20t-h锅炉锅筒爆裂事故分析

20t h20t h 锅炉锅筒爆裂事故分析锅炉锅筒爆裂事故分析 一 概述一 概述 某工程为工艺装置配套新建 3 台产汽量为 20t h 主蒸汽压 力 p 2 45mpa 饱和蒸汽组装燃煤锅炉 工程分二期建设 一期 建设 a b 炉 2 台 于 2004 年 6 月建成并已投入运行 二期建 设 c 炉 1 台 拟于 2005 年 10 月建成投产 2004 年 12 月 27 日上午 8 点 30 分 因 b 炉在试烧煤种期 间熄火停炉 开始 a 炉点火 热启动 根据当班司炉介绍 约在 9 点 30 分汽压超过 2 0mpa 开启供汽阀并汽 之后发现 炉膛温度持续偏高不下 约 1020 汽压下降 至 1 4mpa 时 关闭并汽阀 减鼓风 此时就地水位计一侧失灵已多日 假水位 盘装水位表失灵未投用 无显示记录 高 低水位报警装置失 灵也已解除多日 现场仅有一名操作工 10 点 15 分左右省煤 器安全阀起跳 随之锅炉发生爆裂事故 紧急停炉 经现场勘 查发现 锅炉爆裂部位在上锅筒后部对流管束给水入口附近 呈现长约 600mm 宽约 10 80mm 的裂口 裂口处锅筒壁明显 减薄 裂口附近锅筒局部呈凹陷状 二 锅筒出现爆裂事故的因素二 锅筒出现爆裂事故的因素 锅筒发生爆裂的原因大致分为以下五种 1 超压 锅筒安全阀失灵 汽压超过额定压力不能自动起跳排汽降 压 锅筒发生爆裂 因此 要求操作人员每隔一两天要人工排 汽一次 且定期作自动排汽试验 如发现安全阀动作迟钝或失 灵 应及时修复 同时压力表要定期校验 保证其准确 运行 中 应防止锅炉负荷急剧降低 避免汽压突然升高 2 过热 造成过热的主要原因是锅炉严重缺水 此时如果向锅筒大 量注水 势必造成锅筒爆裂 因此在判断锅筒严重缺水时 切 忌向锅筒大量注入冷水 3 腐蚀 锅筒内 外表面如果严重腐蚀减薄 则不能承受额定压力 从而导致锅筒爆裂 如果除氧器正常操作 运行仅半年的锅炉 一般不会产生严重腐蚀减薄情况 4 裂纹 运行中使锅炉骤冷骤热 或负荷频繁波动 钢材在经常承 受交变应力的条件下会产生疲劳裂纹 锅炉骤冷骤热不仅会损 害金属材料 还会损坏炉墙 从现场观察 炉墙局部已呈现不 同程度的损坏 因此 锅炉启动不能太快 停炉时要使锅和炉同时协调降 温 即在停炉 4 6 小时要进行一次串水 即排污和向锅内加水 降低锅和炉的温差 停炉 4 6 小时内应紧闭炉门 看火孔和烟 风道挡板 避免温度下降过快 严禁锅炉在不关闭并汽门的情 况下热备用 因为这样锅炉所有部分逐渐冷却 而上锅筒会因 邻炉蒸汽进入温度较高 造成锅筒和炉管胀口的损坏 5 先天性缺陷 锅炉设计 计算错误 材料使用不当 制造质量不合格 三 锅筒爆裂原因分析三 锅筒爆裂原因分析 根据事故现象 位置和运行过程分析 初步判断为锅筒严 重缺水 过烧 锅筒材料许用应力降低 之后突然加水冷却 材料许用应力急剧变化 导致锅筒爆裂 主要体现在炉温持续 升高而汽压下降 锅筒安全阀未动作 省煤器安全阀起跳 据运行人员讲 在 12 月 23 日曾经发生一次锅筒严重缺水 烧干锅情况 由于发现及时 处理得当 紧急停炉 事故未遂 因此 事故的根本原因是锅筒严重缺水 过烧的结果 如果锅筒长时间严重缺水 干烧 即使不加水也会导致锅 筒爆裂 因为材料的许用应力在高温下降低 逐渐不再能承受 1 4mpa 压力的作用而破坏 上述判断是根据事故过程和现象的分析得出的 正确的结 论应该通过科学的方法和手段作出 最简便 快捷的方法是做 硬度实验 如果爆裂处材料硬度大大高于原始硬度 结论应为 锅筒过烧后加水急冷的原因 如果爆裂处材料硬度远远低于原 始硬度 结论应为锅筒长时间过烧 许用应力降低爆裂 最终 结论应由锅检所或相应权威部门作出 另一种实验方法是金相分析 这种方法费用较高 时间较 长 四 如何避免锅筒严重缺水四 如何避免锅筒严重缺水 根据现场观察 炉内大部分受热面管子表面附着一层厚度 约 1mm 松动的金属氧化皮 这是运行锅炉罕见的现象 一般炉 内受热面外表附着一些灰是正常的 由此可见该锅炉经常处在 缺水情况下过烧运行 1 监视和控制锅筒水位是司炉工的主要任务 正常情况下 水位计显示的水位应是微有波动 如果毫无波动 可能产生假 水位 此时可以通过叫水法判断 如果通过叫水仍不见水位 判断为严重缺水 必须紧急停炉 因此 在准确判断后再进行 果断处理是非常重要的 2 定时冲洗水位计 每班两次 冲洗步骤必须正确 开启放水阀 全关水阀用汽冲 全开水阀 全关汽阀 用水冲 在水位计清晰后 全开汽阀 关闭放水阀 3 经常进行两侧直读水位计 高位 和盘装水位表的对比 如发现差异应及时查明原因处理 必要时停炉检查 4 必须定期对水位计 水位表及高 低水位报警装置进行 校验和维护 如果水位计 表故障失灵 锅炉仍继续运行就好 比闭上眼睛开车 其后果可想而知 水位计经常出现故障的情况是很少的 为什么现场锅炉水 位计会经常发生故障呢 最大的可能是锅炉经常在锅炉骤冷骤热 或负荷频繁波动条件下工作 材料在经常承受较大温度梯度下 的应力交变 非常容易产生疲劳破坏 另一个可能是水位计堵塞 冷热不均造成的 5 正确控制排污 根据现场水位计和导压管经常堵塞的情况和锅内水的表观 颜色 充分证明是由于连续排污长期不投入的结果 锅筒长期不进行连续排污还会使蒸汽 炉水的含盐量和悬 浮物不断增高 最终导致汽水共腾和假水位 因此连续排污是 锅炉保证安全运行的重要手段之一 这种规模的锅炉不进行连 续排污是绝无仅有的 定期排污每班一次 每个排污点排污时间不得超过 30 秒 因为排污时间过长会破坏水循环 导致局部受热面缺水 过热 爆管 每次排污必须所有排污点 共 10 个 依次全排 如果只排 几点 会造成局部堵塞 破坏水循环 发生局部过热 爆管 排污时操作人员不得离开现场 且必须同时有人密切监视 锅筒水位