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最全的锅炉事故原因分析及预防措施!

锅炉是在高温高压的不利工作条件下运行的,操作不当或设备存在缺陷都可能造成超压或过热而发生爆破或爆炸事故。锅炉的部件较多,体积较大,有汽、水、风、烟等复杂系统,如运行管理不善,则燃烧、附件及管道阀门等都随时可能发生故障,而被迫停上运行。
锅炉的爆破爆炸事故,常常是造成设备、厂房毁坏和人身伤亡的灾难性事故。锅炉机组停止运行,使蒸汽动力突然切断,则会造成停产停工的恶果。这些事故的发生,都会给国民经济和人民生命安全带来巨大损失。所以,防止锅炉事故的发生,有着十分重要的意义。
一、 事故分类
  锅炉事故按事故的严重程度可分为:锅炉爆炸事故、重大事故与一般事故。
  锅炉爆炸事故是锅炉运行中,锅筒、集箱等部件损坏,并有较大的泄压突破口而在瞬间将工作压力降至大气压力的一种事故。这种事故炸爆威力大,造成的损失很大。
  重大事故是运行中发生爆破、爆管、严重变形、炉膛塌陷、炉墙倒墙、钢架烧红等而被迫停炉大修的各类事故。
  一般事故则是运行中发生故障而被迫停炉,但又能很快恢复运行的事故。
  锅炉事故如按事故发生的部位来分类,则有锅筒等水容量较大的受压部件突然开裂的爆炸事故,炉管爆破事故,省煤器事故,过热器事故,管道、烟道、炉墙事故;安全附件、给水设备、燃烧设备等部位的事故。
  锅炉事故如按事故的发生原因分类,则有水位监督不慎造成的缺水、满水事故,水质管理不好引起的事故,设计、制造或安装、检修不良引起的事故,维护保养不当,而由腐蚀、积结污垢灰焦而引起的事故,燃烧控制不好引起的事故。
二、常见锅炉事故
  近年来,锅炉爆炸事故时有发生,缺水事故最为常见,而且危害较大。再有就是因水质管理不善而造成的炉管等受热面过热烧损事故。在叙述常见锅炉事故时,除了锅炉爆炸事故和缺水、满水、汽水共腾事故以外,其它事故均以事故发生的部位来分别叙述。
01锅炉爆炸事故
  锅炉爆炸发生是由于锅筒(汽水锅筒或水锅筒)破裂,锅筒内储存着几吨、甚至几十吨有压力的饱和水及汽瞬时释放巨大能量的过程。
  锅炉爆炸所产生的灾害主要有两方面:一是锅筒内水和汽的膨胀所释放的能量;二是锅内的高压蒸汽以及部分饱和水迅速蒸发而产生大量蒸汽几四围扩散所引起的灾害。
锅炉爆炸的主要原因
  (1) 在锅炉较长时间缺水,钢板被灼红、机械强度急骤降低的情况下,司炉人员违反操作规程,向炉内进水,引起爆炸;(2) 铆接锅炉,锅壳或锅筒长期漏泄,且炉水碱度较高,造成铆缝或胀口处钢板苛性脆化,以致造成爆炸事故;(3) 严重超压造成爆炸;
  (4) 因安全附件失灵、结构设计不合理、材质发生衰老等原因,造成锅炉爆炸。
预防措施
  (1) 要特别注意水容量较大的锅筒的锅壳、封头或管板、炉胆等主要受压部件的材料、强度,联接型式、焊接与冷加工组装等在设计和制造上是否符合有关规定和标准。火管锅炉由于锅筒直径较大以及锅筒内受压部件较多,联接型式较复杂等情况,因此更要注意这个问题。
  (2) 检验与修理锅炉时,对锅筒的苛性脆化、严重腐蚀与变形以及起槽裂纹,要高度警惕,检查要周到细致,修理则必须保证质量,防止因强度不足或裂纹扩展而突然撕裂。
  (3) 司炉人员必须切记:发生严重缺水事故时,一定不能再进水,以免锅筒钢板在过热烧红的情况下,遇水突然冷缩而脆裂。
  (4) 锅炉的安全附件,特别是安全阀,必须经常保持灵敏、准确、可靠。多数小锅炉爆炸事故都有一个共同的重要原因,就是没有装置安全阀或安全阀失灵而造成超压。如安全阀正常,控制在较低的压力下运行,爆炸事故是完全可以避免的。
  (5) 应注意易被忽视的薄弱环节。有很多爆炸事故发生在炊事、洗澡、采暖、热饭用的锅炉,甚至热水锅炉和茶水炉也多有发生。这些锅炉体积小,压力低,又多在生活部门,往往不被注意和重视,很易成为锅炉安全管理的薄弱环节和漏洞,所以,应特别注意。
事故案例:
河南某锅炉公司锅炉炉膛爆炸
某公司一台KG-25/3.8-M型流化床锅炉,在2004年8月2日压火后重新运行时,烟道内突然“砰”的一声发生爆炸,周围浓烟四起,炉砖向炉后四处散落,锅炉严重损坏。事故造成了近十万元的经济损失,所幸未造成人员伤亡。
1事故经过
发生事故的锅炉是河南某锅炉有限公司试制的25吨流化床锅炉。2003年12月,锅炉开始安装,今年7月28日,由施工单位操作人员进行操作,开始锅炉点火试运行,8月2日上午10点由于车间检修,锅炉开始压火,司炉人员在床温850℃时停止给煤,床温再次回落时停止送风,风机档板关到零位。下午7点35分左右起重新起火升压,按正常操作,先启动引风机,引风机启动后,显示炉膛负压为400mm水柱,再启动一次风,少量给煤,炉墙负压显示为200mm水柱,稍后仪表显示床温稍有升高,忽然发现炉膛内出现正压,接着听到锅炉内一声爆响,锅炉烟道内发生爆炸。
现场勘察发现:锅炉受热面未受到明显损坏,锅炉低位过热器炉墙整体倒塌,省煤气炉墙粉碎性破坏,其余炉墙也出现不同程度外张,并产生裂纹,锅炉上锅筒产生少量位移。经分析认为,这是一起典型的烟道爆炸事故。 2事故原因分析
从事故的现象分析,这是一次较为严重的由烟道内可燃物质引发的爆炸事故。从事故的破坏情况分析,爆炸位置是在省煤器附近,由于锅炉投入时间不长,烟道内并未积存太多的未燃尽颗粒,造成爆炸的主要成分应是煤气和挥发分。从操作人员的运行操作看,似乎没有明显的问题,但经过认真的分析,事故的原因主要就是司炉操作人员没有采取正确的操作方式。
(1)、在锅炉压火时没有足够时间地通风,没能吹净炉内存留的可燃气体。事故发生前几天一直下雨,锅炉给煤较湿,锅炉运行时,由于燃料中水分的蒸发,加大了通风量,大大增加了通风负荷。在压火操作时,操作人员按常规进行压火并停止通风,由于通风时间较短,导致大量的可燃气体存留在烟道内,为事故的发生埋下了隐患。
(2)、压火时间较长,启动时没有进行炉膛吹扫。锅炉压火时间已近10小时,炉温已低于500℃以下,在其期间由于风门关毕、氧气不足,产生的大量的挥发份和CO气体,即C+O2—CO,积存在温度较低的烟道内。启动时,操作人员只注意了炉膛负压,没有对锅炉进行足够时间的炉膛吹扫,而且在开始运行时没有打开引风机档板,在锅炉升火过程中,烟道内积存的CO和挥发分遇明火发生爆燃,将省煤气、过热器处的炉墙炸毁,造成锅炉严重事故。
(3)、防爆门设计不合理,也是造成锅炉损坏严重的原因之一。从锅炉损坏情况看,设置防爆门的一侧,炉墙破坏明显轻于其它部分。该锅炉属试制锅炉,锅炉只设计了一个防爆门,尤其是容易造成事故的锅炉尾部受热面,没有设置防爆门,事故造成该锅炉尾部受热面炉墙完全破坏与其防爆门设置不合理也有一定关系。
山西某造纸厂锅炉爆炸
1事故概况及经过
1989年1月20日15时50分,山西省运城地区夏县禹都造纸厂,一台DZG2--0.69型锅炉发生爆炸,锅壳爆破,因锅炉严重缺水,爆破能量较小,形成的冲击波力量较弱,未造成人员伤亡,但锅炉无法修复而报废,造成的经济损失达4万多元。
从事故发生后的现场来看,辐射受热面的锅壳大面积鼓疱变形,鼓疱面积为1100mm×1500mm,鼓疱高度为150mm,锅壳爆破裂缝长度为620mm,裂缝最宽处为32mm,裂口呈45度刀刃状;是典型塑性剪断。绝大多数烟管,因严重缺水过热表面已变成蓝色,左右侧水冷壁管及后部顶棚管色因过热呈蓝色。
1事故原因分析
1、司炉工未认真监视水位、误操作
从事故现场来看,这台锅炉是因司炉工未认真监视水位,严重缺水后长时间过烧造成的。当班司炉在发现锅壳过热严重变形后,没有采取紧急停炉措施,而偷偷上水,造成沿锅壳纵向中心线的右侧锅壳过热处首先与补充水接触的部位撕开。
2、工厂对安全生产不够重视,锅炉房无任何规章制度和安全操作规程,平时未对司炉工进行安全教育。
02缺水事故
锅炉缺水事故是锅炉最常见的事故。严重缺水事故所造成的危害往往是很大的。轻者引起大面积受热面过热变形,胀口渗漏,炉膛顶墙、隔墙塌落损坏,过热蒸汽温度过高损坏汽机等;重者引起爆管,胀管脱落,大量汽水、火焰喷出伤人;最严重的是处理不当而可能造成爆炸事故。严重缺水事故常使锅炉受以极大的损坏,过热变形严重的很难再修得;过热变形稍轻的,从修复到正常使用往往要很长时间,使用单位常因此而停工停产。
缺水事故的现象
  (1) 水位表玻璃板(管)上呈白色;或将铅笔棒形物或斜线板放在水位表后面,透过水位表观察,如看不到折线,而是连续的棒形物或斜线时,则说明水位表内已没有水了;(2) 水位表静止不轻微波动,这种假水位现象,司炉人员未及时发现;(3) 高低警报器和其它低水位报警信号装置发出低水位警报或信号(4) 蒸汽流量大于给水量;
  (5) 过热器蒸汽温度急剧上升;
  (6) 锅炉房内嗅到烧焦味;
  (7) 炉膛顶墙塌陷;
  (8) 锅筒、炉膛、炉管等受热面过热变形;
  (9) 上水时,听到省煤器有异样冲击或省煤器附近烟道突然漏水;(10) 烟囱冒白色水汽烟;
  (11) 发现爆管、胀口脱管。
发生缺水事故时并非上述现象全都出现,一般情况下,只有前三种现象,而无后几种现象,则可能是轻微缺水,但不排除严重除水的可能性;如在前三种现象出现的同时,又出现后面几种现象时,一般即认为是严重缺水事故。 缺水事故的判断和处理
缺水事故有两种,一种是轻微缺水,即水位表虽看不到水位但锅筒内水位尚未降到水连管以下,这时水位表中出现的是一种虚假水位。这可用关闭水位表汽旋塞的办法,使水位表内蒸汽冷凝,形成真空负压而将尚未降到水连管以下的水吸引入水位表内。这种方法通称“叫水”。如叫水操作后,仍不见水位,说明水位至少已低于水连管以下了,很可能更严重,这时,就是发生严重缺水事故了。
如确认是轻微缺水事故,由于受热面尚未“干烧”,则完全可以进水到正常水位。如果原因不清,经上水仍不见水位时,或给水设备有故障时,则应立即停炉。如判断是严重缺水,则应立即紧急停炉,并降负荷,关闭给水阀门。
处理缺水事故最重要的问题是,在未断定是轻微缺水以前和已确认是严重缺水以后,严禁向锅内进水。
发生严重缺水而停炉后,待炉体逐渐冷却,再对炉膛和其它处受热面以及炉墙、钢架等进行详细检查,如由于处理及时,不是十分严重缺水而无大问题时(如仅仅管子轻微变形),应查明和消除事故的致因,并在水压试验合格后投入使用;如过热较严重,引起胀口渗漏、管子严重变形、钢材严重过热烧损时(必要时做金相检查),则须检查合格后,方可使用。
缺水事故的原因及预防
  (1) 水位无人监视或运行人员不注意观察水位。
  (2) 水位表未按要求及时冲洗,汽、水连管堵塞,运行人员又未及时发现假水位或未判断出是假水位。
  (3) 给水自动调节器和水位警报信号装置均失灵;或水源中断、给水设备损坏。
  (4) 排污阀严重渗漏及其它部位严重漏水。
  (5) 排污时误操作:排污时间太长;运行人员未认真监视水位;排污后忘关排污阀。
针对上述原因,预防缺水事故的要点是:
(1) 加强运行人员的教育,增强责任感,提高处理事故的技术水平;(2) 冲洗水位表及排污操作应严格执行岗位责任制和运行操作规程;(3) 给水自动装置及水位报警、信号装置需安排专人每班检查校对和调整维修;要防止过分和完全依赖自动化装置,运行中应加强维护管理;(4) 运行人员应休息好,一般不应执行超过八小时的大倒班制度;(5) 水位表安装位置必须正确,汽、水连管不能倾斜,以便真实反映炉内水位。水位表在运行中应加强维护管理,防止堵塞,出现假水位。
事故案例:
郑州某厂锅炉烧干锅事故 
1事故经过
1988年10月21日3时40分,郑州某厂一台SZW10一1.27型锅炉发生严重烧干锅事故,造成对流管、水冷壁管全部烧坏,上、下锅筒严重脱碳,过渡烟道烧化,空气预热器损坏225根管,这几部分失去使用价值而报废。这次事故的直接损失95000元,间接损失150000元。
10月20日晚,当班司炉工未认真检查水位的情况下,错误地将缺水判为满水而关给水泵。当发现汽压下降,炉膛出现正压现象时,又错误地判断为车间用汽量大而增大了锅炉的给煤量。当发现上锅筒、下锅筒均已烧红,炉顶烧塌,炉膛内听到倒塌声音后才布置停炉。此后虽采取了一系列措施,但锅炉已严重损坏。  2事故原因分析
  (1)、司炉工严重失职,违章操作。
  当班司炉工在未认真观察到水位表的水位情况下,又没有采取叫水措施就认为是满水(分析认为已经缺水)而关闭了给水泵,加剧了锅炉缺水程度;后虽发现缺水开启了3号给水泵,但给水泵的进出口阀门均未打开,形成泵的空转;当锅炉汽压不断下降时又认为车间用汽量大,又增加了锅炉给煤量,加快了锅炉烧坏的程度。
  (2)、劳动纪律松懈,管理不善。
  锅炉房虽有交接班制度,司炉工在交接班时未认真执行;司炉班长擅自将司炉工分成小班。
  (3)、安全附件失灵,自动水位调节器有故障,但未采取措施。
天津某化工厂锅炉炉胆烧塌事故
1事故概况及经过
  1990年1月4日6点20分,天津市某化工厂,一台WNL2一1.27型锅炉发生严重缺水事故,造成炉胆严重烧塌,炉胆上形成两个波峰,前方正视左面下塌最深部分达110毫米,右面波蜂达36毫米,变形区域面积为710×610乎方毫米,前方管板及烟管段外露部分表面有致密的朱红色氧化铁。自耐火绝热层以上炉胆表面呈蓝灰色,高温火焰区有烟灰和氧化皮剥落。对炉胆下塌处金属进行金相分折表明:该处金相组织为铁素体加珠光体呈魏氏粗大组织,晶体晶粒粗大,呈拉伸的片状,有粗大针形明亮晶体分布,以铁索体针状拉长方向形成类似正三角形。这种金相表明钢材长时间滞留在温度超过A3线(855℃)。
2事故原因分析
  事故发生后,经过全面调查和综合分析,确认锅炉由于严重缺水, 导致炉胆上部干烧,使壁温上升至800℃以上,远远超过钢材的允许工作温度, 机械强度迅速下降, 塑性升高。由于炉胆承受外压产生的应力超过了材料的屈服限, 使炉胆压馈凹陷。具体原因是:
  1、司炉工未监视水位。司炉工违反操作规程,从1月4日凌晨3时--5时未进行巡回检查;5时巡视时也未看水位,直至6时20分才发现水位计无水位显示。
  2、控制仪表系统存在严重问题。该厂自行改造水位控制系统设备时,去掉了低水位报警,电磁阀选型错误。
  3、司炉工操作地点不便于观察水位。锅炉的电控柜安装在软水房,在此操作的司炉工不能直接观察锅炉水位,不能看见锅炉运行情况。
牡丹江制油厂锅炉爆炸 
1事故概况及经过
  1990年9月19日,牡丹江制油厂一台仅使用18天的WNL4—1.25—AⅢ型锅炉在运行中发生爆炸,两名司炉正严重烫伤先后死亡,造成全厂停产。
  锅炉爆炸后,前管板扳边与炉胆对接处的上部及炉胆上部钢板呈蓝色,炉胆沿整个长度严重压溃变形,且将炉排压弯,在前管板扳边与炉胆对接处的上部焊缝撕开长达950毫米,宽280毫米的口子,第二回程部分烟管上有少量的水垢脱落,数根烟管变形,后管板有轻微变形,两根烟管从后管板上拉脱。
2事故原因分析
  1、管理混乱,锅炉严重缺水,导致炉胆压溃变形。
  2、制造质量存在严重问题,前管板与炉胆对接的环缝严重未焊透。
03满水事故
  满水事故也是锅炉运行中的一种常见事故,严重满水事故会引起蒸汽管道水冲击,使阀门、法兰和蒸汽管受到损坏甚至震裂,将严重损坏汽轮机的叶轮和轴承,甚至使叶片断裂;锅炉发生满水事故后,蒸汽带水严重,蒸汽品质恶化,过热器易积盐垢过热烧损,对用汽部门的设备和产品质量可能带来严重影响。
满水事故的现象
  (1) 水位表玻璃板(管)内颜色发暗,水位线消失;(2) 高低警报器或其它高水位警报装置发出高水位信号;(3) 给水流量明显大于蒸汽流量;
  (4) 过热器温度下降;
  (5) 蒸汽管道、汽机有异样的撞击和震动,法兰、轴封、阀门等外冒汽滴水。
满水事故的处理
  (1) 应先通过对水位的检查和各水位指示装置的对照检查,确认是否发生满水事故,如蒸汽管道未发生水击,则认为是一般满水事故;反之,则可判断是严重满水事故。
  (2) 发生一般满水事故,须立即停止给水,减弱燃烧,开启排污门放水;同时开启过热器和蒸汽管道上的疏水门及用汽部门疏水门,加强疏水。待水位正常,满水原因查清并消除后,再恢复运行。
  (3) 如是严重满水事故,则应紧急停炉,停止给水,迅速放水,降低负荷,加强疏水。待水位恢复正常,管道阀门等有关部件经检查可用,则在满水原因查清并消除隐患后,方可恢复运行。
满水事故的原因及预防
  满水事故的原因主要是运行人员对水位监视不够而造成;其次是水位表堵塞造成假水位;再有是高水位警报信号装置、给水自动调节设备失灵。
  预防措施与缺水事故相同。
04汽水共腾事故
汽水共腾事故的现象
所谓汽水共腾,就是炉水表在泛起较严重的泡沫,在负荷增加、燃烧强化、汽水分离加剧的情况下,炉水表面泡沫层发生急剧的翻腾和上下波动,水位表内出现很多汽泡和泡沫,水位模糊不清的一种现象。出现汽水共腾时,如同满水事故一样,蒸汽带水急剧增加,蒸汽管道可能发生水击,过热蒸汽温度下降。蒸汽中带有许多盐浓度很高的炉水将严重影响过热器和汽轮机的安全运行。
 汽水共腾事故的处理
  (1) 减弱燃烧,降低负荷,关小主汽阀;
  (2) 加强蒸汽管道和过热器的疏水;
  (3) 全开连续排污阀;打开排污阀排污放水,同时上水,降低炉水含盐量,以改善炉水品质。放水、上水要注意水位变化;(4) 待水质改善,水位清晰时,可逐渐恢复正常运行。
汽水共腾事故的原因及预防
  (1) 一般情况下,由于汽水分离,炉水蒸发面下方100~200mm水层含盐浓度较高。当给水碱度大、杂质多以及未加强排污时,炉水表面层含盐量往往非常高,蒸发面泡沫越来越多,锅水粘度很大,汽泡上升阻力增加。在负荷增加、汽化加剧时,大量汽泡由于在炉水表面没有很快汽水分离而积聚在炉水表面,冲击蒸发面,搅动泡沫层,使水位上下剧烈波动和翻腾。
  (2) 在水位过高,主汽阀开启速度太快、负荷突然增加时,由于蒸汽空间压力骤降,使汽化更加剧烈,蒸汽空间暂时的负压往往产生“吊水”现象,促使和加剧汽水共腾。
  预防措施就是加强水质监督,严格控制炉水含盐量,认真进行排污;在炉水含盐量高、杂质多,开始出现泡沫层而未得到改善之前,要降低负荷,减弱燃烧,缓开主汽阀。 05
炉管爆破事故
  炉管爆破事故主要是指水冷壁管和沸腾管束的爆破,尤以受热强度较大的水冷壁管爆破事故为常见。炉管爆破事故是锅炉运行中比较严重的事故,汽、水的大量喷出,使炉膛产生正压,连汽带火从炉门等处突然喷出,常常由此而伤人,处理不及时,易同时引起缺水事故,炉管爆破后,被迫停炉检修,影响生产正常进行,后果是严重的。
炉管爆破事故的现象及处理
  炉管爆破不大时,如汽压很高,燃烧很旺,则炉膛内有异样的蒸汽喷射声响,炉膛火色发暗,破裂处更为明显,燃烧恶化,炉膛温度下降,烟囱冒水蒸汽样白烟。再严重时,水位开始明显不正常。如汽压不高,燃烧较弱时,在爆管处炉膛火床发黑,明显看到炉管喷汽淌水。这种情况,如能维持正常水位,应即刻减弱燃烧,并通知用汽部门做好停炉检修准备。
  炉管严重破裂时,大量汽水连同烟火从炉墙的门孔往外喷出,水位、燃烧严重失常。严重爆管事故必须紧急停炉。
爆管原因及预防
  (1) 管子结垢太厚,造成过热烧损而爆裂。这在热强度较大的水冷壁管部分最为常见。
  (2) 锅炉在运行中有些较大的片状、块状沉淀物,随着水的循环进入炉管内,往往在管径变小,流动阻力较大的弯曲部位被滞留,使通径减小,而且以后循环水中的泥沙杂物都易被此挡住,越积越多,以至完全堵塞,而造成过热烧损爆裂。较大的片状、块状沉淀物主要是炉内原有的老垢,或运行中自行脱落的水垢;或在栲胶、碱煮、酸洗除垢后,硬垢虽已松动,但未全部除净,运行中往往大片脱落;再就是遗留的工具、棉纱等。
  (3) 管子腐蚀、磨损减薄严重,承压能力降低而爆管。
  (4) 严重缺水时引起的管子过热而爆管。
  (5) 因缺水、排污不当、炉膛结焦、燃烧器运行操作不当等原因破坏正常水循环,则发生水循环故障的管子可能过热烧损而爆管。
  (6) 由于设计、安装和运行操作不当,使管子长期处在热胀不均、剧烈的冷热变化或不能自由膨胀的条件下工作,造成管子焊口开裂、胀口环形裂纹,致使破裂。
  针对上述原因,要预防炉管爆破事故,重点应注意加强水质管理,防止结垢。除垢要除净,要特别注意片状水垢掉落而造成堵管。运行中要注意防止炉膛热偏差,保证可靠水循环。锅炉技术检验中应注意检查炉管腐蚀、磨损减薄和可能出现裂口的问题。  06
省煤器损坏事故
  省煤器的损坏,主要是管子的破裂和裂纹、法兰接头损坏所引起的泄漏。
省煤器损坏事故的现象
(1) 水位异常地下降,给水量明显增加,且大于蒸汽量,省煤器入口水压降低;(2) 排烟温度下降,省煤器出口水温升高;
(3) 省煤器附近有异样声音;
(4) 省煤器下部灰斗和炉墙处冒汽、潮湿甚至淌水。
省煤器损坏事故的处理
1对于沸腾式省煤器
  1) 加强锅炉给水,维持正常水位;
  2) 减弱燃烧,迅速降低负荷,与用汽部门联系,做好停炉检修准备;3) 关闭锅炉的所有放水门,禁止开启锅筒与省煤器之间的再循环阀门;4) 注意引风机入口烟温与过热器出口蒸汽温度的升高和控制;5) 如锅筒水位不能保持,则应紧急停炉。
13对于非沸腾式省煤器
  1) 开启省煤器旁通烟道,关闭省煤器烟道的出、入挡板;2) 开启不经省煤器而直接进入锅筒内的给水旁路门,关闭省煤器的进水、出水阀门;3) 将烟、水可靠隔绝后,应立即放水,开启空气门或抬起安全阀;4) 如烟道挡板严密,则应在严格保证人身安全的条件下进行检修,恢复运行,否则应尽早停炉检修。
省煤器损坏事故的原因及预防
  省煤器损坏的主要原因是:
  (1) 给水没有除氧而使省煤器管内壁造成严重的氧腐蚀。这是钢管省煤器非常普遍的通病;(2) 省煤器的管外壁的飞灰磨损和低温酸蚀;(3) 水击事故和烟道爆炸事故所造成的剧裂震动往往严重损坏省煤器,甚至震裂;(4) 省煤器安全附件不全或失灵引起的超压和超温;(5) 省煤器管子焊接、铸件、连接安装等方面的质量问题造成的裂纹和渗漏。
  针对上述,防止省煤器损坏的要点是:保证省煤器的制造、安装质量;省煤器上进出口的安全附件必须配齐和灵敏可靠;钢管省煤器必须要给水除氧;运行中要防止省煤器水击事故和烟道爆炸事故的发生;锅炉检验时要注意检查省煤器管的外壁腐蚀和磨损情况。
07过热爆管事故
  锅炉运行中,水冷壁管和对流管爆破是较常见的事故,性质严重,需停炉检修,甚至造成伤亡。爆破时有显著声响,爆破后有喷汽声;水位迅速下降,汽压、给水压力、排烟温度均下降;火焰发暗,燃烧不稳定或被熄灭。发生过热器的损坏主要是爆管。
过热器爆管事故的现象和处理
  (1) 过热器附近的有异常响声;
  (2) 炉膛负压突然减小,甚至正压往外喷汽和冒烟;(3) 蒸汽流量明显下降,并不正常地小于给水量;(4) 排烟温度明显下降。
  过热器发生爆管后,应及时停炉修理,以防止喷出的高温蒸汽吹坏邻近的管子,使事故扩大。如从事故的现象来分析,不是十分严重以及不致很快恶化和扩大时,可根据负荷需要情况,暂缓停炉,但时间不宜过长。
过热器爆管事故的原因及预防
  过热器爆管事故的原因主要是:
  (1) 由于炉水品质不好,蒸汽带水过多,满水事故等造成过热器积盐垢,而引起热烧坏;(2) 过热蒸汽温度过高而烧坏过热器;
  (3) 停炉期间,过热器由于操作人员不注意,很易积水,而使过热器管壁蚀薄;(4) 吹灰器蒸汽喷口正对过热器管,以致很快损坏管子;(5) 过热器管不是用耐热钢材,组装时焊接质量差(多系耐热合钢和全位置焊接,焊接要求较高)。
  (6) 其预防措施主要是,有过热器的锅炉,应有较好的汽、水分离装置,要控制蒸汽品质,运行中要尽量避免高水位运行,防止发生汽水共腾和满水事故;注意控制和调整由各种因素引起的过热蒸汽温度过高;要保证过热器的制造和安装质量。
事故案例:
南京化学纤维厂锅炉爆管
1事故概况及经过
  1986年4月22日,南京化学纤维厂SHL20—1.27型蒸汽锅炉因缺水而造成严重损坏, 直接经济损失达30000元以上。
  4月22日11时,该锅炉升火给车间供汽,至14时锅炉负荷开始增大,15时司炉工在仪表控制室听到高水位报警并看到黄色指示灯亮,仪表盘上的色带水位指示偏高便开始排污50秒钟, 但这样处理后半小时,色带指示又在高水位的位置。而炉前平板玻璃水位计已看不见水位,只认为是轻微缺水,于是到炉顶叫水, 看到有少量的水上来(实际上是因水连管连接不当造成的假水位),就按轻微缺水处理,加大进水,可仍不见水位上升,而见到省煤器安全阀有汽喷出。于是立即停泵,到炉前打开看火门时,听到炉内有响声,这时才判定是炉管爆破,采取紧急停炉措施。后经检查发现,34根炉膛水冷壁管和259根对流管均已不同程度因过热而后损坏, 其中一根对流管爆破,破口为140×100mm。锅炉被迫停炉大修,更换全部对流管束和水冷壁管。
2事故原因分析
1、司炉工技术水平低,当发现仪表盘上色带水位指示偏高后,没有进一步核对炉前水位计和电接点液位指示信号,就轻率地判定为锅炉满水,并错误地采取了排污措施,导致锅炉严重缺水。
2、该炉原设有三冲量给水自动调节系统,后在4月15日检查时,仪表工临时将三冲量调节改为单冲量调节,事后没有恢复也没有向车间和司炉人员交待锅炉水位是用单冲量控制的。事故前锅炉负荷突然增大时,锅内压力降低,锅水大量沸腾,在锅内出现虚假水位,于是单冲量控制系统发出高水位假信号,导致给水调节阀关闭,造成缺水。
3、发现平板玻璃水位计无水位后,仍错误地认为是轻微缺水,延误了处理事故的时间,使事故进一步扩大。
08水位计损坏事故
  水位计玻璃管(板)爆管或损坏也是锅炉运行中常见的事故。水位计损坏事故虽然不能算严重事故,但往往影响锅炉的正常运行,而且发生和处理此事故时常常伤人。平常多见的是小型锅炉上的玻璃管爆破事故。
水位计损坏事故的原因及预防
  (1) 玻璃管(板)、云母质量不好;
  (2) 玻璃管安装不好,如上下中心偏斜、压紧螺帽拧得过紧、玻璃管两端在切割时有裂纹等;(3) 水位计初次使用时,没有很好地预热;或冲洗水位计时,汽水开关太猛,使温度发生突然变化;(4) 运行中冷空气或冷水点直接接触到水位计而引起温度突然变化。
  为了防止水位计损坏,首先要保证水位计玻璃管(板)、云母的质量,安装前最好进行温度变化的试验;其次,要注意安装质量,不留爆管的隐患;再有是运行中要尽量避免温度的突然变化,冲洗操作要小心谨慎地进行。
水位计损坏事故的处理
  发生水位计损坏事故后,大量汽水喷出,此时运行人员不要惊慌失措,应在戴好防护用具、防止烫伤的情况下迅速关闭汽、水考克。要换新水位计时,应先充分预热后再开汽、水考克。
  如同时损坏两个水位计时,在水位警报信号装置以及给水设备正常的情况下,可不必停炉,但应抓紧重新安装。
09水击事故
  锅炉水击事故是在锅筒、汽水管道、省煤器中发生的水流剧烈撞击的一种现象。水击时,常常发出很大的响声和震动。严重的水击可使部件受到损坏,阀门、法兰渗漏、震裂,甚至造成管道破裂。
  一种“水击”是蒸汽冷凝后形成局部真空负压,使水流在突然有压差的情况下互相撞击,此种“水击”大多在蒸汽管道、省煤器、有蒸汽加压装置的锅筒等部位发生。另一种“水击”是由于高速流动的给水被突然截止后,水流的很大的惯性力撞击管道部件所造成,一般多发生在给水管道系统中。以下分别叙述。
1、蒸汽管道水击事故的原因及处理
  这是一种最常见的水击事故。主要原因是蒸汽管道暖管时过争、疏水不够或发生汽水共腾和满水事故时,在蒸汽管道里积聚了许多水而造成的。
  蒸汽管道发生水击事故后,要关小主汽阀,减缓送汽、并立即加强疏水,使水击减级或消除;同时要详细检查管道部件支架有否被震坏的情况。
2. 省煤器水击事故的原因及处理
  省煤器发生水击有两种原因,一种是非沸腾式省煤器过热汽化时,与温度很低的给水相遇,由于蒸汽体积突然冷缩而造成的。另一种是省煤器入口给水管路上的逆止阀动作不正常,忽开忽关,而引起高速流动的给水的惯性冲击。前一种事故发生后,应立即打开旁通烟道,使省煤器出水温度达到正常值时,如无渗漏和其它异常情况,则可恢复正常运行;后一种事故则要检查给水管路上的逆止阀动作情况,如已失灵,应更换。
3. 锅筒的水击事故原因及处理
  锅筒的水击事故也有两种情况,一种是没有省煤器的锅炉,其锅筒内水位低于进水导入管时大量进低温给水而引起蒸汽空间蒸汽冷凝所造成;另一种情况是锅筒蒸汽加热时,进汽和加热速度太快所造成。这两种水击现象都会因锅内进水管、进气管的支架不牢固、联结松动而加剧。
  处理的措施是:立即减缓进水和送汽,待水击消除后,再适当加大。停炉检修时要紧固好进水和送汽管的支架。
  给水管道上水击事故的原因及处理同于省煤器水击事故第二种情况。另外,在给水温度剧烈变化时,也可能因给水的突然热胀冷缩而引起水击。给水管道发生水击后,除有很大的水流冲击声外,出口处压力表指针往往大幅度急剧摆动。应根据事故情况,采取暂停给水、更换逆止门和调整给水温度等措施。
10 炉膛爆炸事故
  炉膛爆炸是炉膛内突然向外喷火或气体爆炸的事故。喷火是炉膛内的可燃物与空汽混合物在爆炸下限以外,自燃或遇火后突然着火燃烧,大量烟气来不及排出造成炉膛正压而向外喷火。气体爆炸是炉膛内可燃物与空气的混合气体的浓度在爆炸极限内,遇明火而突然发生的。炉膛向外喷火容易伤人,炉膛气体爆炸会造成炉墙烟道裂缝、倒塌,甚至锅炉受到损坏,并严重威胁人身安全。炉膛爆炸事故主要发生在煤油炉和煤粉炉。
炉膛爆炸事故的原因
  (1) 点火前炉膛内存着可燃物。这有三种情况:一是点火前先开燃烧器,往炉膛内通入可燃物;二是上次点火不着时,炉膛内存在的大量可燃物;三是炉膛内残有的可燃气体。
  在炉膛内存在油雾或其它可燃气体的情况下,如未经通风排除就进行点火,则极易造成喷火或爆炸。
  (2) 锅炉运行中,炉膛因故突然灭火后,没有及时切断燃料供给,可燃物在炉膛高温下,可能引起自燃而发生喷火或爆炸。
 炉膛爆炸事故的处理
  炉膛爆炸后必须立即切断油源,停止送风、引风,关闭和烟道、风道挡板。如发现烟道中仍有火苗,应即扑灭。如确认烟道中,特别是省煤器和空气预热器部位已无火苗时,即可启动引风机,并详细检查锅炉各部件、炉墙、烟道及各孔、门是否完好。一切正常后,烟道必须先通风5~10分钟,然后重新点火。
炉膛爆炸事故的预防
  (1) 燃油炉和煤粉炉在点火前必须先检查炉膛内燃烧器有无漏油等情况,发现后应立即清除。同时通风5~10分钟排除炉膛内存在的可燃气体。点火不着时,应立即停止点火,不得拖延时间。在充分通风后,再按正确步骤点火。
  (2) 点火时,要先开风后引火,再供给燃料,严禁先开燃烧器供给燃料、后开风门、再引火的错误操作。
  (3) 正常停炉时,应先停止燃料供给,并注意无泄漏,再关鼓风、引风。
  (4) 运行中,突然灭火或突然事故停炉时,必须首先停止燃料供给。最好配备自动灭火保护装置。
事故案例
河南某锅炉公司锅炉炉膛爆炸
  某公司一台KG-25/3.8-M型流化床锅炉,在2004年8月2日压火后重新运行时,烟道内突然“砰”的一声发生爆炸,周围浓烟四起,炉砖向炉后四处散落,锅炉严重损坏。事故造成了近十万元的经济损失,所幸未造成人员伤亡。
1事故经过
  发生事故的锅炉是河南某锅炉有限公司试制的25吨流化床锅炉。2003年12月,锅炉开始安装,今年7月28日,由施工单位操作人员进行操作,开始锅炉点火试运行,8月2日上午10点由于车间检修,锅炉开始压火,司炉人员在床温850℃时停止给煤,床温再次回落时停止送风,风机档板关到零位。下午7点35分左右起重新起火升压,按正常操作,先启动引风机,引风机启动后,显示炉膛负压为400mm水柱,再启动一次风,少量给煤,炉墙负压显示为200mm水柱,稍后仪表显示床温稍有升高,忽然发现炉膛内出现正压,接着听到锅炉内一声爆响,锅炉烟道内发生爆炸。
  现场勘察发现:锅炉受热面未受到明显损坏,锅炉低位过热器炉墙整体倒塌,省煤气炉墙粉碎性破坏,其余炉墙也出现不同程度外张,并产生裂纹,锅炉上锅筒产生少量位移。经分析认为,这是一起典型的烟道爆炸事故。
2事故原因分析
  从事故的现象分析,这是一次较为严重的由烟道内可燃物质引发的爆炸事故。从事故的破坏情况分析,爆炸位置是在省煤器附近,由于锅炉投入时间不长,烟道内并未积存太多的未燃尽颗粒,造成爆炸的主要成分应是煤气和挥发分。从操作人员的运行操作看,似乎没有明显的问题,但经过认真的分析,事故的原因主要就是司炉操作人员没有采取正确的操作方式。
  ①、在锅炉压火时没有足够时间地通风,没能吹净炉内存留的可燃气体。事故发生前几天一直下雨,锅炉给煤较湿,锅炉运行时,由于燃料中水分的蒸发,加大了通风量,大大增加了通风负荷。在压火操作时,操作人员按常规进行压火并停止通风,由于通风时间较短,导致大量的可燃气体存留在烟道内,为事故的发生埋下了隐患。
  ②、压火时间较长,启动时没有进行炉膛吹扫。锅炉压火时间已近10小时,炉温已低于500℃以下,在其期间由于风门关毕、氧气不足,产生的大量的挥发份和CO气体,即C+O2—CO,积存在温度较低的烟道内。启动时,操作人员只注意了炉膛负压,没有对锅炉进行足够时间的炉膛吹扫,而且在开始运行时没有打开引风机档板,在锅炉升火过程中,烟道内积存的CO和挥发分遇明火发生爆燃,将省煤气、过热器处的炉墙炸毁,造成锅炉严重事故。
  ③、防爆门设计不合理,也是造成锅炉损坏严重的原因之一。从锅炉损坏情况看,设置防爆门的一侧,炉墙破坏明显轻于其它部分。该锅炉属试制锅炉,锅炉只设计了一个防爆门,尤其是容易造成事故的锅炉尾部受热面,没有设置防爆门,事故造成该锅炉尾部受热面炉墙完全破坏与其防爆门设置不合理也有一定关系。
11烟道尾部再燃烧事故
  锅炉烟道尾部再燃烧就是部分在炉膛内没有完全燃烧的可燃物,粘附在尾部受热面上,在一定条件下,在尾部烟道内重新着火燃烧。又称二次燃烧。尾部再燃烧时,常会将空气预热器、引风机甚至省煤器烧坏。为燃油炉、煤粉炉所常见的一种危害较大的事故。
烟道尾部再燃烧事故的现象
  (1) 排烟温度明显上升,热风温度也升高;
  (2) 烟道负压显著变化,有时尾部防爆门动作;(3) 从烟道门孔或引风机的轴封等处冒火星或烟气;(4) 烟囱冒黑烟或火星。
烟道尾部再燃烧事故的处理
(1) 立即停止供给燃料,进行紧急停炉。严密关闭烟、风挡板及各处门孔,防止漏风以切断氧气来源。严禁启动引风机,否则不仅不能灭火反而会加剧燃烧,扩大事故。
(2) 安装蒸汽灭火装置,或用蒸汽吹灰器等其它蒸汽喷嘴装置来灭火。
(3) 加强锅炉的进水、放水,以保护省煤器不被烧坏。
(4) 待排烟温度接近喷入蒸汽的温度,且稳定一小时以上时,方可打开门孔进行检修。
烟道尾部再燃烧事故的原因
(1) 根本的原因是碳黑、油、煤粉等可燃物沉积在尾部受热面上。沉积的原因:一是点火或停炉时炉膛温度低,易于燃烧不安全,大量未燃尽的可燃物被带到尾部烟道;二是炉膛负压过大,使未燃尽的可燃物带入尾部烟道;三是燃油雾化不好或煤粉过粗,不易完全燃烧而带入尾部烟道;四是点不着火时仍进燃料或停炉时漏入的燃料被带到烟道。
(2) 尾部烟道温度提高的主要原因是:一是尾部受热面积有可燃物后传热效果降低,排烟温度升高;二是这些可燃物在高温下不断地氧化发热;三是在低负荷,特别是在停炉的情况下,烟气流很低甚至停滞,散热条件差,使可燃物氧化所产生的热量积聚起来,逐渐升温可燃物的自燃点。
(3) 烟道各处,特别是尾部烟道门孔和风、烟挡板不严密,漏入空气助燃。
在可燃物、温度和氧气同时满足的条件下则开始着火燃烧。
烟道尾部再燃烧事故的预防
  (1) 加强燃烧调整,保证完全燃烧。应尽量减少点火停炉的次数;应避免长时间低负荷运行;保证燃油雾化良好和煤粉细度;炉膛负压不宜太大等等,总之尽量减少可燃物粘结到尾部烟道。
  (2) 当发现尾部受热面积灰加剧时,须及时吹灰,如钢珠除灰、停炉冲洗等。    (3) 停炉时应及时停止送、引风,十小时内应严密关闭烟、风挡板和各种门孔,防止空气漏入。煤粉炉、油炉应在尾部烟道装设可靠的灭火装置。停炉后应有专人监视,发现排烟温度升高和烟囱冒黑烟时,应及时组织处理。
12炉墙及拱的损坏事故
  炉墙及拱的损坏主要是指炉墙裂缝、塌落、变形和炉膛耐火砖烧结、结焦、掉落及拱的变形耐火砖掉落等情况。这种事故常造成正常燃烧破坏、受热面过热烧损、钢架烧红变形、炉膛严重漏风及炉墙而迫使停炉。
炉墙及拱损坏事故的原因及预防
  (1) 砌筑炉墙及拱时砖和灰浆的材料质量不符合要求或成型不良,使砖墙的强度和耐火度不足,砌筑时砖缝间隙留得不够,影响砖墙的自由热胀冷缩。
  (2) 砌筑后未按要求进行烘炉,点炉升火、升温及停炉冷却的时间太短,操作过急,负荷经常骤然增减或经常超负荷,以及点火启动和停炉频繁,使砖墙的强度经受不了急剧的热胀冷缩而发生开裂和变形。
  (3) 炉膛温度过高,火焰中心偏斜以及燃料品质易于熔化结渣使砖墙严重结焦,此时一是焦渣侵蚀砖块损坏炉墙;二是除焦时操作不当而损坏炉墙。这在无水冷壁管的炉墙和炉膛高温段拱尤为常见。
  (4) 发生严重缺水、水循环故障、炉膛爆炸等事故时,炉墙和拱往往受到严重损坏。
  针对上述原因,防止炉墙和拱损坏的要点是:保证材料及砌筑的质量,严格按要求烘炉,升火、停炉及运行中要注意防止温差变化过急过大,防止严重结焦并定期除焦除渣,防止严重缺水、炉膛爆炸事故的发生。
炉墙及拱损坏事故的处理
  炉墙发生不太严重的裂缝和不严密现象时,可用石棉绳堵塞或涂抹耐火泥,轻微的变形可采取加固措施。但如损坏严重、炉墙表面温度明显上升、钢架过热变形、炉墙烟道和拱有严重凸起或塌陷因而危及安全运行的,则应立即停炉修理。
13锅炉水冷壁泄漏事故
锅炉水冷壁泄漏事故现象:
  1、汽包水位下降,给水流量不正常大于蒸汽流量,汽泵转速突升或超限。
  2、机组负荷下滑,主汽参数下降。
  3、就地打开炉膛看火孔可听见泄漏声,外漏时可见炉墙保温层内呲水。
  4、汽包上、下壁温差增大。
  5、引风机电流不正常增大,排烟温度降低,左右侧可能出现偏差。
  6、烟囱冒白汽。
  7、炉膛负压波动(视泄漏部位、轻重不同)。
  8、水冷壁金属温度测点可能报警。
  9、汽包水位在泄漏严重时可能无法维持。
  10、电除尘灰斗下灰不畅,电场电流增大且摆动。
  11、机侧凝结水补水量增大。
锅炉水冷壁泄漏事故原因:
  1、锅炉水循环不良,造成局部水冷壁循环恶化。
  2、锅炉内部结焦,掉焦时砸坏水冷壁。
  3、打焦时,使用锋利工具,操作不当,造成水冷壁人工泄漏。
  4、吹灰器安装角度不合适,吹坏水冷壁,长期吹灰磨损造成水冷壁泄漏。
  5、长期局部水冷壁超温,管壁氧化减薄泄漏或炉内燃烧工况局部加强导致水冷壁短时超温严重泄漏。
  6、锅炉安装工艺不合格,焊口质量不过关或检修后更换管子时焊接不良,导致泄漏。
  7、水冷壁管材选型不合适或管材内本身有缺陷未及时发现导致泄漏。
  8、水冷壁或上、下联箱异物堵塞,引起局部水循环破坏而导致传热恶化。
  9、炉内燃烧组织不良,热量分布不均匀,造成局部水循环停滞。
  10、炉墙保温敷设不合理,导致水冷壁及联箱膨胀不均长期承受热应力,疲劳变形引起破裂泄漏。
  11、炉水水质长期不合格,导致水冷壁管内结垢、堵塞或腐蚀引起泄漏。
锅炉水冷壁泄漏事故处理:
  1、发生外漏处理
  ①、确认泄漏具体部位,及时汇报相关领导,通知检修负责人。
  ②、注意汽包水位,适当降低机组负荷,防止汽泵过负荷。
  ③、注意外漏蒸汽对炉侧设备的影响,采取对应的防淋、防湿、防冲刷措施。
  ④、隔离泄漏区域,设备围栏警示牌,防止人员靠近烫伤。
  ⑤、接到停炉命令后按要求停止锅炉运行。
  ⑥、在未接到停炉命令而锅炉已达到紧停条件时,应立即紧停锅炉运行。
  2、发生轻微内漏处理
  ①、汇报机长,由机长汇报值长及相关领导。并通知检修人员,确证泄漏及泄漏具体位置。
  ②、注意汽包水位调整,汽温左、右侧出现偏差时注意调整燃烧。
  ③、观察炉膛负压变化及引风机自动调整情况,引起燃烧摆动时应适当投油助燃。
  ④、锅炉遇吹灰,排污工作时应立即停止。
  ⑤、待令,降负荷运行或停炉。
  3、发生较严重泄漏处理
  ①、汇报机长,由机长汇报值长及相关领导。并通知检修人员,确证泄漏及具体位置。
  ②、泄漏引起汽包水位大幅度下降时,应加强给水,维持汽包水位,适当降低机组负荷,防止汽泵超出力运行。
  ③、联系除灰解除电除尘。
  ④、注意炉侧汽温汽压的调整,防止汽温偏差过大或大幅度降低。
  ⑤、注意监视引风机电流的变化,防止其超出力运行。
  ⑥、加强空预器吹灰,防止出现堵灰。
  ⑦、机侧应协助炉侧降负荷,并做好停机准备。注意中间水箱、凝汽器、除氧器水位变化,及时加强补水。
  ⑧、接到停炉命令后,按停炉处理。机侧不破坏真空停机,完成停炉停机工作。及时倒厂用电至备用电源。
  ⑨、尽量维持汽包水位,防止汽包壁温差增大。
  ⑩、灭火后,严格执行吹灰制度,时间不少于5分钟,关严各风门、挡板、看火孔,防止热散失。
    ?、空预入口烟温降至200以下时,开启风门、挡板,对炉膛通风冷却。可根据汽包壁温差变化,启一组风机强制冷却。
  ?、严禁开省煤器再循环门。
  4、发生严重泄漏处理
  ①、水冷壁严重泄露,甚至发生爆破时,汽包水位大幅下降,炉膛负压大幅摆动,燃烧恶化,保护动作,MFT信号发出。
  ②、确认水冷壁严重泄露且无法维持汽包水位时应停止给锅炉上水。
  ③、机侧倒厂用电互备用电源带,准备不破坏真空停机。
  ④、通知除灰解列电除尘。
  ⑤、灭火后,认真执行吹灰制度,时间不少于5分钟,关严各风门、看火孔,防止热散失。
  ⑥、空预入口烟温降至200以下时,开启风门、挡板,对炉膛通风冷却。可根据汽包壁温差变化,启一组风机强制冷却。
  5、锅炉水冷壁泄漏后,汽机侧主要操作:
  ①、做好机组停运准备工作。
  ②、锅炉发生灭火后,应快速降负荷,防止汽温突降。
  ③、加强巡回检查,注意除氧器,凝汽器及中间水箱水位变化。
  ④、机组停运过程中,认真完成停机各项工作。
  ⑤、若达到紧停条件时,应坚决执行紧停规定。
  ⑥、配合电气人员切换厂用电及完成机组解列操作。
事故案例
一起罕见的锅炉水冷壁爆管事故  
1锅炉概况
该炉为双锅筒纵置式布置,两侧各一根集箱,两根下降管对称布置于炉膛前部,烟气自炉膛右侧烟窗进入,经对流管换热后排出。该炉平时满负荷运行运行压力0.45MPa左右,炉膛温度1000℃(测温点位于炉膛右侧中上部)左右,排烟温度约270℃。 2事故经过
某夜班司炉工反映炉膛内有异常响声,早班人员接班后,未加注意;早、中班交接时,炉膛内声音变大烟囱冒白烟,此时,压力仅能维持在0.35MPa左右排烟温度在290 ℃,水位也能维持。由于生产需要该炉仍满负荷运行近20小时才停炉。 3事故原因分析
事故的根本原因正是由于在集箱的前端部发生了堆渣,造成爆管部位水循环不良。由于堆渣的形成是一个长期的过程,因而造成金属管壁长期超温。随着堆渣越来越高,最终第1、2、3根管子下管口被堵死,导致水循环完全停止,管壁金属温度急剧升高(控制仪表盘上炉膛温度读数为1000℃)并发生爆管爆管大体上应先发生在第1、3根管子上,当爆破口产生后水流急速喷出,第1根管子破口下部、第2根管子遇水发生急冷产生淬裂,而第4、5根管子则因供水不足发生变形。另外,从炉内发生轻微泄漏至事故扩大被迫停炉历经20小时左右,且期间仍在维持运行,说明初始阶段只是个别部位开裂,由于未及时停炉处理,才导致爆管事故的扩大。
检查时未发现堆渣,是由于爆破口发生后,大量的汽水混合物在锅内压力作用下经爆破口急速喷出在下端管口处形成很强的抽吸作用原来堵塞管口的垢渣被吸走,故而仅留下了堆渣痕迹。
垢渣的形成与堆积原因是该厂使用深井水作为锅炉水源。由于水处理不过关,硬度严重超标,加上长期满负荷运行,因此在使用过程中形成大量沉淀物(碳酸盐)并沉淀到下集箱。排污时,这些沉淀物被带到集箱前端部(排污口位于前端部)形成堆积,位置刚好位于爆管区的下部。
该炉的排污管设计不合理,前部下降管位于排污管与水冷壁之间,并紧靠排污管。排污时下降管内的水会直接进入排污管,发生所谓的“抢水”现象,一方面在短时间内会影响水冷壁内的供水,破坏正常的水循环,另一方面也降低了排污时对垢渣的抽吸,影响了排污效果。
一起锅炉受热面泄漏事故案例  
1事故经过
某公司#2炉系哈尔滨锅炉厂生产的亚临界压力一次中间再热自燃循环锅炉。2001年12月1日该炉进入试运第三天,运行稳定无明显异常现象。14:38,#2炉炉管检漏(前包处)报警,14:58,因#2主变压力释放保护动作停炉,15:20,现场检查右侧水平烟道入孔处有蒸汽冒出,打开入孔确认受热面泄漏。
进入炉内检查发现水冷壁延伸管右数第24根左右鳍片根部两侧发生泄漏,左鳍片根部两则泄漏后冲刷25根水冷壁延伸管弯头,造成第25根水冷壁延伸管头穿孔。检查第24根弯头发现:从右侧鳍片根据部起,沿弯头背部平行于梳型密封板有一道环向裂纹,环向裂纹与左鳍片根部泄漏点不相连。进一步检查发现,管内部裂纹与外部环向裂纹特征一致,内外裂纹已贯穿,左右鳍片根部两侧均为小孔泄漏,第23根据管弯头被第24根据右鳍片根据部泄漏冲刷穿孔。
通过更换23、24、25根弯头,并对水冷壁延伸管直段中部进行加固,解决了泄漏问题。
9事故原因分析
通过试验分析,确认水冷壁管开裂泄漏是由振动引起金属疲劳所致。开裂的水冷壁处于锅炉折焰角附近,机组运行时,由于烟气的冲刷和涡流的作用,管道产生振动,振动产生的最大交变应力作用于管道弯头起弯处,正好是鳍片和梳型板之间的T型焊缝处,焊接热影响区机械性能本身较低,而T型接头经过两次焊接,其热影响区机械性能更低,加上焊接质量不佳,在交变应力的反复作用下开裂。
三、其他事故分析
01燃烧异常引发事故
  燃烧异常主要表现在烟道尾部发生二次燃烧和烟气爆炸。多发生在燃油锅炉和煤粉锅炉内。这是由于没有燃尽的可燃物,附着在受热面上,在一定的条件下,重新着火燃烧。尾部燃烧常将省煤器、空气预热器、甚至引风机烧坏。
二次燃烧原因:
  炭黑、煤粉、油等可燃物能够沉积在对流受热面上是因为燃油雾化不好,或煤粉粒度较大,不易完全燃烧而进入烟道;点火或停炉时,炉膛温度太低,易发生不完全燃烧,大量未燃烧的可燃物被烟气带入烟道;炉膛负压过大,燃料在炉膛内停留时间太短,来不及燃烧就进入尾部烟道。尾部烟道温度过高是因为尾部受热面粘上可燃物后,传热效率低,烟气得不到冷却;可燃物在高温下氧化放热;在低负荷特别是在停炉的情况下,烟气流速很低,散热条件差,可燃物氧化产生的热量积蓄起来,温度不断升高,引起自燃。同时烟道各部分的门、孔或风挡门不严,漏人新鲜空气助燃。
处理措施:
立即停止供给燃料,实行紧急停炉,严密关闭烟道、风挡板及各门孔,防止漏风,严禁开引风机;尾部投入灭火装置或用蒸汽吹灭器进行灭火;加强锅炉的给水和排水,保证省煤器不被烧坏;待灭火后方可打开门孔进行检查。确认可以继续运行,先开启引风机10~15min后再重新点火。
02爆炸事故
锅炉是一种高温高压、具有安全风险的工业热能设施。锅炉爆炸是一种破坏力很强的能量释放事故,一旦发生,对于对工人人身、企业财产和周围建筑都将带来严重后果,其危害不容小觑。锅炉在缺水、布满水垢、承压过大的情况下都可能发生爆炸。无压锅炉在正常情况下不会发生爆炸,安全性较高,相对而言,承压锅炉的爆炸危险指数则高得多,在使用时一定要确保压力表、安全阀等测压附件的灵敏。锅炉爆炸分为内爆、外爆两种,内爆指炉内聚集的可燃物被瞬间引燃,燃气迅速膨胀并向外扩张造成的爆裂事故。外爆指烟道内供给燃料突然加速燃烧或突然停止燃烧,压力骤然变化引起的爆炸事故。
产生原因大致分为以下几种:
  1.安全阀、压力表等安全附件失灵或不启动;
  2.锅炉质量不过关或内部原件老化,存在安全隐患;3.司炉工责任意识较差,在工作过程中随意操作或擅自离岗。
  4.炉膛灭火方式错误,导致煤粉浓度增大至一定程度后被引爆。
爆炸事故解决办法
  预防措施如下:
  1.建立安全管理人,每天对锅炉工操作和安全防范工作进行监察控制。
  2.购买正规合格、质量优良的锅炉产品。
  3.定期对安全阀、压力表进行检测和修理,防止锅炉超压。
  4.确保锅炉腐蚀度合格,对锅炉上发现的裂纹进行消除。
  5.定期对司炉人员进行专业素质和安全教育培训,并匹配相应的奖惩制度,规范司炉人员的行为。
03锅炉变形
  锅炉工作严重负荷时,会随着炉内气流和气压膨胀程度不一产生相应的变形现象。锅炉变形分为内部元件变形和外部边缘损坏两种情况。如果处理不当,将恶化成爆炸事故。
  产生此类问题的原因有:
  1.司炉工过于压力的控制发生偏差或工作时间离岗;2.压力表等测压设施失灵;
04配风不合理
  排锅炉配风不合理会造成煤闸板烧坏、锅炉设备损坏、锅炉渗漏、炉墙坍塌等现象,而且在冒烟、冒火的情况下也可能对工作人员和工作环境造成损害。这类问题主要由人为产生,通常是由工作人员对于机械炉、排锅炉的分区等基础知识不了解,操作时手法不标准或控制错误引起。因此,司炉人员要提高自身的专业能力,规范自身操作行为,减少不必要的安全问题产生。
05错误操作、失职
  大部分的锅炉事故都是由人为的错误操作引起的,因此规范化操作是减少锅炉事故的根本措施。以下归纳出几种常见的错误操作行为并说明其危害1.习惯性从拔火门处投煤;这种操作会让炉内的冷空气不断增多,不仅浪费燃料,而且会增加不必要的排烟量,促使烟气的流量紊乱。同时经常这样操作容易使拔火门损害甚至报废。
  2.过水操作不当;循环水泵开启过慢,锅炉内水循环不畅,情形严重时会造成汽化事故。
  3.省煤器运行受阻;锅炉停止补水后,省煤器无法冷却且水流不畅,压力和温度骤升。这类问题易演变成渗漏甚至爆管事故。
  4.蒸汽锅控制不当;操作时对水位监视不当,在锅炉水位过高甚至满水状态,观察不仔细造成判断偏差。这类错误操作的后果较为严重,锅炉一旦炉温过热就可能产生烧伤、爆炸等重大事故。
  5.锅炉清理工作力度不够;锅炉长期清理不干净,沉积物无法排除并在二次受热后形成更多水垢。炉壁在滋生大量水污、盐污甚至腐蚀后,高温作业时随着壁温过高,锅炉鼓胀、变形,造成安全隐患。
06设计缺陷
  1、金属过热的问题
 ①锅炉水位表水连管的接口位置不合适。
锅炉最低安全水位比最高火界低,或者虽然高出最高火界,如最低水位在水位表中部,这都是不允许的。水位表的水连管位置,根据炉型不同和蒸汽锅炉安全监察规程的要求确定。
  ②角焊缝处的钢板伸出端过长。在火焰区内,受到高温作用,由于得不到充分冷却而过热裂缝如某锅炉厂设计的卧式回火管锅炉,炉胆连接处用角焊结构,由于伸出端长,得不到炉水的冷却,使钢板很容易过热而产生裂缝。
  2、锅筒上焊缝位置问题
  有些锅筒焊缝位置不合理,如二节锅筒纵向焊缝靠得太近,小于100毫米,或连成一条直线;有的一节锅筒采用两块钢板焊成;或者虽然用两块钢板焊成,但两纵缝相距离小于300;有的将纵向焊缝布置在受辐射热较强的部位。这些都是不允许的,焊缝处易产生缺陷,要排除这种设计。
  3、燃油、燃气、燃煤粉锅炉的防爆装置
  由于燃油、燃气锅炉的容量越来越大,单纯采用防爆门的方法来防止锅炉炉膛爆炸,已不能满足安全要求。因为炉膛大,若防爆门离得太远或面积不够,都起不到防爆的作用.故对大型锅炉防止炉膛爆炸的主要措施,是采用全自动的点火程序控制和灭火装置,一旦风机跳闸,能自动切断燃料供应;简易煤气锅炉应设点火炉装置。在容易爆炸的部位要装置防爆门,其位置应不危及人身安全。
  4、排污和上水位置问题
  在审查锅炉设计时,普通可以发现的问题是定期排污有位置不是在锅炉最低部位,使锅筒的水垢、水渣等排不干净;有的锅炉,排污口开在下锅筒的封头上,停炉底部的水放不干净,积在锅筒底部造成腐蚀;有的锅炉水冷壁管系统的下集箱处没有考虑排污问题,没有开排污孔;也有的将定期排污口与上水口开在一起;还有的锅炉上锅筒的连续表面排污管装在水位下侧附近,以排除含盐、含碱浓度最高的水面处的炉水,更有利和有效地降低炉水的含盐量和碱度,而是装在较下部位置,使排污水量增加;锅筒底部定期排污也经常不设置锅炉内排污管,使离排污口较远的部位的污物不易排除等等。锅炉上水管的设计也常出现一些问题。如管端集中出水,或喷到锅筒钢板、管板及炉胆壁上,造成温度应力,会产生裂纹。
  5、检修门孔的布置问题
  锅炉必须定期检验和经常维修,因此,要设计锅炉时,要保证便于检验、维修和清扫。要求在结构上设置必要的人孔。手孔、检验孔、洗炉孔和炉前、墙上的入孔。
  6、集箱端及位置问题
  以前有些锅炉的集箱采用法狡端板。这种结构已不能再继续被设计制造。因为锅炉停炉时,虽然压力表指示值已降到零.但由于压力表有一定误差,锅炉内仍可能有压力,由于法竺端板是外闭式的门盖,当拆卸时.剩余的蒸汽压力会将端盖打出伤人。另外.法兰和集箱是角焊连接,而且往往对连接螺栓不作强度校核.不能保证安全。故已子以淘汰。另外,集箱端板和手孔盖,都不能安装在炉膛内或砌在炉墙内‘安装在炉膛内就会过热,因为盖板较厚,炉膛内温度高,盖板上的热盆不易扩散,必然要烧裂;砌在炉墙内,就无法打开手孔盖对集箱作检查和清扫7、焊缝与于开孔的问题
  在锅筒上既有焊缝.又有管孔。原则上焊缝上不允许开孔。这是为了避免进一步削弱焊缝处的强度对于焊接管孔确实不能避开焊缝和其热影响以时.要满足一定条件.方可开孔。
事故案例
设计缺陷、终酿事故
1事故经过
某厂对某循环流化床锅炉进行为期一个月的检修,检修完成后请当地特种设备检测机构对锅炉进行安全检测。特种设备检测机构根据《锅炉检测检验规程》,要求对锅炉进行煮炉处理。煮炉完成后,按常规操作正式起火开炉,第一次起火由于炉膛底料结焦,导致第一次起火失败。工人师傅将主床底料全部清除并检查风帽有无堵塞,检查工作完成后在主床铺底料(底料为煤燃烧后剩余的大颗粒残余物),底料层厚250—300mm,然后加入木柴燃烧,打开炉门将未燃烧的木柴清除,留下炙热的木炭,然后开启鼓风机,随后开引风机,给煤起火,刚给煤不到两秒钟就听到主炉膛上方闷响。锅炉作业人员迅速停鼓风机、引风机和给煤机,然后到锅炉上方检查,发现锅炉主燃烧室炉拱被爆燃冲击波炸开约2㎡左右的大孔,炉顶部分仪表管道也被炉拱耐火砖砸变形。此次事故虽无人身伤害,但造成直接经济损失40000余元。
2事故原因分析
直接原因
1、设备缺陷。由于锅炉没有防爆门,炉膛内发生爆燃时,炉膛内气体体积迅速膨胀从薄弱部位涌出。
2、违反作业规程。在第二次铺好底料加入木柴燃烧后未先抽出木柴燃烧过程产生的部分可燃气体。
3、外部原因。该厂锅炉用煤经过粉碎后存放在煤仓里,由于停机检修,原来粉碎好的煤存放在煤仓里近一个月的时间。由于该厂所在地气温较高,煤仓里的煤热量积聚,并释放出甲烷等可燃气体。在给煤之前进煤端处于封闭状态,可燃气体不易外泄。开启给煤机,把煤粒吹入炉膛,同时也把大量可燃气体吹入炉膛,从而引起爆燃。巨大的燃烧冲击波把主燃烧室顶部炉拱炸开。
间接原因
1、交接班不严格。此次事故正好发生在中夜班交班后十分钟,交班人员未把情况交待清楚就下班,而接班人员也稀里糊涂地接班。
2、设备作业规程不完善。该厂在整理设备作业指导书时出于精简需要将大部分设备操作规程删除,对锅炉常见事故的预防措施无指导性规定。
3、对职工的培训不够全面。该厂每年都要对职工进行职业技能培训,但侧重生产工艺的培训,很少涉及锅炉安全知识培训以及煤的相关知识培训。
4、据事后调查,当班司炉工虽从事本工种三年,但在此之前未从事过锅炉的开炉起火作业,缺乏锅炉开炉起火的实际经验。
 


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