浅谈火力发电厂电雷管爆破除焦作业运用及控制杨润生

浅谈火力发电厂电雷管爆破除焦作业运用及控制杨润生

杨润生

（福建省鸿山热电有限责任公司福建泉州362700）

摘要：燃煤电厂受煤炭及燃烧影响，加之排渣系统工作异常，容易产生结焦结渣现象，严重结焦结渣将对锅炉的安全稳定运行及经济性和可靠性产生极大影响。本文着重对已在火力发电厂运用的电雷管爆破除焦方式进行分析，分享该技术在实际中的运用及技术参考。

关键词：结焦结渣；控制爆破；位置选择；安全作业

0.引言

火力发电厂锅炉整体设计呈封闭型，当出现与设计煤种严重偏差及燃烧调整不力等情况，极易出现燃料不充分或燃料生成物黏合现象，这种结焦结渣现象往往对受热面传热恶化、高温腐蚀等情况，严重威胁锅炉安全、可靠、经济、稳定运行。而结焦结渣的处置技术受炉型及空间限制，且捅焦作业威胁较大，目前在运行中除焦除渣作业方式采用电雷管爆破技术已是最高效、迅速的方法。

在煤炭供应方面，出现与设计煤种偏差大、高含硫、低灰熔点的情况激增，如此导致生成焦、渣的可能性进一步增大。电雷管爆破除焦方式是今年来逐步运用在火力发电厂锅炉的重要方式，利用定向爆破冲击将板结成块或板结连接的焦、渣击松的方式。受炉内温度高、打孔风险高、作业机具难控制等因素限制，且孔内爆破无法精准控制药量，极易造成受热面损坏，所以未对该方式进行阐述。

1.实例分析情况简介

福建某火力发电厂，锅炉是由哈尔滨锅炉厂有限责任公司引进三井巴布科克能源公司技术生产的超临界参数变压运行直流锅炉，单炉膛、一次再热、平衡通风、露天布置、固态排渣、全钢构架、全悬吊结构Π型锅炉，型号为：HG-1962/25.4-YM3。锅炉微负压运行，固态排渣，排渣系统采用风冷式钢带输渣机除渣。

2017年9月，该火电厂#2锅炉由于煤质及燃烧调整问题，在排渣口附近出现结焦结渣现场，情况较为严重，且由于渣量大导致干渣机过载跳闸，最终发展成为排渣井焦、渣黏合板结成块，受炉膛内部温度及燃烧因素影响，该处板结焦、渣厚度及软硬程度未知。结焦结渣位置符合炉膛结焦常见部位分布图（图1），由于发展态势呈持续态势，该机组已降出力运行，并且利用人工协助除渣，效果不佳。如不及时处理，将严重影响机组安全、经济、可靠稳定运行，采用电雷管爆破作业方式除焦除渣。

2.爆破方案设计及现场管控

2.1爆破除焦作业难点

2.1.1通过对现场勘查，爆破焦结物均在炉膛内，无法采用钻眼作业。爆破不能采用大药量，否则会影响锅炉炉壁的强度，造成水冷壁管的损坏；

2.1.2结焦物是一种金属与熔渣的凝聚物，硬度较高、韧性较大，而且大多只有一个自由面，爆破条件较差。若是在不停炉的情况下，高温凝结物内温度过高，如果不对爆破材料采取隔热降温处理，就会发生自爆或早爆。不停炉时的爆破必须采取一定的隔热降温措施来保证爆破安全；

2.1.3结焦物出现的位置不固定，形状特征不能确定；

2.1.4爆破作业的重复性较多，作业延续时间将较长；

2.1.5爆破施工现场条件极其复杂，带电设备、杂散电流、射频电流较多，可能影响起爆信号；

2.1.6本次作业炸药包的固定难度较大，如固定不当易造成药包脱落，可能对水冷壁、锅炉和设备造成损坏。

2.2方案的制定及管控措施

由于采用不停炉处理，爆破过程中药包必须在高温环境中，故采用防火石棉包裹药包及引线，防止药包高温环境下提前爆破。同时，现场由于焦、渣厚度及软硬程度复杂，必须由爆破作业现场负责人和有经验的爆破员根据经验来确定选择相应的爆破点。爆破步骤确定为自下而上作业，首先利用人工对排渣口上的蓬焦和夹焦处理，清理出药包及导杆的进出位置，在完成排渣口清理后进一步对壁面上焦块分析，找到最佳受力位置，使药包紧贴结焦体表面后固定导杆，逐步爆破。

2.3器材的准备

根据《中华人民共和国民用爆炸物品安全管理条例》、《爆破安全规程》要求，以及现场实际需求，器材选用如下：

炸药：选用2#岩石粉状乳化炸药卷（<32mm@0.15kg）

雷管：选用普通瞬发电雷管，爆破作业前需先测现场周围杂散电流，超过30mA时禁止使用，而改用抗杂散电流高压击发电雷管。

起爆器：用脉冲100型防爆起爆器。

其他：杂散电流测试仪、电雷管测试仪、绝缘胶布、石棉布、细铁丝（<14）、长竹竿若干等。

2.3.1药量控制

当结焦厚度大于1.5m时，药量Q计算：

Q=0.8W

式中：W为最小抵抗线。

根据作业队伍近两年对电厂锅炉结焦爆破施工的经验是每次只确定一个药包起爆，然后根据爆破后结焦的形状、厚度等情况再确定下一个药包的位置和药量。

装药位置的确定和药量选取如表1所示。其中当结焦位置在炉壁时，药包距离内壁0.2m。

表1装药位置确定与药量选取

2.3.2药包的制作

根据结焦的形状、厚度及位置等情况确定药包的位置和药量后，首先对一根药卷安装电雷管，电雷管置于药卷中间位置，四周放其他药卷，用扎带绑紧（2~3条），然后用耐高温的石棉布包裹（一般3层）。包裹时注意将雷管脚线分开包裹在内，两根脚线留约5cm以便与母线相连。用电雷管测试仪检测药包的导通性，不导通的要检查原因重新包裹。

将导通正常的药包用细铁丝捆扎竹竿前端，竹竿长度需满足投放和固定要求，将套有耐火线的母线与雷管脚线相接，母线在竹竿上分别用胶布固定，两个接头用绝缘胶带包扎以保证可靠绝缘。

固定好药包后，再次用电雷管测试仪检测药包的导通性，导通正常时再用耐高温石棉布包裹2层，包裹时注意将雷管线和母线全包裹在内，从药包位置顺竹竿包裹2m左右。制作好的药包，如图2所示。

2.3.3起爆前技术措施

需再次用电雷管测试仪检测药包的导通性；将药包浸水以增加隔热效果，条件许可的情况下可以用黄泥包裹；与药包连接的起爆母线需进行隔热和阻燃处理，要使用耐高温和阻燃的石棉布包裹在起爆母线外面，要超出炉膛范围1m左右。

图2药包结构示意图

2.3.4起爆操作

药包加工制作好后，由现场爆破负责人和专业爆破员再次观察和核实药包的投放位置和固定方式，确认警戒工作到位后，由爆破员按要求投放药包，同时起爆站负责起爆的爆破员做好准备，当爆破员投放好药包迅速撤至起爆站后，立即连接起爆器充电起爆。

2.4作业安全管控措施

爆破安全验算及爆破器材的管控必须符合《爆破安全规程》、《中华人民共和国民用爆炸物品管理条例》。

作业方案形成后，相关部门及人员，对#2锅炉0M至35.5M层各点进行消防部署及警戒布置，设置四个疏散通道，两级警戒区域（图3），现场隔离警戒与应急消防处置由专人负责，限定了作业期间进入人员范围和停留许可条件，消防、护卫各出动一个加强班进行监护应急。同时在进入二级警戒区域设置专人看管登记，要求交出手机、火种，爆炸物及雷管由爆破队伍专职保管员负责保管，监理人员对作业及爆炸物在警戒区域内管控。

图3警戒区域及应急、监护力量分布

2.5机组运维管控措施

2.5.1机组运行措施

2.5.1.1#2机组负荷尽量控制在400MW以下，防止负荷过高造成受热面结大渣和冷灰斗积渣快速增加；

2.5.1.2定期结合机组调峰进行一次较大幅度的负荷升降（幅度150MW左右），使锅炉结渣及时脱落，防止掉大渣。注意控制负荷和壁温升降速率；

2.5.1.3爆破期间机组保持50%-70%负荷，保持负荷稳定，投入A/D层等离子点火器，结合煤种、运行方式的调整，确保锅炉燃烧稳定；

2.5.1.4爆破期间锅炉不得吹灰，吹灰期间不得进行爆破工作；

2.5.1.5值长指派专人负责炉膛负压和引风机的调整，引风机保持自动方式；

2.5.1.6做好就地与集控的联系，爆破前必须通知集控运行人员，征得值长同意后，方可实施爆破操作；

2.5.1.7必要时降低锅炉负荷，从FL+17M观察整体积渣情况。

2.5.2现场维护措施

2.5.2.1加强对冷灰斗积渣、水冷壁变形、钢结构变形情况的检查，发现问题及时汇报。及时清理渣井中无法挤碎的大渣块，防止渣井堵渣；

2.5.2.2渣井、除渣孔、观察孔等处用硬围栏隔离，并设置安全警示标志，防止无关人员靠近；

2.5.2.3对临时除渣孔盖板进行加固，人孔门要锁好，防止大渣块脱落或积灰滑坡造成灰渣冲出烫伤人员和设备；

2.5.2.4人工清渣时，点检人员必须在场监护、指挥。清渣时要穿戴好防护用具，人员尽量站在清渣孔的侧面，防止烫伤。正确使用工器具，注意防止机械伤害，保持正确的工作位置和姿势，系好安全带，防止高空坠落和人员坠入渣井；

2.5.2.5在处理堵渣过程中应时刻关注炉膛掉渣、负压波动等情况，如遇紧急情况，应立即停止作业并撤离至安全地带。

3.爆破效果确认

该电厂从2017年9月历经半个多月的作业，成功的运用电雷管爆破除焦除渣作业，安全有效的保证了该锅炉正常运行。同时为接下来防止出现大量焦、渣板结情况实践了一条道路。

4.结束语

电雷管爆破技术在锅炉除焦、除渣工作中成功应用，证明了该项技术的应用具有较高的可行性，也为同行业内出现的类似问题提供了一些可参考借鉴的经验。例如药量控制中的逐步试爆方法，以及自下而上的步骤方式，探索实践了斜道导渣的实例。

参考文献：

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