工業(yè)爐爆炸事故分類及原因分析

任金英

山東省特檢院東營分院，山東東營 257000

1 燃燒爆炸

向已處于危險(xiǎn)狀態(tài)的未燃物及因不完全燃燒產(chǎn)生的可燃性生成物上點(diǎn)火時(shí)，便會(huì)產(chǎn)生燃燒爆炸現(xiàn)象，燃燒爆炸一般發(fā)生在點(diǎn)火時(shí)、燃燒中、再點(diǎn)火時(shí)。對(duì)燃?xì)夂腿加凸I(yè)爐所發(fā)生的爆炸事故的分析結(jié)果表明，燃?xì)夤I(yè)爐在點(diǎn)火時(shí)引起的爆炸約占總數(shù)的2/3，其中有半數(shù)是由于停爐時(shí)燃?xì)庑孤┰斐傻?，其余一半是由于操作人員為了省事在關(guān)閉主燃燒器的閥門時(shí)沒有同時(shí)關(guān)閉主管的安全切斷閥而引起的。燃料爆炸事故中，氣體燃料要占一大半以上。特別需要指出的是，用不完善的點(diǎn)火燒嘴去點(diǎn)燃主燒嘴時(shí)，也容易引起爆炸。燃燒過程中的爆炸約占爆炸事故的一半，其中一半是在燒嘴出現(xiàn)熄火時(shí)產(chǎn)生；其次是由于在空氣不足的情況下燃燒產(chǎn)生的CO、H2 等氣體又和空氣混合成為有爆炸危險(xiǎn)的混合物，點(diǎn)火時(shí)引起的爆炸；其余的爆炸起因就是再次點(diǎn)火，其原因是再次點(diǎn)火前，沒用新鮮的空氣對(duì)爐內(nèi)吹掃一段時(shí)間，將可能存在的可燃?xì)怏w清除。因此爐子非正常滅火后，應(yīng)先關(guān)閉燃?xì)忾y門，用新鮮空氣吹掃后再點(diǎn)火。否則再點(diǎn)火時(shí)容易引起爆炸。燃油或油氣共用的工業(yè)爐在點(diǎn)火時(shí)引起的爆炸約占1/4。其中大部分是因?yàn)閹状吸c(diǎn)火未點(diǎn)著，而沒有用空氣吹掃，再點(diǎn)火時(shí)引起了爆炸。也有許多運(yùn)行中的燃?xì)饣蛴蜌夤灿玫墓I(yè)爐，由于沒有火焰檢測(cè)裝置，火焰脫火后沒有發(fā)現(xiàn)而引起爆炸。

燃?xì)夤I(yè)爐內(nèi)燃燒引起的燃?xì)獗ㄊ鹿剩湓蚝捅壤笾聻椋哼`反燃燒安全操作程序占60%；燃?xì)鈮毫^高或爐內(nèi)負(fù)壓過大，發(fā)生燃燒器脫火占15%～20%；燃?xì)饨?jīng)不嚴(yán)密的切斷裝置漏入，使可燃混合物聚集在爐膛及煙道占10%～15%；由于不完全燃燒，在爐膛和煙道中發(fā)生爆炸占5%～10%。因此，違反操作規(guī)程而發(fā)生的燃?xì)獗ㄊ鹿首疃唷?/p>

2 可燃性保護(hù)氣氛的爆炸

在某些熱處理爐中，由于工藝的需要，需通入特殊的控制氣氛或保護(hù)氣氛，以實(shí)現(xiàn)無氧化加熱、滲碳、氮化處理及銅的釬焊等。這些工業(yè)爐除了供給用于加熱的燃料外，還要向爐內(nèi)供應(yīng)若干種類的可控氣氛。這些可控氣氛中的CO 和H2 當(dāng)與空氣混合達(dá)到爆炸極限濃度內(nèi)時(shí)，遇到明火將引起爆炸事故。 爆炸的危險(xiǎn)性取決于可控氣氛中含有多少可燃性物質(zhì)（CO、H2 有時(shí)還有CH4）可燃?xì)夥罩械目扇汲煞菰诘蜏貢r(shí)預(yù)先與空氣混合達(dá)到一定比例就可能形成爆炸性氣體。在此條件下遇到高于著火溫度的熱源就要爆炸，引發(fā)人身和設(shè)備安全事故。爆炸的形成需要三個(gè)條件同時(shí)存在，即可燃?xì)怏w、空氣和必要的溫度。如果可燃?xì)怏w和高溫同時(shí)存在（在高溫爐膛中的保護(hù)氣體就是處于這種狀態(tài)），但沒有空氣時(shí)是安全的，此時(shí)如滲入空氣出現(xiàn)的不是爆炸而是燃燒。高溫空氣（760℃以上 ） 中加入可燃性保護(hù)氣體時(shí)出現(xiàn)的也是燃燒。特種條件下上述兩種情況可用于安全了向爐內(nèi)通入保護(hù)氣體或放散爐內(nèi)氣體，最危險(xiǎn)的情況是保護(hù)氣體在低溫下混合，在遇到高于著火溫度的火星即可引起爆炸。所以保護(hù)氣體的安全使用中最關(guān)鍵的便是避免保護(hù)氣體與空氣在低溫下混合，以防爆炸發(fā)生，因此保持爐膛正壓，使保護(hù)氣體按規(guī)定狀態(tài)和線路流動(dòng)，是安全生產(chǎn)必不可少的環(huán)節(jié)。

3 溶劑蒸氣引起的爆炸

在工業(yè)爐內(nèi)(多為干燥爐)被加熱物蒸發(fā)出的可燃?xì)怏w，在溫度和濃度達(dá)到爆炸極限內(nèi)時(shí)，引起爆炸。這類工業(yè)爐窯主要有油漆干燥爐、電氣絕緣漆干燥裝置等設(shè)備。按發(fā)生爆炸的難易順序排列為：

1）涂料中浸漬過的鋼板；

2）在絕緣漆中浸漬過的電氣線圈；

3）涂飾的金屬部件；

4）含涂料而吸收性又高的布和紙。

這類事故有一半是因?yàn)檫`反操作規(guī)程引起的，另一半是因?yàn)樵O(shè)備的排氣系統(tǒng)不完善引起的。

4 水蒸汽的爆炸事故

熔煉金屬的熔煉爐和電石熔煉爐等，由于其水冷部件破損或其他原因，水流入爐內(nèi)會(huì)產(chǎn)生激烈的蒸發(fā)而引起爆炸事故?；蛘哂捎谀承┰?，高溫融熔金屬或電石流出爐外與水接觸，引起水的激劇蒸發(fā)引起爆炸。

5 粉煤爆炸

在煤粉的制造、儲(chǔ)存、輸送過程中，煤粉和空氣的混合物在一定的條件下會(huì)發(fā)生爆炸。影響煤粉爆炸的主要原因有以下幾個(gè)方面：

1）煤粉所含揮發(fā)物越高，越容易爆炸；

2）煤粉越細(xì)，與空氣的接觸面越大，爆炸性也就越大；

3）煤粉的爆炸性隨著它在空氣中的濃度增加而變大，但當(dāng)濃度增加到一守限度后，爆炸性又開始減小，煤粉濃度的爆炸范圍為0.3kg/m3～0.6kg/m3；

4）懸浮在含氧量大的氣體介質(zhì)中的煤粉，可爆性大并爆炸力強(qiáng)，在含氧量小于16%的氣體中，煤粉不會(huì)爆炸；

5）煤粉空氣混合物溫度越高，爆炸的可能性越大；

6）煤粉中FeS 含量多時(shí)，煤粉易自燃進(jìn)而發(fā)生爆炸。

6 結(jié)論

工業(yè)爐的爆炸事故可能發(fā)生在使用過程的不同環(huán)節(jié)，由上述單一原因或多種原因組合而導(dǎo)致。只有切實(shí)做好工業(yè)爐的日常維護(hù)和定期檢修，并采用適應(yīng)工業(yè)爐技術(shù)要求的操作規(guī)程，才能有效避免爆炸事故的發(fā)生。

[1]徐兆康.工業(yè)爐設(shè)計(jì)基礎(chǔ).上海：上海交通大學(xué)出版社，2004.

[2]韓昭滄.燃料及燃燒.北京：冶金工業(yè)出版社，1994.

[3]張宏麗.對(duì)高溫空氣燃燒技術(shù)問題的探討.科技資訊，2006.

[4]宋湛蘋，史競.工業(yè)爐的現(xiàn)狀與發(fā)展趨勢(shì).工業(yè)爐，2004.