锅炉事故原因及处理，加实例分析

锅炉事故原因及处理，加实例分析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、常见的锅炉事故近年来，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。（一） 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+O2CO，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1100mm1500mm，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。（二） 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 710610 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 WNL41.25A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。（三） 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。（四） 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 100200mm 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。 （五） 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