DL 435-2004 电站煤粉锅炉炉膛防爆规程.doc
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1、【精品文档】如有侵权,请联系网站删除,仅供学习与交流DL 435-2004 电站煤粉锅炉炉膛防爆规程.精品文档.目次前言1范围2术语3防止炉膛爆炸的有关要求附录A(资料性附录)可能引起炉膛爆炸的原因附录B(资料性附录)炉膛瞬态设计承压能力的说明附录C(规范性附录)燃料跳闸的延时及附加报警项目前言本标准是根据原电力工业部关于下达电力行业标准制、修订计划项目的通知(综科教199828号文),对DL4351991火力发电厂煤粉锅炉燃烧室防爆规程进行修订的。本标准对DL 4351991修订的主要内容如下:修改了炉膛结构设计压力的规定值;增加了术语;增加了防止炉膛内爆的内容;对有关设备及其系统的要求以及
2、运行操作的规定作了新的补充;增加了资料性附录“可能引起炉膛爆炸的原因”(附录A);增加了资料性附录“炉膛瞬态设计承压能力的说明”(附录B);增加了规范性附录“燃料跳闸的延时及附加报警项目”(附录C)。本标准实施后代替DL4351991。本标准的附录A、附录B为资料性附录。本标准的附录C为规范性附录。本标准由中国电力企业联合会提出。本标准由电力行业电站锅炉标准化技术委员会归口并负责解释。本标准起草单位:国电热工研究院。本标准主要起草人:郑泽民、高汉襄、袁颖、许传凯。本标准首次发布:1991年9月18日。电站煤粉锅炉炉膛防爆规程1范围本标准规定了防止电站煤粉锅炉炉膛外爆/内爆在有关设备及其系统方面
3、的基本要求,给出了对设备启、停的顺序及运行操作的指南。本标准适用于电站煤粉锅炉。2术语下列术语适用于本标准。2.1总一次风关断门main primary air shut off gate能严密关闭而阻止一次风送入所有燃烧器的总风门。一般应装在不含煤粉的气流中,如正压直吹式制粉系统一次风机出口或负压直吹制粉系统及贮仓式制粉系统磨煤机的入口。2.2火焰检测器flame detector检测有无火焰并提供信号的装置。2.3方向闭锁directional blocking当检测到炉膛压力偏离正常值过大时,禁止所有相关的终端控制元件,向可能会增大偏差的方向移动的一种连锁系统。2.4风机选型点能力fan
4、 test block capability简称风机TB点。风机选型时,在其流量压头特性曲线上所要求的对应点,即在锅炉最大连续出力时,所计算出的风量压头,再加一定的裕量后,相应在风机特性曲线上的那一点的能力。2.5风机控制装置超驰动作fan control device(s)override action一种控制动作,即当检测到炉膛压力出现突然偏差过大时,使引风机的控制装置优先于正常自动的动作,快速调节到能保持炉膛正常负压的位置。2.6总燃料跳闸master fuel trip(简称MFT)一旦出现危及锅炉安全的危险工况时,切断所有入炉燃料,包括点火器的燃料,它是炉膛安全监控系统主要功能的一部
5、分。2.7总燃料跳闸继电器master fuel trip relay当总燃料跳闸时,用于同时解列所有要求解列的设备的继电器。2.8全火焰丧失loss all flame送入炉膛内的燃料和空气不能燃烧转化为燃烧产物,全炉膛无可见火焰的异常情况。2.9局部火焰丧失partial loss of flame炉膛中个别燃烧器火焰丧失,而其余燃烧器仍保持着火的现象。2.10点火器安全关断阀ignitor safety shutoff valve(fuel trip valve)响应燃料跳闸指令,自动并完全切断进入点火器燃料的关断阀门。2.11点火器ignitor能在一瞬间提供足够的点火能量点着主燃烧器
6、燃料的常设装置(包括电火花发生器和点火的油、汽枪)。点火器的容量大小与主燃料的着火特性、燃烧器的型式以及对点火器功能的要求有密切的关系,一般可分为一类和二类点火器。一类点火器:用于点着从主燃烧器在任何运行条件下送入炉膛的气粉混合物。这类点火器所要求的容量较大,一般应在主燃烧器满负荷热量的20以上。二类点火器:只能用于点着从主燃烧器按点火时所规定的风量和煤粉量送入炉膛的气粉混合物,其容量一般在主燃烧器满负荷热量的1020。上述两种点火器均可用于在低负荷或燃烧不稳时助燃,但不能在炉膛已灭火而尚未按规定要求吹扫前作为抢救灭火的手段。2.12启动油枪warm-up oil gun用于锅炉启动过程中暖炉
7、、升压、冲管和带低负荷而热功率(通常其总热功率为锅炉满负荷热功率的30左右)较点火器大的油枪。2.13炉膛安全监控系统furnace safety supervisory system(简称FSSS)是保证锅炉燃烧系统中各设备按规定的操作顺序和条件安全启停、切投,并能在危急工况下,迅速切断进入炉膛的全部燃料(包括点火燃料),防止发生爆燃、爆炸等破坏性事故的安全保护和顺序控制装置。注:国外有的厂家所称的“燃烧器管理系统(burner management system)”、“燃料燃烧安全系统(fuel-firing safety system)”或“燃烧器控制系统(burner control
8、system)”的主要功能与本标准所定义的FSSS是一样的。2.14逻辑部分logic portion逻辑部分可由继电器或固态元件或可编程逻辑控制器构成,是FSSS的核心,所有的安全保护、操作、监视和报警功能都要经过逻辑运算,正确判断发出信号。2.15报警alarm用声、光信号显示运行工况偏离标准限值或其他不正常的工况。2.16连锁inter lock是一种控制程序,用于某个设备的运行参数已达到限值或已编离限值时,使其跳闸,停止运行;或操作顺序不正确时,使其操作不能继续进行;或某一设备跳闸时,与其直接相关的设备必须随即连锁跳闸,以免事故扩大。2.17富空气air rich供给炉膛(或燃烧器)的
9、空气和燃料之比,高于燃料最佳燃烧时之比,即过量空气大于最佳值。2.18富燃料fuel rich供给炉膛(或燃烧器)的空气和燃料之比,低于燃料最佳燃烧时之比,即过量空气小于最佳值。2.19燃烧器调风挡板adjustable air damper(register)装在燃烧器前的一组空气调节挡板,用以按需要分配各燃烧器进入炉膛的空气量;装在旋流燃烧器内的通风挡板或叶片,用于调节气流的旋流度,使空气与煤粉得到所需要的混合并卷吸炉内高温烟气,使进入炉膛的煤粉着火、燃烧。2.20稳定火焰stable flame在锅炉运行范围内,以及在以规定的最大的变化率改变负荷过程中均能连续保持燃烧稳定的火焰。2.21
10、燃烧器burner将燃料和空气按所要求的速度、湍流度和浓度送入炉膛,并使燃料能在炉膛内稳定着火和燃烧的装置。2.22燃烧器关断挡板burner shutoff damper装在每个燃烧器前的关断挡板,用于关断进入主燃烧器的燃料与空气的混合物。2.23燃烧调节系统combustion control system自动控制进入炉膛的燃料量和风量以及炉膛负压,使锅炉在指令负荷范围内维持适当的空气/燃料比,保证锅炉炉内火焰稳定和燃料燃烧良好的调节系统,并维持炉膛负压在规定范围内。2.24燃煤锅炉的炉膛吹扫pulverized coal firing furnace purge用送风机和引风机保持恒定的
11、不小于25锅炉满负荷,也不大于40锅炉满负荷时的空气质量流量,对锅炉炉膛进行吹扫,其时间取决于下列两者中的大者:a)不少于5min;b)使炉膛及其后部承压部件空间得到5次换气。2.25炉膛外爆furnace explosions在炉膛或与炉膛相连接的后部烟道受限空间内,积聚有煤粉、油雾、燃气与空气的混合物,当这些混合物的浓度处于爆燃极限范围内时,如遇到点火源即会爆燃,燃烧产物温度骤增,体积膨胀,压力瞬间升高,乃致炉膛损坏,此现象即为炉膛外爆。煤粉中挥发物的析出愈多,煤粉愈细,则悬浮于空气中煤粉爆炸时所产生的压力愈大。煤粉/空气混合物的浓度只要达到0.05kg/m3,即可形成爆炸性的混合物。而混
12、合物浓度在0.3kg/m30.6kg/m3,最容易爆炸。2.26炉膛内爆furnace implosions炉膛负压过大使炉墙内、外所产生的压差超过炉墙承受压力,导致炉墙向内爆裂的现象称为炉膛内爆。可能引起炉膛内爆的原因参见附录A。3防止炉膛爆炸的有关要求3.1总体要求总体要求包括:a)防止炉膛爆炸的要求,涉及到火力发电厂工程的设计、设备的选型和制造,以及安装和运行各个环节。因此要求各有关部门紧密配合,按3.2的要求,对设备作出正确的选择,特别是业主单位应及早参与有关建设的全过程,掌握和熟悉各设备的配置情况和性能,配备能胜任设备的运行与维护工作的人员,并编制出相应的运行及维护规程。b)新建锅炉
13、的各项设备及重要仪器、仪表,未安装完毕并经验收检验合格前,锅炉不应启动。安全保护系统在未调试合格前,锅炉不允许交付生产运行。c)随着现代化火力发电厂的设备日趋复杂,自动化水平应相应提高,对重大的自动化操作事项,应配有能连续显示其数据变化的显示器,以便运行人员能迅速作出判断,避免不安全工况的发生。3.2对设备与相应系统的要求3.2.1炉膛结构设计炉膛结构设计的要求是:a)炉膛结构应能承受非正常情况所出现的瞬态压力。在此压力下,炉膛不应由于任何支撑部件发生弯曲或屈服而导致永久变形。b)炉膛设计瞬态压力不应低于8.7kPa(有关说明参见附录B)。注:对容量为400t/h(相当于100MW机组的锅炉)
14、及以下的锅炉,其炉膛设计瞬态压力,绝对值可低于8.7kPa,但不宜低于6.7kPa。c)无论由于什么原因使引风机选型点的能力超过8.7kPa时,炉膛设计瞬态负压都应考虑予以增加。3.2.2烟风道设计烟风道设计的要求是:a)从送风机出口一直到烟囱所有的风道及烟道,在设计时均应考虑炉膛承受瞬态设计压力时,烟风道所受到的压力。b)如尾部烟道装有烟气脱硫设备而配备增压风机时,应采取有效的措施,防止炉膛承受引风机与增压风机叠加的压头。3.2.3原煤供应系统原煤供应系统的要求是:a)火力发电厂所用的燃煤在两种以上混烧时,应有混煤的措施,保证进入原煤仓的煤是已混合好的煤。b)从煤场到原煤仓的上煤系统中,应防
15、止杂物进入,并配有碎煤机、煤篦、磁铁分离器、木屑分离器,以保证供煤系统正常运行和进入磨煤机的煤粒径不大于30mm或符合设备制造厂家规定的要求。c)给煤机的容量应能适应在燃煤颗粒度、含水量及煤质发热量允许的变化范围内,提供需要的燃煤量。给煤机出、入口管道的设计应保证燃煤在上述规定的粒度及含水量变化范围内煤流畅通,不发生堵塞现象。同时应配置有便于探测或观察煤流的设施,以及为清除障碍和采取煤样的孔门。d)对采用直吹式制粉系统的锅炉,应有防止燃煤供应中断或给煤不稳定、失控等的措施。3.2.4制粉系统制粉系统的要求是:a)制粉系统的设计,必须能在规定的煤质特性及其允许的变化范围内,磨制出合格的煤粉。b)
16、制粉系统和磨煤机的型式,应根据燃煤的特性选定。其总出力在满足锅炉最大出力需要煤量后,尚应有一定的裕度。其中:1)对直吹式制粉系统:机组容量为200MW以下时,每台锅炉装设的中速磨或风扇磨煤机宜不少于三台,其中一台备用。机组容量为200MW及以上时,每台锅炉装设的中速磨煤机宜不少于四台、风扇磨煤机宜不少于六台,其中一台备用;当装设的风扇磨煤机为6台以上时,可设两台备用;当采用双进、双出钢球磨煤机时,每台锅炉宜不少于两台,按煤质情况一般可不设备用磨煤机。磨煤机的计算出力应有备用裕量,对中、高速磨煤机在磨制设计煤种时,除备用磨煤机外,总出力应不小于锅炉最大连续蒸发量时燃煤消耗量的110;采用双进、双
17、出钢球磨煤机时,磨煤机总出力在磨制设计煤种时应不小于锅炉最大连续蒸发量时燃煤消耗量的115。对中速磨和风扇磨,磨煤机的计算出力按研磨件磨损中、后期出力考虑;双进、双出钢球磨煤机宜按制造厂推荐的钢球装载量取用。2)采用钢球磨煤机的贮仓式制粉系统:每台锅炉装设的磨煤机台数应不少于两台,可不设备用;每台锅炉装设的磨煤机计算总出力,在磨煤机最佳钢球装载量下,按设计煤种应不小于锅炉最大连续蒸发量时所需耗煤量的115。c)对直吹式制粉系统,由同一台磨煤机供煤的燃烧器,在无可靠和严密的隔断门时,应全部投入运行,以防停用的燃烧器一次风管内积粉,并尽可能减少磨煤机的起、停次数。d)设计制粉系统时,应采取措施使同
18、层或同组各燃烧器的一次风及空气煤粉混合物分配均匀,在锅炉初次启动后即应进行测试和调整,并在设备及运行方式有重大改变时,重新进行测试和调整。同层或同组各燃烧器之间的偏差(最大与最小值之差)不宜大于下列要求:风量偏差不大于5;煤粉量偏差:贮仓式系统不大于10;直吹式系统不大于15。e)磨煤机出口空气煤粉混合物的温度应根据煤种、制粉系统的型式及干燥介质、磨煤机的型式以及制造厂家的规定控制在限定范围内。出口温度过低,会妨碍磨粉;出口温度过高,则会造成磨煤机着火,引起爆炸。磨煤机出口温度应根据煤种的变化进行调整,维持规定的出口温度还有助于控制燃料和一次风的比例关系。f)制粉系统的所有管道和设备的结构不应
19、存在易发生煤粉沉积的死角,通流面积的设计应保证吹扫空气通过时的流速能将沉积的煤粉吹扫干净。3.2.5燃烧器系统燃烧器系统的要求是:a)燃烧器系统的设计必须与所选定的燃料特性和炉膛的结构型式紧密配合,保证能向炉膛提供需要的煤粉量和空气量,并保持火焰稳定和在炉内有较好的充满度。b)供给各燃烧器的燃料与空气的系统,应有可靠的调节装置,以满足需要的空气/燃料比。c)每个燃烧器煤粉喷口应配有点火器。某些不单独运行的燃烧器煤粉喷口,其相邻运行的燃烧器煤粉喷口能提供可靠的点火源时,可不设点火器。d)在设计炉膛及布置燃烧器时,即应根据炉型选定炉膛压力的取样点、火焰检测器、点火器、暖炉油(气)枪的安装地点以及提
20、供能正确观察到燃烧器着火区情况的条件。e)燃烧器所在的位置,必须便于接近和进行维护,防止附近管道漏粉、漏油而引起火灾,并为清除燃烧器喷口结渣提供条件。3.2.6燃烧调节系统燃烧调节系统的要求是:a)燃烧调节系统应在锅炉运行的负荷范围内,保持输入炉膛的燃料量和空气量与锅炉负荷相匹配,其空气/燃料比在运行初期可控制在设计的限值内,然后通过燃烧优化试验予以验证或修正。b)锅炉启动状态即可投入的燃烧调节系统,其空气流量应维持在锅炉规定的吹扫风量,燃料量应控制在锅炉启动时所规定的要求量。同时,在运行中,各燃烧器的燃料量应与其风量相匹配,防止发生空气与燃料比例失调的现象。c)燃烧调节系统在改变炉膛输入燃料
21、量时,必须同时改变风量,以保持需要的空气/燃料比。也可以采用在增加负荷时先加空气后加燃料,减负荷时先减燃料后减空气,但不允许只使用对燃料调节为自动调节,而风量调节不自动的这种调节方式。d)调节系统的设计应防止锅炉炉膛在富燃料混合物条件下运行,当空气/燃料比降至预定值以下时,控制系统对增加燃料和减少空气量的动作应闭锁。此时,控制系统应减少燃料量或增加空气量,或者两者同时进行。e)对于平衡通风的炉膛,炉膛运行压力应控制在规定的限值范围内,并提供有压力越限时的报警和保护。f)设备的设计和操作程序的制定应尽可能允许燃烧调节装置能在线维护,并提供对燃烧调节和相关的连锁装置进行试验和校验用的仪表和有关的装
22、置。g)直吹式制粉系统的每台磨煤机应有计量其供煤量的装置,以控制其总燃料量与总风量之比。对储仓式制粉系统,应确保给粉量的可控性。h)应提供有控制空气煤粉混合物温度的手段,及足够输送煤粉的一次风量。3.2.7点火器和启动油(气)枪点火器和启动油(气)枪的要求是:a)设计时应根据燃料着火特性和运行方式的要求,确定采用一类或二类点火器。并可在实际的运行试验中予以验证或修改,如原设计为一类点火器,而实际试验证明只能为二类,即应改定为二类,并按试验得出的条件进行点火。当煤种变换而着火特性有改变时,应重新进行上述试验,确定新的点火条件及其功能。b)点火器除点火功能外,在煤质比正常运行的规定值差而影响到锅炉
23、低负荷燃烧稳定性时,点火器应有助燃功能。如在直吹式制粉系统中,给煤机工作不正常,储仓式制粉系统中给粉机供粉不良,已影响到有关主燃烧器着火时,点火器应投入助燃。c)点火器应固定安装并可伸缩,并便于维护。所有点火器油(气)系统的安全关断阀应尽可能靠近点火器安装,使此阀与点火器之间管道内的存油最少,因为在点火器运行时,无论由于什么原因使此阀紧急关闭,其管道内过多的存油可能由于重力的作用而漏入炉膛,出现不安全因素。d)根据煤质和设备特性,为了满足锅炉启动时暖炉及升负荷的需要,还可设置一定数量的启动油(气)燃烧器,必要时应配置相应的点火器。3.2.8炉膛压力检测炉膛压力检测的要求是:a)炉膛压力测点见图
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