后才停运给煤机，以把煤闸门后下煤管中的积煤以及皮带上的积煤清空。
? 磨煤机逻辑中增加：当磨煤机未运行时，可以手动将两个石子煤控制阀同时打开，以清理石子煤排放口中的堵塞物。
? 增加“磨煤机一次风量调节在自动方式而容量风挡板开度指令超过100%并延时20秒”的逻辑报警信号，便于在出现磨煤机堵煤等导致磨一次风量持续偏低时，运行人员及时发现磨煤机堵煤、容量风挡板卡涩等故障。
2）防止制粉系统着火、爆炸的主要异动及技改：
? 一次风量挡板点火位置的定义更改为风量反馈（12-17kg/s）。 ? 给煤量小于18T/H时，将对应磨煤机的出口温度设定值强制跟踪为50°c。
? 当将低流量充惰控制模块置自动位置时，磨煤机停止过程且煤量降至最小（12.5t/h）自动开始充惰，直至磨煤机停运后3分钟。
? 停磨时，磨煤机一次风吹扫时间由1220秒缩短为900秒。
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? 当磨煤机出口温度达到90°C时，强制全开冷风门，全关热风门。当磨煤机出口温度达120°C时，延时5秒，跳该运行磨，同时发一类报警。
3）增加制粉系统在煤质多变时运行可靠性的主要异动及技改： ? 煤种改变、炉内掉渣影响到火焰检测信号的真实性，为躲过掉渣瞬时火焰信号被屏蔽误跳磨煤机，将“磨煤机火焰失去不经延时直接跳闸”逻辑异动为“当该台磨煤机火焰失去后，如果其它三台磨煤机中同时有一台及以上火焰也失去，则不经延时直接跳闸；否则，当该台磨煤机火焰失去，而其它磨煤机火焰状况未变化，则延时5秒钟后跳闸”。
? 由于煤质差，给煤量大，运行中经常因磨煤机电流瞬间高至56A引起煤量迫降，将迫降逻辑增加3秒延时，以躲过瞬间高电流。
? 由于来煤粘、大块多，运行中经常因给煤机堵煤开关误动造成磨跳闸，将给煤机堵煤开关动作跳磨逻辑增加5秒延时。
? 磨煤机磨盘密封环由于煤质变化产生变形，使密封间隙过大，将磨盘下部密封环改造为上半部为迷宫式密封，下部为盘根密封。
? 将磨煤机两道石子煤挡板均未关闭跳磨增加40秒延时，并将磨煤机石子煤挡板行程开关位置及线路改造，以提高磨石子煤系统可靠性与可用率。
? 将“一个套筒档板低于点火位延时1分钟跳磨”逻辑改为“套筒挡板低于点火位时，延时10s关闭对应的BSO挡板”，增加磨煤机运行可靠性。
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? 为了加快磨煤机的故障恢复时间。经过异动，在磨煤机控制逻辑中增加“JOG请求复位”功能，当运行人员确认磨煤机内无煤时，可以通过该按钮复位“JOG请求”闭锁启动信号，而不必长时间等待JOG程序读秒。
? 当煤很粘且杂质多时，跳磨后在磨煤机JOG过程中石子煤排放门经常出现故障，JOG被中断。经过观察，对逻辑优化为：在磨煤机JOG 的时候，如果出现石子煤挡板关不到位故障，则保持磨煤机运行，只中断石子煤挡板的开关程序，由运行人员强制手动排石子煤，待该门能够正常关闭后，再次投入排石子煤门自动运行。
4）提高锅炉安全运行稳定性的其它方面的主要异动及技改： ? 由于燃烧不稳等各种工况扰动的影响，油枪经常由于火检的原因导致可投入率偏低。对火检逻辑、放大器参数进行合理改造后，避免了不必要的火检偷火或者火检检测不到。
? 为避免燃烧不稳时因减温水大幅波动而造成汽机跳闸，将一级减温水控制逻辑异动为主副阀分级控制：在正常情况下由主控阀对温度进行控制，当主控阀的开度命令达90%后，同时投入副阀的方式进行控制。并将原“主汽温在5分钟内下降30℃”报警改为“主汽温在1分钟内下降10℃”二类报警，如果此时主汽温不大于540℃，则将过热器一、二级减温水强制关闭并切为手动模式。
? 为应对屏过严重超温，对易超温部分管材升级为更耐高温高压的SHF(OD)51 (THK)11，ASME SA-213 GR.T91。并对屏过及再热器容易超温的金属壁温点加装备用热电偶。
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? 由于煤种变更，8%以上的灰分造成烟气飞灰冲刷受热面管子磨损加剧。在再热器、低过、尾部烟道区域管子加装防磨瓦，同时加装管夹，破坏后烟井内的烟风振动及声振动，并对管排进行加固。
? 在来煤硫分高、灰分高时，飞灰负压风机出灰结束后无法将管路的硫分、积灰全部排出，造成结露、风机卡涩。将逻辑中“系统停运后，负压风机保持吹扫2分钟”改为“系统停运后，负压风机保持吹扫10分钟”。
? 空预器吹灰器增加蒸汽压力低连锁保护，空预器密封板由间隙控制改为电流控制运行等。
6 结束语
众所周知，火电厂锅炉选型有相对应的设计煤种，当煤质超出设计适应范围，就会给锅炉的安全、经济运行带来很大的影响。在面临世界能源日益紧张，电煤市场供求矛盾突出的情况下，除了外部努力争取相对稳定的供煤，也要求火电企业内部竭力挖掘自身技术管理和安全管理的潜能，做好应对煤源不稳，煤质多变的应急管理，以求最大限度地保证面对各种来煤时的安全生产，这是一个系统的工程，囊括整个电厂从来煤直到供电的生产全过程。近年来，湄洲湾电厂不断探索、总结面对“八方来煤”的情况下，通过科学完善的安全运行应急管理，有效提高了电厂运行的稳定性、可靠性，本文简要总结了其中重点的锅炉安全运行应急管理部分，由于水平所限，难免不足与纰漏之处，本着学习交流，以求抛砖引玉。
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? 由于煤种变更，8%以上的灰分造成烟气飞灰冲刷受热面管子磨损加剧。在再热器、低过、尾部烟道区域管子加装防磨瓦，同时加装管夹，破坏后烟井内的烟风振动及声振动，并对管排进行加固。
? 在来煤硫分高、灰分高时，飞灰负压风机出灰结束后无法将管路的硫分、积灰全部排出，造成结露、风机卡涩。将逻辑中“系统停运后，负压风机保持吹扫2分钟”改为“系统停运后，负压风机保持吹扫10分钟”。
? 空预器吹灰器增加蒸汽压力低连锁保护，空预器密封板由间隙控制改为电流控制运行等。
6 结束语
众所周知，火电厂锅炉选型有相对应的设计煤种，当煤质超出设计适应范围，就会给锅炉的安全、经济运行带来很大的影响。在面临世界能源日益紧张，电煤市场供求矛盾突出的情况下，除了外部努力争取相对稳定的供煤，也要求火电企业内部竭力挖掘自身技术管理和安全管理的潜能，做好应对煤源不稳，煤质多变的应急管理，以求最大限度地保证面对各种来煤时的安全生产，这是一个系统的工程，囊括整个电厂从来煤直到供电的生产全过程。近年来，湄洲湾电厂不断探索、总结面对“八方来煤”的情况下，通过科学完善的安全运行应急管理，有效提高了电厂运行的稳定性、可靠性，本文简要总结了其中重点的锅炉安全运行应急管理部分，由于水平所限，难免不足与纰漏之处，本着学习交流，以求抛砖引玉。
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