火力发电厂煤粉锅炉炉膛爆炸原因解析_夏术军

哮魏鑫剥掌豁戒 了安全少加口6年第 3期 火力发电厂煤粉 锅炉 炉膛爆炸原因解析 夏术军任嘉 辽 宁省 安全科学研究院 摘要 文章论述火力发电厂锅炉炉膛爆炸产生的原因 并采 用事故树分析方法对锅炉炉膛爆炸原因做 定性分析 采用布尔代数运算法则确定各基本事件 引起炉膛爆炸事故的排 列顺序 关键词 炉膛爆炸 事故树 锅炉炉膛爆炸是指锅炉炉膛内可燃物聚集后引燃 造成的炉膛压力升高超过炉膛承压设计强度 以致发 生损坏 锅炉炉膛爆炸事故后果十分严重 轻者造成 设备严重损坏 重者导致人身死亡 我国青山电厂 神头第一发电厂 北仑港等发电厂都发生过炉膛爆炸 事故 造成重大人员伤亡和财产损失 炉膛爆炸可分为炉膛外爆及炉膛内爆两种 2 1 炉膛外爆 炉膛外爆的基本起因是 点燃积聚在炉膛或与锅 炉相连的通道或排 烟系统的有限空间内的可燃混合 物 当积聚在炉膛 内的危险可燃混合物与空气以一定 的比例充分混合 如果火源存在 将导致 快速或不可 控的燃烧 从而产生巨大的爆炸力 致使炉膛损坏 发生炉膛 外爆的 因素大多与锅炉炉膛的运行 有 关 经验表明 下列情况可能引起炉膛外爆 l 燃料 空气或点火源中断 足以导致瞬间失 去火焰时 立即或延时对炉内积聚物点火 2 燃料泄漏人停运的炉膛 用电火花或其它点 火源对炉内积聚物点火 3 没有充分吹扫而重复不成功的点火 导致爆 炸混合物的积聚 4 部分燃烧器失去火焰或不完全燃烧 将导致 燃料和 空气的爆炸混合物在炉内积聚 5 全炉膛火焰失去 导致 燃料和 空气的爆炸混 合物积聚在炉内 未经充分吹扫 用电火花或其它点 火源对炉内积聚物点火 6 用过大的风量吹扫 引发可燃物闷烧 7 在炉膛内条件紊乱或控制系统出现故障时 可能导致燃料 二 空气混合物灭火 当重新建立 可燃的 燃料 空气比例后 紧接着再着火 那么 由于 炉膛 紊乱条件下积聚在炉膛 内或锅炉其它部位死区的可燃 混合物 在点火时将产生爆炸 8 炉膛爆炸事件大多发生在锅炉灭火后 未经 充分吹扫就重新点火 或锅炉部分燃烧器灭火或部分 燃烧器未完全燃烧所致 2 2 炉膛 内爆 炉膛内爆是指因烟气侧压力过低而导致设备损坏 的现象 炉膛外爆常常能引起大家的注意和防范 但 是 炉膛 内爆很容易让人忽视 炉膛内爆的起因 l 对正确的 运行程序缺乏认识 对安全装置及 设备使用方法错误 2 设备或其控制特性不便于操作 3 锅炉燃烧系统的各种元件及其控制缺乏协调 一致 4 控制功能设计不良 3 1 事故树 事故树评价最 突出的优点是 可以评价出事故发生 的概率和找出事故的直接原因事件 并可以分析出事 故的潜在原因事件 根据引起炉膛爆炸事故的原因编 制事故树 并采用布尔代数运算等法则确定各基本事 件引起炉膛爆炸因素的排列顺序 瘾曦群 了安全少 0062 年第 3 期 锅炉 炉膛爆炸事 故 仪l 回回回 E E E3 3 3 3 3 E4 4 4 4 4E5 5 5 5 5 E 6 6 6 6 6 E7 7 7 7 7E 吕吕 E E E 0 0 0 0 09 9 9 9 9E 1 E11 1 1 E E E E E E E E E13 3 3 匾匾匾匾匾匾匾 E E EI 井井 E 一 炉膛燃料浓度大 E Z一 锅炉灭火 E 3 一 灭火后继续投粉 E 4一 断电 E 一 火焰 打闪 E 6一 风系统故障 E 7一 燃烧工况破坏 E 一 炉 温过低 E g一 来煤粉不匀 E 一 风量不足 E 一燃烧工况恶化 l E 一 燃烧条件差 E13一 燃烧不稳 E 14一 煤质影响 一 灭火保护装置 失灵或没有设置灭火保护装置 a 一 未及时投人助燃油料 x 一 炉膛吹扫不彻底 x Z一 未发现灭火 x3一 采用爆燃法 x 一 未及时切换 备用电源 x s一 给粉机电源全断 x 一 给粉机故障 x 一 粉位过低或煤粉 自流 X 一次风管堵 塞 x g一 送风机故障 X l 一 引风机故 障 x 一 二次风管堵塞 x 一 煤粉太粗 x 3 一 司炉人员未调整好风煤比 x l 一 掉大焦 x 15 一次风温过低 或风速过大 x l 一 除灰时 漏人大量冷风 x l 一 未加强看火调整操作 x 一 锅炉负荷低 x l g一 炉膛吹灰操作不当 x Z 一 煤种类 质量变化 x Z 一 司炉调整不及 时 X Z 一 炉膛漏风 3 2 求最小割集 x 17 x lx 7 x sa X IX17 X ga X x Z X Z X 17 al 如果顶上事件 T 发生 根据布尔代数运算法则求 x x l l a x lx Z l a x x 13a a x ZX4x sal 解 得到 x Zx6 x sal x 2x 6x l l x Zx7X al X Zx7XI a T a x E x E X Zx ZXsa t XZX1 2x la X ZXga X ZXloa x 2X1 4 X 1 7 alx E 3 X x E 4 E S E 6 E E s a x Zxls x 17 1 X 2X16 x 1 7al X Zxsx IX 7 a x ZX 7 a x x x 3 x x X 4 X S E gE Xgx 18a x Zx l7x 9 x 2X20X2 1X 17 al x Zx18alaZ X2X2 2 x l E lx l 7 2 X l X I X 22 l a2 x Zx 3 l a2 x 3x 4 x sal x 3X6X al X 3X6X l a x x Z x x X x 4 X X X 7 x 3x7 x al x 3x 7 x l 1 x 3X 12 X al X 3 X 12 X l a x 1 2 x x 1 X g X X g X x 3 x gal x3x l o a x 3 x 1 4 x 1 7 al X 3X 15 x 7a X 3X 16 x 4 X l X 16 E 12 E 3 X 17 aZX13 x 7 1 x 3x xl l x l 7 a X 3X 7 X l al X 3x 17 X 19a aZxl a2X2 2 1 x 3x Zo x 21x 7a x 3xl a aZ x3X2 2a a Z X 3x 3al a2 lx X Z x 3 X l x X 4XS X 6 x 3 3 根据结构重要系数计算公式得到 计算过程略 x 1 2 X X l X g X l x g X l I al I l x 2 I 3 I 一7 I 8 X 4 X 15 X 16 x X l l x o X ls X 19 I aZ I 11 I 6 I 7 二 I 9 二 I 10 x Zo X Z X 17 aZX aZxl a2X2 2 I 12 I 一s x 4 I 5 I 13 I 14 对上式进 行 展开 利用结合律 分配 律 等幂 x 15 I 16 I 19 I 2 2 I 2 0 I 2 1 律 吸收律等运算法则 得到最小割集5 7个 3 4 分析结 果 x x 4 X5a X IX6X a X X 6x l ar X X 7 X s z 由事故树的分析可知 z 出现概率最 x 1X7x l al X IX1 2Xsa x 1X1 2x l a X IXgal X IXI 大 设置可靠的锅炉灭火保护装置是防止锅炉灭火后 x x14 x 1 7al X x l 5 X 7al X IX1 6X 7al X XoX 炉膛爆 炸的重要措 施 一旦在锅 炉灭火 的危急工况 摄 哮身自剥掌豁戒 了安全少么刃 6年第3期 下 灭 火保护装置就必须动作 停止一切燃料进入炉 膛 2 I l 出现概率 次之 因此锅 炉每次点火 前 必须按规定进行通风吹扫 3 蛛 3 蛛 2 出现概率次之 锅炉一旦灭 火 应及时发现 严禁采用爆燃法恢复燃烧 4 玩 1 7 出现概率 第三 为防止锅炉灭火及 燃烧恶化 应加强看 火调整燃烧 稳定燃烧 5 I 8 I r l 表明 避免一 二次风管 堵塞 防止燃烧恶化 6 I a 2 表 明 及 时投人 助燃油料 避免锅 炉灭火 7 I 6 I 7 I 9 I 10 I 12 I 1 8 表明 锅炉制粉系统 烟风系统正常运行是保证 锅炉燃烧稳定的重要因素 尤其是在低负荷运行时更为 重要 8 I 4 I 5 x 13 I 14 I 15 I 16 I 19 I 儿 表明 应保证电 源 可靠性 及时调整炉膛燃烧状况 采用正确吹灰方法 9 I 20 I 21 表明 强煤质管理和煤质 变化及时调整燃烧 l 为防止锅炉灭火及燃烧恶化 应加强煤质管 理和燃烧调整 稳定燃烧 尤其是在低负荷运行时更 为重要 2 为防止燃料进人停用的炉膛 应加强锅炉点 火及停炉操作的监督 3 保持锅炉制粉系统 烟风系统正常运行是保 证锅炉燃烧稳定的重要因素 4 锅炉一旦灭火 应立即切断全部燃料 禁止 投油稳燃或采用爆燃法恢复燃烧 5 锅炉每 次点火前 必须按规定 进行通风吹 扫 6 锅炉 炉膛结渣除影响锅炉受热面安全运行及 经济性外 往往由于锅炉在掉渣的动态过程中 引起 炉膛 负压波动或灭火检测误判等因素而导致灭火保护 动作 造成锅炉灭火 因此 除应加强燃烧调整和防 止结渣外 还应保持吹灰器正常尤 为重要 7 加强锅炉灭火保护装置的维护与管理 勺币 丐硒 二 汤 夕倪 夕倪沂伙 口倪口倪 矛勺夕 泪矛倪曰倪毋 资 日 日今日 日龟日 夕 甲 夕 日 日 食 夕又曰 日兮日 日 倪夕倪睁倪口佗毋佗甲 日 夕佗归 护倪习夕龟尸佗归勺矛 日 佗汾今夕 夕 食夕 夕 上接第n页 3 对未清干净的设备每 4h对 内部采样分析一次 监测气体变化 J清况 4 对常压塔 减压 塔 电脱 盐罐等较大设备配置鼓风 机加强通 风 2 3 事故处理总则 l 在装 置改造中 各 种事故 的隐患可能会突发性地发生 操作 人员要每时每刻都要牢固树立安全 第一 警钟长鸣的思想 在 碰到事 故发生 要冷静 沉着正确判断安 全故障的原因 尽 量把事 故的损失 减小到最小程度 如遇人员中毒时 将中毒人员远离毒源头 移到安 全 通风的地方 进行现场抢救 并及 时通知医院来车抢救 要佩带好防 毒面具进行抢救 2 在改造 中 罐 槽 塔 管线等设备存留易燃 易爆 有毒 有害物质时 其出人口或与设备系 统连接处 所加的盲板 应挂上 有 物料 注意防火或防毒 的警告牌 并指定专人看管 3 打开设备的人 孔时 其内 部温度 压力应降到安全条件以下 并从上而下依次 打开 在 打开底部 人孔时首先确认设备内部的残余液 体已经放空 切记不要把螺栓一下 全部折开 严 防烫伤人员 4 含 油污水 系统的检 查 中 漏斗要确实封死 装置区内的明沟 地坑 地面 平 台及设备 管道外 表的油 污 物料要 吹扫干净 避免 动火时发生燃烧 爆炸 5 凡 进 人 有毒 有 害 部位 包括设备内 下地槽 进 下水井 内 作业 必 须办理 进人容器工作 票 落实监督护理人员和防范措施 选用适合的防毒面具 氧气呼吸器 等特殊 防护用品 以防 中毒 6 凡 进人 塔 炉膛 容 器 烟道 下水 井或其它密封设备内作 业 必须办理进人设备作业许可证 并指派专人现场监护 7 在清