火力发电厂与变电站设计防火标准 GB50229-2019
6.2 锅炉煤粉系统
6.2.1 原煤仓的设计应符合下列规定：
1 原煤仓内表面应平整、光滑、耐磨和不积煤，几何形状和结构应使煤能够顺畅自流；原煤仓的顶部应消除死角空间，其上部应设置排气装置；原煤仓应采用不燃材料制作；
2 圆筒形原煤斗出口段截面收缩率不应小于0.7，下口直径不宜小于600mm，原煤斗出口段壁面与水平面的交角不应小于60°，对于循环流化床锅炉不应小于70°；非圆筒形结构的原煤斗，其相邻两壁交线与水平面交角不应小于55°，壁面与水平面的交角不应小于60°；对于黏性大、高挥发分或易燃的烟煤和褐煤，相邻两壁交线与水平面交角不应小于65°，壁面与水平面的交角不应小于70°；循环流化床锅炉的非圆筒形结构的原煤斗，相邻两壁交线与水平面交角不应小于70°；相邻两壁交角的内侧应成圆弧形，圆弧的半径不应小于200mm；
3 在严寒地区靠近厂房外墙或外露的原煤仓，应采取防冻保温措施。
6.2.2 煤粉仓的设计应符合下列规定：
1 煤粉仓内表面应平整、光滑、耐磨和不积粉，几何形状和结构应使煤粉能够顺畅自流；煤粉仓的顶部应消除死角空间；煤粉仓应采用不燃材料制作；
2 煤粉仓应封闭严密，任何开孔必须有可靠的密封结构，不应使用敞开式煤粉仓；煤粉仓的进粉和出粉装置必须具有锁气功能；
3 金属煤粉仓的壁面与水平面的交角不应小于65°，相邻两壁间交线与水平面交角不应小于60°，相邻两壁交角的内侧应成圆弧形，圆弧的半径不应小于200mm；
4 应在煤粉仓的上部设置惰性介质引入管的固定接口；
5 煤粉仓应防止受热和受潮，对金属煤粉仓外壁应采取保温措施，在严寒地区靠近厂房外墙或外露的煤粉仓，应采取防冻保温措施；
6 煤粉仓及其顶盖应具有整体坚固性和严密性；煤粉仓上设置防爆门时，煤粉仓应按最大爆炸压力不小于40kPa和30kPa负压设计；
7 煤粉仓应设置测量煤粉温度、粉位和吸潮、放粉等设施；
8 除无烟煤以外的煤粉仓应有防爆设施。
6.2.3 在任何锅炉负荷下，送粉系统管道的布置应符合下列规定：
1 送粉管道满足下列流速条件时允许水平布置，否则与水平面的夹角不应小于45°：
1)热风送粉系统：从一次风箱到燃烧器和从排粉机到乏气燃烧器之间的送粉管道，流速不小于25m/s；
2)干燥剂送粉系统：从排粉机到燃烧器的送粉管道，流速不小于18m/s；
3)直吹式制粉系统：从磨煤机到燃烧器的送粉管道，流速不小于18m/s。
2 除必须用法兰与设备和部件连接外，煤粉系统的管道应采用焊接连接。
6.2.4 煤粉系统的设备保温材料、管道保温材料及在煤仓间穿过的汽、水、油管道保温材料均应采用不燃烧材料。
6.2.5 磨制高挥发分煤种的制粉系统不宜设置系统之间的输送煤粉机械；必须设置系统之间的输粉机械时应布置输粉机械的温度测点、吸潮装置。
6.2.6 锅炉及制粉系统的维护平台和扶梯踏步应采用格栅板平台。位于煤粉系统、炉膛及烟道处的防爆门排出口之上及油喷嘴之下的维护平台应采用花纹钢板制作。
6.2.7 煤粉系统的防爆门设置应符合下列规定：
1 煤粉系统设备和其他部件按小于最大爆炸压力设计时，应设置防爆门；
2 磨制无烟煤的煤粉系统以及在惰性气氛下运行的煤粉系统，可不设置防爆门；
3 防爆门动作时喷出的气流，不应危及附近的电缆、油气管道和经常有人通行的部位；
4 防爆门引出管爆炸喷出物的周围不应有可燃材料；
5 煤粉仓防爆门的引出管应引至室外。
6.2.8 磨煤机出口的气粉混合物温度，应不大于表6.2.8的规定。
1 原煤仓内表面应平整、光滑、耐磨和不积煤，几何形状和结构应使煤能够顺畅自流；原煤仓的顶部应消除死角空间，其上部应设置排气装置；原煤仓应采用不燃材料制作；
2 圆筒形原煤斗出口段截面收缩率不应小于0.7，下口直径不宜小于600mm，原煤斗出口段壁面与水平面的交角不应小于60°，对于循环流化床锅炉不应小于70°；非圆筒形结构的原煤斗，其相邻两壁交线与水平面交角不应小于55°，壁面与水平面的交角不应小于60°；对于黏性大、高挥发分或易燃的烟煤和褐煤，相邻两壁交线与水平面交角不应小于65°，壁面与水平面的交角不应小于70°；循环流化床锅炉的非圆筒形结构的原煤斗，相邻两壁交线与水平面交角不应小于70°；相邻两壁交角的内侧应成圆弧形，圆弧的半径不应小于200mm；
3 在严寒地区靠近厂房外墙或外露的原煤仓，应采取防冻保温措施。
6.2.2 煤粉仓的设计应符合下列规定：
1 煤粉仓内表面应平整、光滑、耐磨和不积粉，几何形状和结构应使煤粉能够顺畅自流；煤粉仓的顶部应消除死角空间；煤粉仓应采用不燃材料制作；
2 煤粉仓应封闭严密，任何开孔必须有可靠的密封结构，不应使用敞开式煤粉仓；煤粉仓的进粉和出粉装置必须具有锁气功能；
3 金属煤粉仓的壁面与水平面的交角不应小于65°，相邻两壁间交线与水平面交角不应小于60°，相邻两壁交角的内侧应成圆弧形，圆弧的半径不应小于200mm；
4 应在煤粉仓的上部设置惰性介质引入管的固定接口；
5 煤粉仓应防止受热和受潮，对金属煤粉仓外壁应采取保温措施，在严寒地区靠近厂房外墙或外露的煤粉仓，应采取防冻保温措施；
6 煤粉仓及其顶盖应具有整体坚固性和严密性；煤粉仓上设置防爆门时，煤粉仓应按最大爆炸压力不小于40kPa和30kPa负压设计；
7 煤粉仓应设置测量煤粉温度、粉位和吸潮、放粉等设施；
8 除无烟煤以外的煤粉仓应有防爆设施。
6.2.3 在任何锅炉负荷下，送粉系统管道的布置应符合下列规定：
1 送粉管道满足下列流速条件时允许水平布置，否则与水平面的夹角不应小于45°：
1)热风送粉系统：从一次风箱到燃烧器和从排粉机到乏气燃烧器之间的送粉管道，流速不小于25m/s；
2)干燥剂送粉系统：从排粉机到燃烧器的送粉管道，流速不小于18m/s；
3)直吹式制粉系统：从磨煤机到燃烧器的送粉管道，流速不小于18m/s。
2 除必须用法兰与设备和部件连接外，煤粉系统的管道应采用焊接连接。
6.2.4 煤粉系统的设备保温材料、管道保温材料及在煤仓间穿过的汽、水、油管道保温材料均应采用不燃烧材料。
6.2.5 磨制高挥发分煤种的制粉系统不宜设置系统之间的输送煤粉机械；必须设置系统之间的输粉机械时应布置输粉机械的温度测点、吸潮装置。
6.2.6 锅炉及制粉系统的维护平台和扶梯踏步应采用格栅板平台。位于煤粉系统、炉膛及烟道处的防爆门排出口之上及油喷嘴之下的维护平台应采用花纹钢板制作。
6.2.7 煤粉系统的防爆门设置应符合下列规定：
1 煤粉系统设备和其他部件按小于最大爆炸压力设计时，应设置防爆门；
2 磨制无烟煤的煤粉系统以及在惰性气氛下运行的煤粉系统，可不设置防爆门；
3 防爆门动作时喷出的气流，不应危及附近的电缆、油气管道和经常有人通行的部位；
4 防爆门引出管爆炸喷出物的周围不应有可燃材料；
5 煤粉仓防爆门的引出管应引至室外。
6.2.8 磨煤机出口的气粉混合物温度，应不大于表6.2.8的规定。
注：tм₂指磨煤机出口气粉混合物温度。
6.2.9 磨制混合品种燃料时，磨煤机出口的气粉混合物的温度，应按其中最易爆的煤种确定。
6.2.10 采用热风送粉时，对干燥无灰基挥发分15%及以上的烟煤及贫煤，热风温度的确定应使燃烧器前的气粉混合物的温度不超过160℃；对无烟煤和干燥无灰基挥发分15%以下的烟煤及贫煤，其热风温度可不受限制。
6.2.11 当制粉系统设置有中间煤粉储仓时，宜设置该系统停止运行后的放粉系统。
6.2.12 对爆炸感度高(挥发分高)和自燃倾向性高的烟煤和褐煤，采用中速磨煤机或双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统时，宜设置一氧化碳监测装置和磨煤机(分离器)后介质温度变化梯度测量装置。
6.2.9 磨制混合品种燃料时，磨煤机出口的气粉混合物的温度，应按其中最易爆的煤种确定。
6.2.10 采用热风送粉时，对干燥无灰基挥发分15%及以上的烟煤及贫煤，热风温度的确定应使燃烧器前的气粉混合物的温度不超过160℃；对无烟煤和干燥无灰基挥发分15%以下的烟煤及贫煤，其热风温度可不受限制。
6.2.11 当制粉系统设置有中间煤粉储仓时，宜设置该系统停止运行后的放粉系统。
6.2.12 对爆炸感度高(挥发分高)和自燃倾向性高的烟煤和褐煤，采用中速磨煤机或双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统时，宜设置一氧化碳监测装置和磨煤机(分离器)后介质温度变化梯度测量装置。
条文说明
6.2.1 本条为对原煤仓的要求。本次修改主要根据现行国家标准《大中型火力发电厂设计规范》GB 50660-2011增加循环流化床锅炉的原煤仓的要求，并根据现行行业标准《火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术规程》DL/T 5203—2005增加了对原煤仓的材料及结构的要求。
本条对原煤仓设计提出要求主要目的是为避免由于设计的不合理致使运行中发生堵煤而引起爆炸起火。向磨煤机内不间断而可控制地供煤，是减少煤粉系统着火和爆炸的重要揹施。
现行电力行业标准《火力发电厂供暖通风与空气调节设计技术规程》DL/T 5035-2004“附录L.名词解释”对严寒地区进行了定义，严寒地区是指累年最冷月平均温度(冬季通风室外计算温度)不高于-10℃的地区。
本条对原煤仓设计提出要求主要目的是为避免由于设计的不合理致使运行中发生堵煤而引起爆炸起火。向磨煤机内不间断而可控制地供煤，是减少煤粉系统着火和爆炸的重要揹施。
现行电力行业标准《火力发电厂供暖通风与空气调节设计技术规程》DL/T 5035-2004“附录L.名词解释”对严寒地区进行了定义，严寒地区是指累年最冷月平均温度(冬季通风室外计算温度)不高于-10℃的地区。
6.2.2 本条为对煤粉仓的要求。
本次修改根据现行行业标准《火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术规程》DL/T 5203—2005增加了煤粉仓的材料、结构及防爆措施的相关内容。
本条对煤粉仓设计提出要求主要目的是为避免由于设计的不合理致使运行中发生积粉而引起爆炸起火。
煤粉仓按减低后的最大爆炸压力不小于40kPa设计，主要依据：
(1) 苏联在1990年版《防爆规程》已经将防爆设计压力提高到40kPa；
(2) 如果按照美国、德国等标准计算防爆门，防爆门面积将很大，并且仍会出现局部爆炸问题；
(3)《火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术规程》DL/T 5203-2005明确规定“煤粉仓装设防爆门时，煤粉仓按减低后的最大爆炸压力不小于40kPa设计，防爆门额定动作压力按1kPa~10kPa设计。对煤粉云爆炸烈度指数高的煤种，减低后的最大爆炸压力和防爆门额定动作压力宜通过计算确定”。
由于在爆炸之后随着煤粉仓内温度降低会形成负压，因此煤粉仓的设计除了要考虑爆炸出现的最大正压，还要考虑可能出现的负压。
6.2.3 本条要求煤粉管道的流速应不小于输送煤粉所要求的最低流速，以防止由于沉积煤粉的自燃引起煤粉系统内的爆炸而酿成的火灾。
苏联1990年版《防爆规程》规定：对于直吹式制粉系统，送粉管道水平布置时防沉积的极限流速在锅炉任何负荷下均不应小于18m/s。对于热风送粉系统，该规程规定，在锅炉任何负荷下要求不小于25m/s。对于干燥剂送粉系统，其气粉混合物的温度与直吹式制粉系统取相同的下限流速，即不小于18m/s
6.2.4 本条是强制性条文，必须严格执行。
6.2.5 用于本锅炉或相邻锅炉制粉系统之间转运煤粉的输送机，是非连续运转的机械，在其停运期间，里面剩余的煤粉一般都无法清扫干净，在其输送挥发分较高的粉状燃料时，特别是当其煤粉水分较高时，会有部分煤粉粘附在输送机内的部件上，时间久了会生阴燃，并被带进煤粉仓内。此外，在制粉系统其他设备发生积粉和阴燃的煤粉也会通过转运设备送进粉仓内，这些阴燃的煤粉若在粉仓内遇有高浓度的气粉混合物时，即会发生着火和爆炸，故做此规定。
在1990年第六次修订版的苏联《燃料输送、粉状燃料制备和燃烧设备的防爆规程》中第2.41条规定：“对新设计的制粉系统，在磨制气煤、长焰煤、褐煤时，禁止设置用于制粉系统间煤粉转送的螺旋输粉机”。我国电力部门的多年运行实践也证明，200MW及以上机组的锅炉，当采用易爆煤种时，可不设螺旋输粉机。
6.2.6 一般防爆门的引出管应引至室内安全场所或室外，当受条件限制防爆门排出口在维护平台下时，该维护平台采用花纹钢板制作是为了防止防爆门爆破时排出物伤人或烧坏设备，设计时要保证足够的安全距离。油喷嘴之下的维护平台也采用花纹钢板的目的是防止抽出燃油枪时，油滴到其下方的人员或设备上造成损害。
6.2.7 煤粉系统爆炸而引起的火灾是燃煤电厂运行中常发生且具有很大危害的事故。为防止或限制爆炸性破坏，可以从如下方面采取措施：
(1) 煤粉系统设备、元件的强度按小于最大爆炸压力进行设计的煤粉系统设置防爆门；
(2) 煤粉系统按惰性气氛设计，使其含氧量降到爆炸浓度之下；
(3) 煤粉系统设备、元件的强度按承受最大爆炸压力设计，系统不设置防爆门。
关于防爆门的装设要求及煤粉系统抗爆设计强度计算的标准各国有所差异。苏联较多利用防爆门来降低爆炸对设备和系统的破坏，1990年出版的《燃料输送、粉状燃料制备和燃烧设备的防爆规程》中，对防爆门装设的位置、数量以及面积选择原则等都有详细的规定。而美国、德国则多采用提高设备和部件的设计强度来防止爆炸产生的设备损坏，仅在个别系统的某些设备上才允许装设防爆门。我国现行电力行业标准《火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术规程》DL/T 5203-2005对防爆门的装设及选用等有详细规定。
防爆门上方应注意避开电缆，以免着火。
6.2.8 煤中的挥发分含量是区分煤的类别的主要指标。挥发分对制粉系统爆炸又起着决定因素。当干燥无灰基挥发分Vdaf>19%时，就有可能引起煤粉系统的爆炸。而挥发分的析出与温度有关，温度愈高挥发分愈容易被析出，煤粉着火时间越短，越能引起煤粉混合物的爆炸。为此，本条根据磨煤机所磨制的不同煤种，参考了现行行业标准《火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》DL/T 5145-2002等有关资料，根据电厂实践规定了磨煤机出口气粉混合物的温度值。
6.2.11 为防止制粉系统停用时煤粉仓爆炸，宜设置放粉系统。
6.2.12 根据美国国家防火协会标准《发电厂和高压直流转换站的防火推荐规程》NFPA 850和现行行业标准《火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术规程》DL/T 5203-2005增加本条款。
爆炸感度表示煤粉云着火和爆炸的难易程度，通常与煤的干燥无灰基挥发分关系较大，以煤粉爆炸感度指数作为煤粉爆炸感度分类的主要参数。
某些褐煤和高爆炸感度(髙挥发分)和髙自燃倾向性的烟煤也可能采用中速磨煤机或双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统。这类煤爆炸感度高，一般用空气作干燥剂，很难达到惰性气氛。装设氧化碳监测装置和混合物温度变化梯度测量仪表，可以实时检测出磨煤机后混合物中一氧化碳的含量和温度变换情况。如果一氧化碳值和温度变化梯度同时超过规定值时，说明有爆炸的危险，此时要切断制粉系统，并投入灭火或惰化系统。
本次修改根据现行行业标准《火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术规程》DL/T 5203—2005增加了煤粉仓的材料、结构及防爆措施的相关内容。
本条对煤粉仓设计提出要求主要目的是为避免由于设计的不合理致使运行中发生积粉而引起爆炸起火。
煤粉仓按减低后的最大爆炸压力不小于40kPa设计，主要依据：
(1) 苏联在1990年版《防爆规程》已经将防爆设计压力提高到40kPa；
(2) 如果按照美国、德国等标准计算防爆门，防爆门面积将很大，并且仍会出现局部爆炸问题；
(3)《火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术规程》DL/T 5203-2005明确规定“煤粉仓装设防爆门时，煤粉仓按减低后的最大爆炸压力不小于40kPa设计，防爆门额定动作压力按1kPa~10kPa设计。对煤粉云爆炸烈度指数高的煤种，减低后的最大爆炸压力和防爆门额定动作压力宜通过计算确定”。
由于在爆炸之后随着煤粉仓内温度降低会形成负压，因此煤粉仓的设计除了要考虑爆炸出现的最大正压，还要考虑可能出现的负压。
6.2.3 本条要求煤粉管道的流速应不小于输送煤粉所要求的最低流速，以防止由于沉积煤粉的自燃引起煤粉系统内的爆炸而酿成的火灾。
苏联1990年版《防爆规程》规定：对于直吹式制粉系统，送粉管道水平布置时防沉积的极限流速在锅炉任何负荷下均不应小于18m/s。对于热风送粉系统，该规程规定，在锅炉任何负荷下要求不小于25m/s。对于干燥剂送粉系统，其气粉混合物的温度与直吹式制粉系统取相同的下限流速，即不小于18m/s
6.2.4 本条是强制性条文，必须严格执行。
6.2.5 用于本锅炉或相邻锅炉制粉系统之间转运煤粉的输送机，是非连续运转的机械，在其停运期间，里面剩余的煤粉一般都无法清扫干净，在其输送挥发分较高的粉状燃料时，特别是当其煤粉水分较高时，会有部分煤粉粘附在输送机内的部件上，时间久了会生阴燃，并被带进煤粉仓内。此外，在制粉系统其他设备发生积粉和阴燃的煤粉也会通过转运设备送进粉仓内，这些阴燃的煤粉若在粉仓内遇有高浓度的气粉混合物时，即会发生着火和爆炸，故做此规定。
在1990年第六次修订版的苏联《燃料输送、粉状燃料制备和燃烧设备的防爆规程》中第2.41条规定：“对新设计的制粉系统，在磨制气煤、长焰煤、褐煤时，禁止设置用于制粉系统间煤粉转送的螺旋输粉机”。我国电力部门的多年运行实践也证明，200MW及以上机组的锅炉，当采用易爆煤种时，可不设螺旋输粉机。
6.2.6 一般防爆门的引出管应引至室内安全场所或室外，当受条件限制防爆门排出口在维护平台下时，该维护平台采用花纹钢板制作是为了防止防爆门爆破时排出物伤人或烧坏设备，设计时要保证足够的安全距离。油喷嘴之下的维护平台也采用花纹钢板的目的是防止抽出燃油枪时，油滴到其下方的人员或设备上造成损害。
6.2.7 煤粉系统爆炸而引起的火灾是燃煤电厂运行中常发生且具有很大危害的事故。为防止或限制爆炸性破坏，可以从如下方面采取措施：
(1) 煤粉系统设备、元件的强度按小于最大爆炸压力进行设计的煤粉系统设置防爆门；
(2) 煤粉系统按惰性气氛设计，使其含氧量降到爆炸浓度之下；
(3) 煤粉系统设备、元件的强度按承受最大爆炸压力设计，系统不设置防爆门。
关于防爆门的装设要求及煤粉系统抗爆设计强度计算的标准各国有所差异。苏联较多利用防爆门来降低爆炸对设备和系统的破坏，1990年出版的《燃料输送、粉状燃料制备和燃烧设备的防爆规程》中，对防爆门装设的位置、数量以及面积选择原则等都有详细的规定。而美国、德国则多采用提高设备和部件的设计强度来防止爆炸产生的设备损坏，仅在个别系统的某些设备上才允许装设防爆门。我国现行电力行业标准《火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术规程》DL/T 5203-2005对防爆门的装设及选用等有详细规定。
防爆门上方应注意避开电缆，以免着火。
6.2.8 煤中的挥发分含量是区分煤的类别的主要指标。挥发分对制粉系统爆炸又起着决定因素。当干燥无灰基挥发分Vdaf>19%时，就有可能引起煤粉系统的爆炸。而挥发分的析出与温度有关，温度愈高挥发分愈容易被析出，煤粉着火时间越短，越能引起煤粉混合物的爆炸。为此，本条根据磨煤机所磨制的不同煤种，参考了现行行业标准《火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》DL/T 5145-2002等有关资料，根据电厂实践规定了磨煤机出口气粉混合物的温度值。
6.2.11 为防止制粉系统停用时煤粉仓爆炸，宜设置放粉系统。
6.2.12 根据美国国家防火协会标准《发电厂和高压直流转换站的防火推荐规程》NFPA 850和现行行业标准《火力发电厂煤和制粉系统防爆设计技术规程》DL/T 5203-2005增加本条款。
爆炸感度表示煤粉云着火和爆炸的难易程度，通常与煤的干燥无灰基挥发分关系较大，以煤粉爆炸感度指数作为煤粉爆炸感度分类的主要参数。
某些褐煤和高爆炸感度(髙挥发分)和髙自燃倾向性的烟煤也可能采用中速磨煤机或双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统。这类煤爆炸感度高，一般用空气作干燥剂，很难达到惰性气氛。装设氧化碳监测装置和混合物温度变化梯度测量仪表，可以实时检测出磨煤机后混合物中一氧化碳的含量和温度变换情况。如果一氧化碳值和温度变化梯度同时超过规定值时，说明有爆炸的危险，此时要切断制粉系统，并投入灭火或惰化系统。
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