燃?xì)怆娬惧仩t爐膛爆炸事故的分析及處理

安婭琳，王亢亢

（山東省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院濟(jì)寧分院，山東濟(jì)寧 272000）

0 引言

某單位一臺(tái)使用高爐煤氣做燃料的電站鍋爐發(fā)生了爐膛爆炸事故，該鍋爐設(shè)計(jì)蒸發(fā)量為35 t/h，設(shè)計(jì)壓力為3.82 Mpa，設(shè)計(jì)溫度450；鍋爐結(jié)構(gòu)型式為雙鍋筒橫置式水管鍋爐，燃燒室結(jié)構(gòu)為膜式壁，燃燒器布置在前墻中下部；后墻后面上下鍋筒之間布置有對(duì)流管束。

1 鍋爐檢驗(yàn)情況

現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)：燃燒室的兩側(cè)墻膜式壁嚴(yán)重變形，中部外凸約300 mm；側(cè)墻水冷壁前后角部與集箱的連接處發(fā)生撕裂，個(gè)別部位水管撕開(kāi)、斷裂；后墻（上部煙窗為對(duì)流管束入口）呈S 型變形，變形量約100 mm；前部和中部?jī)蓚?cè)的鋼架立柱各有1 根發(fā)生變形，鋼架左燃燒室側(cè)墻膜式壁外凸區(qū)域?qū)?yīng)的橫梁有1個(gè)已和立柱脫開(kāi)（圖1），扶梯也外移了1 m 多；爐膛上部的左側(cè)防爆門(mén)已炸離鍋爐本體；膜式壁外部的輕質(zhì)保溫材料部分脫落；布置在爐膛前墻的燃燒器未發(fā)生損壞，過(guò)熱器、省煤器、空氣預(yù)熱器亦未見(jiàn)損壞。判定爆炸點(diǎn)在爐膛內(nèi)。

2 原因分析

經(jīng)了解，該鍋爐的燃?xì)鉃楦郀t煤氣（其中氫氣含量55%～60%，甲烷含量15%左右），其爆炸極限為5%～35%。該燃?xì)庵泻薪褂停夤艿赖拈y門(mén)使用時(shí)間長(zhǎng)了容易被焦油糊死，影響操作。啟爐前曾對(duì)其進(jìn)行了檢修，檢修后未進(jìn)行氣密檢查；事故發(fā)生后，經(jīng)氣密檢查，符合要求。該燃?xì)庵羞€含有大量水分，為此在管道上設(shè)置了放水點(diǎn)，停爐時(shí)一般是完全關(guān)閉的。正常運(yùn)行時(shí)，燃?xì)庵械乃殖练e在管道中，通過(guò)放水點(diǎn)排掉，燃?xì)庵兴羝^少。由于停爐時(shí)間較長(zhǎng)，且燃?xì)獾墓?yīng)管道在室外，在夏季溫度較高、太陽(yáng)暴曬的情況下，管道中沉積的水份會(huì)變成水蒸汽，導(dǎo)致燃?xì)庵邢鄬?duì)可燃的成分含量減少，容易造成點(diǎn)火困難。

按《鍋規(guī)》要求：在點(diǎn)火程序控制中，點(diǎn)火前的總通風(fēng)量應(yīng)當(dāng)不小于3 倍的從爐膛到煙囪進(jìn)口煙道總?cè)莘e；電站鍋爐的通風(fēng)時(shí)間一般應(yīng)當(dāng)持續(xù)3 min 以上；單位時(shí)間通風(fēng)量一般保持額定負(fù)荷下的總?cè)紵諝饬?，電站鍋爐一般保持額定負(fù)荷下的25%～40%的總?cè)紵諝饬俊?/p>

圖1 爆炸現(xiàn)場(chǎng)

該鍋爐鼓風(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)的風(fēng)量為擋板調(diào)節(jié)，正常運(yùn)行時(shí)，加熱后的熱風(fēng)和燃?xì)舛际峭ㄟ^(guò)布置在前墻中下部的2 個(gè)燃燒器一起送入爐內(nèi)進(jìn)行燃燒。本次點(diǎn)火時(shí)，風(fēng)擋板開(kāi)度較小，由于燃燒室空間較大，當(dāng)風(fēng)量較低時(shí)，就會(huì)出現(xiàn)吹掃不到的死區(qū)，導(dǎo)致?tīng)t內(nèi)燃?xì)鈿埩?，如果剛好在濃度爆炸極限內(nèi)，再次點(diǎn)火，就會(huì)發(fā)生爆炸事故。

經(jīng)了解，該鍋爐在啟動(dòng)時(shí)，前2 次點(diǎn)火失敗后，對(duì)點(diǎn)火油槍進(jìn)行了檢查，未發(fā)現(xiàn)異常，又進(jìn)行了第3 次點(diǎn)火，瞬間發(fā)生爆炸。由于該鍋爐在設(shè)計(jì)時(shí)，前墻膜式壁采用了605 的水管，兩側(cè)墻及后墻模式壁采用了604 的水管，由于前墻強(qiáng)度較高，所以爆炸后，兩側(cè)墻和后墻均變形嚴(yán)重，前墻基本沒(méi)有變形，降低了事故的危害，在前墻前部區(qū)域的人員沒(méi)有受到傷害。

通過(guò)上述分析，認(rèn)為該鍋爐由于停爐時(shí)間較長(zhǎng)，室外的燃?xì)夤┙o管道由于高溫和暴曬，導(dǎo)致管道內(nèi)水分蒸發(fā)，降低了燃?xì)饪扇汲煞值暮?，造成點(diǎn)火困難，導(dǎo)致前2 次點(diǎn)火失敗，同時(shí)鼓風(fēng)機(jī)擋板開(kāi)度較小，使得吹掃不徹底。在檢查后，進(jìn)行第3 次點(diǎn)火時(shí)，殘余的燃?xì)庹迷诒O限范圍內(nèi)，引起爆燃，發(fā)生了這起爆炸事故。

3 事故處理

對(duì)變形的膜式壁、鋼架立柱采用機(jī)械方法進(jìn)行校正，將變形量控制在合理范圍內(nèi)，對(duì)未斷裂的管子與集箱的焊口進(jìn)行抽查，通過(guò)表面探傷檢查是否有裂紋，然后對(duì)斷裂的管子和表面探傷不合格的焊口進(jìn)行維修，然后進(jìn)行水壓試驗(yàn)，如果發(fā)現(xiàn)泄漏點(diǎn)，應(yīng)對(duì)泄漏處進(jìn)行修理。水壓試驗(yàn)合格后，修復(fù)保溫和扶梯。

4 改進(jìn)建議

4.1 加強(qiáng)管理

此次事故的發(fā)生與司爐人員操作不規(guī)范有直接關(guān)系，如果操作人員按照要求調(diào)節(jié)擋板開(kāi)度進(jìn)行吹掃，前2 次點(diǎn)火不成功后，核實(shí)風(fēng)機(jī)風(fēng)量、爐內(nèi)燃?xì)馇闆r（可以用便攜式燃?xì)鈭?bào)警器從兩側(cè)看火門(mén)進(jìn)行檢測(cè)），全面分析點(diǎn)火失敗的原因，就不會(huì)發(fā)生這起事故。因此，企業(yè)要加強(qiáng)管理，嚴(yán)格操作制度。。

4.2 改進(jìn)技術(shù)

針對(duì)該鍋爐燃?xì)獗ǖ那闆r，應(yīng)通過(guò)技術(shù)改進(jìn)提高設(shè)備的安全性。

（1）將鼓風(fēng)機(jī)的擋板開(kāi)度和吹掃進(jìn)行聯(lián)鎖。吹掃時(shí)，如果風(fēng)機(jī)的開(kāi)度（對(duì)變頻風(fēng)機(jī)可以設(shè)置成滿(mǎn)足吹掃風(fēng)量的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)）低于某一值時(shí)，則不能進(jìn)入吹掃程序；或者執(zhí)行吹掃時(shí)，執(zhí)行程序自動(dòng)控制風(fēng)機(jī)的開(kāi)度（對(duì)變頻風(fēng)機(jī)可以設(shè)置成滿(mǎn)足吹掃風(fēng)量的風(fēng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)）達(dá)到要求后，開(kāi)始吹掃程序，將爐膛內(nèi)的殘余燃?xì)鈴氐状祾吒蓛簟?/p>

（2）增加點(diǎn)火時(shí)的燃?xì)獗O(jiān)控。在爐膛容易形成死角的地方開(kāi)孔，進(jìn)行燃?xì)獗O(jiān)控。可以采用人工測(cè)量的方式，也可以將監(jiān)控探頭設(shè)計(jì)成可伸縮的結(jié)構(gòu)，即監(jiān)測(cè)點(diǎn)燃?xì)鉂舛仍诎踩秶鷥?nèi)，符合點(diǎn)火要求時(shí)，探頭自動(dòng)退出，再開(kāi)始進(jìn)行點(diǎn)火程序。

（3）解決燃?xì)鈳膯?wèn)題。當(dāng)停爐時(shí)間較長(zhǎng)時(shí)，建議將管道內(nèi)的燃?xì)庀劝踩胤派⒌?，根?jù)測(cè)量或放散時(shí)間，當(dāng)燃?xì)庵锌扇汲煞譂舛龋ɑ蛩羝麧舛龋┓弦髸r(shí)，關(guān)閉放散，進(jìn)入點(diǎn)火程序。也可以增加燃?xì)饷撍b置，采用脫水后的燃?xì)庾鳛槿剂希粌H能提高熱值，也能提高鍋爐效率。