工业锅炉危险性分析

TOC\o"1-4"\h\z\u4危险辨识与灾害后果预测 34.1锅炉危险因素辨识 34.2工业燃煤锅炉常见事故的特征或现象、后果预测及原因分析 44.2.1锅炉爆炸 4（1）定义 4（2）事故特征或现象 4（3）原因分析 44.2.2爆管 5（1）定义 5（2）事故特征或现象 5（3）事故后果或危害 6（4）原因分析 64.2.3缺水 7（1）定义 7（2）事故特征或现象 7（3）事故后果或危害 8（4）原因分析 84.2.4满水 9（1）定义 9（2）事故特征或现象 9（3）事故后果或危害 9（4）原因分析 94.2.5汽水共腾 10（1）定义 10（2）事故特征或现象 10（3）事故后果或危害 10（4）原因分析 104.2.6超压 11（1）定义 11（3）事故后果或危害 11（4）原因分析 114.2.7炉膛爆炸 12（1）定义 12（2）事故特征或现象 12（3）事故后果或危害 12（4）原因分析 134.2.8热水锅炉锅水汽化 14（1）定义 14（2）事故特征或现象 14（3）事故后果或危害 14（4）原因分析 145预警和预防机制 155.1预警 155.2预防机制的基本要求 155.3工业燃煤锅炉常见事故的预防措施 165.3.1锅炉爆炸的预防措施 165.3.2爆管的预防措施 175.3.3缺水的预防措施 175.3.4满水的预防措施 175.3.5汽水共腾的预防措施 185.3.6超压的预防措施 185.3.7炉膛爆炸的预防措施 185.3.8热水锅炉锅水汽化的预防措施 207.5针对工业燃煤锅炉常见事故的处理措施 207.5.1锅炉爆炸处理措施 207.5.2爆管处理措施 207.5.3缺水处理措施 207.5.4满水处理措施 217.5.5汽水共腾处理措施 227.5.6超压处理措施 227.5.7炉膛爆炸处理措施 237.5.8热水锅炉锅水汽化处理措施 234危险辨识与灾害后果预测4.1锅炉危险因素辨识参照GB6441—1986《企业职工伤亡事故分类》对工业燃煤锅炉进行危险因素分类，考虑锅炉正常运行、异常（检修）和紧急（事故）状态，涉及的危险、有害因素比较多，主要有锅炉爆炸、火灾、灼烫、机械伤害、物体打击、触电等。企业开展锅炉事故应急救援应综合考虑这些危险因素。对发生事故的灾害后果应进行预测。同时，灾害影响的地域范围、人员数量、重要或居民建筑物等因素也应予以考虑。4.2工业燃煤锅炉常见事故的特征或现象、后果预测及原因分析4.2.1锅炉爆炸（1）定义锅炉爆炸事故是指锅炉主要受压元件在承压状态下瞬间破裂，使锅炉压力突然降到等于外界大气压力的事故，一般来说，这是锅炉事故中最严重的事故。（2）事故特征或现象爆炸的一瞬间伴着巨响，具有一定压力和相应温度的汽水几乎全部冲出炉外，爆炸时释放的能力使锅炉本体破裂、移位，特别是产生巨大的冲击波，能够摧毁和震坏建筑物、造成严重的破坏和人员伤亡。事故后果或危害：锅炉爆炸是最严重的锅炉事故，会造成周围建筑物及设备设施损坏、严重的人员伤亡。（3）原因分析①超压。运行压力超过锅炉最高许可工作压力，钢板（管）应力增高超过强度极限值，不能承受额定压力而破裂。出汽口堵塞、安全阀门失效、到额定的压力时不能自动排汽降压、压力表失效等都可引起超压。②过热。钢板（管）的工作温度超过极限值，耐热强度降低超过允许值，不能承受额定压力而破裂。这主要是由于严重缺水、受热面水垢太厚、燃烧不均匀导致局部过热等原因而造成的。③腐蚀。钢板（管）内外表面腐蚀减薄，强度显著降低，不能承受额定压力而破裂。④裂纹和起槽。在长期运行中频繁启动和停炉，操作不当使锅炉骤冷骤热，或者负荷波动频繁，钢材承受交变应力，产生疲劳裂纹，同时由于腐蚀的综合作用形成起槽开裂和强度下降，强度显著降低，不能承受额定压力而破裂。⑤先天性缺陷。例如，设计时采用不合理的角焊结构，强度计算错误，用材不当，制造、安装及修理的施工工艺不好，特别是焊接质量不合格等隐患，在使用中缺陷扩展，不能承受额定压力而破裂，直至发生爆炸。⑥发生超压等锅炉事故时处置不当，导致爆炸事故。4.2.2爆管（1）定义爆管指锅炉受热面管子爆破，是锅炉运行中性质严重的事故。（2）事故特征或现象①水冷壁管或对流管束破裂不严重时，可以听到汽水喷射的响声，严重时会发出明显的爆破响声。②炉膛由负压变为正压，蒸汽和炉烟从炉墙的门孔及漏风处大量喷出。③水位、汽压、排烟温度迅速下降，烟气颜色变白。④给水流量增加，蒸汽流量明显下降。⑤炉内火焰发暗，燃烧不稳定，甚至灭火。⑥炉排上有黑煤堆，灰渣斗内有湿灰，甚至向外流出水汽。⑦引风机负荷增大，电流增高。（3）事故后果或危害一旦发生爆管事故，可能会损坏邻近的管壁，冲塌炉墙，并且在很短的时间造成锅炉严重缺水，使事故扩大。（4）原因分析①水质不符合标准。没有水处理措施或对给水和锅水的水质监督不严，使管子结垢或腐蚀，造成管壁过热，强度降低。②水循环破坏。锅炉设计、制造不良，水循环不好；在检修时，管子内部被脱落的水垢堵塞；由于运行操作不当，使管外结焦，受热不均匀，破坏了正常水循环。③机械损伤，管子在安装中受较严重机械损伤，或在运行中被耐火砖或大块焦渣跌落砸坏。④烟灰磨损，处于烟气转弯，短路或被正面冲刷的管子管壁被烟灰长期磨损减薄。⑤吹灰不当。吹灰管安装位置不当，使吹灰孔长期正对管子冲刷。⑥材质不合格。管材未按规定选用和验收，存在夹渣、分层等缺陷，或者焊接质量低劣，引起破裂。⑦升火速度过快，或者停炉放水过早，冷却过快，管子热胀冷缩不匀，造成焊口破裂。⑧严重缺水时，管子缺水部分过热，强度降低。⑨给水温度低，给水导管位置又不合适时，给水不能与炉水充分混合，而集中进入炉管，使炉管因温度不均匀发生变形，造成胀口处漏水，甚至发生环形裂纹。4.2.3缺水（1）定义锅炉运行必须保持正常水位，当水位表中的水位低于最低安全水位时，称为缺水事故。（2）事故特征或现象①水位低于最低安全水位线，或者看不见水位。②虽有水位，但水位不波动，实际是假水位。③高低水位警报器发出低水位警报讯号。④蒸汽流量大于给水流量。但若因炉管或省煤器管破裂造成缺水时，则出现相反现象，即系统给水显示量与实际给水量不符，蒸发量明显降低。⑤过热蒸汽温度急剧上升。⑥严重时可嗅到焦味。（3）事故后果或危害可能引起受热部件超温损坏，严重的缺水事故或对缺水的处置不当是锅炉爆炸的主要原因之一。（4）原因分析①司炉人员疏忽大意，忽视对水位的监视；不能识别假水位，造成判断错误。②水位表安装位置不合理；汽水连接管堵塞；或冲洗水位表后，汽水旋塞未拧到正常位置，形成虚假水位。③用汽量增加后未加强给水。④给水设备发生故障；给水自动调节器失灵，或水源突然中断停止给水。⑤给水管路设计不合理；并列运行的锅炉相互联系不够，未能及时调整给水。⑥给水管道被污垢堵塞或破裂；给水系统的阀门损坏。⑦排污阀泄漏或忘记关闭。⑧炉管或省煤器管破裂。4.2.4满水（1）定义当水位表中的水位超过最高安全水位时，称为满水事故。（2）事故特征或现象①水位高于最高安全水位红线，或看不见水位。②双色水位计呈全部水相指示颜色。③高低水位报警器发出高水位报警信号。④过热蒸汽温度明显下降。⑤给水流量不正常大于蒸汽流量。⑥严重时蒸汽大量带水，蒸汽含盐量增加，蒸汽管道内发出水锤声，连接法兰处可能向外冒汽滴水。（3）事故后果或危害满水事故可造成锅筒蒸汽空间缩小，促使蒸汽大量带水，造成过热蒸汽温度下降，过热器内积垢，严重时会发生蒸汽管道水击事故。（4）原因分析①锅炉运行人员操作责任心不强，对水位的监视不严，调整操作不及时或操作有误。②给水装置或者监视表计出现故障，如给水自动调节器失灵，蒸汽、给水流量计或者水位计的表计指示不准确，使运行人员误判断以至误操作。③水位表安装位置不合理；汽、水连管堵塞，形成假水位。④给水管路的压力突然升高，或者备用给水管路截止阀泄漏。4.2.5汽水共腾（1）定义锅筒内蒸汽和锅水共同升腾，产生泡沫，汽水界限模糊不清，使蒸汽大量带水的现象，称为汽水共腾事故。（2）事故特征或现象①水位表内水位剧烈波动，甚至看不清水位。②过热蒸汽温度急速下降。③蒸汽管道内发生水冲击；法兰连接处漏气、漏水。④蒸汽的湿度和含盐量迅速增加。（3）事故后果或危害汽水共腾时水位表内水位剧烈波动，很难监视。同时，蒸汽品质急剧恶化，使过热器积垢过热，降低传热效果，严重时会发生爆管事故。（4）原因分析①锅水质量不合格，有油污或含盐浓度大。②并炉时开启主汽阀过快，或者升火锅炉的汽压高于蒸汽母管内的汽压，使锅筒内蒸汽大量涌出。③严重超负荷运行。④表面排污装置损坏，定期排污间隔时间过长，排污量过少。4.2.6超压（1）定义指锅炉在运行中，锅内的压力超过最高允许工作压力而危及锅炉安全运行的事故。（2）事故特征或现象①汽压急剧上升，超过许可工作压力，安全阀动作。②超压报警仪表动作，发出报警信号。③蒸汽流量减少，蒸汽温度升高。（3）事故后果或危害锅炉超压时，安全阀动作会影响经济性，安全阀不动作时会损坏锅炉受压部件、管道或用热设备，常常是锅炉爆炸的直接原因。（4）原因分析①用汽设备发生故障而突然停止用汽或用汽量下降时，不能把信息及时反馈到锅炉房内。②司炉工人责任心不强，失职、脱岗或误操作。③安全阀失灵或失调。④压力表指示不正确。⑤超压报警装置失灵。⑥启动锅炉后主汽阀没有打开。⑦锅炉因有缺陷而降压使用时，安全阀排汽截面积没有重新计算而更换安全阀等。4.2.7炉膛爆炸（1）定义通常指在锅炉点火期间及运行中炉膛灭火期间，炉膛内和烟道中积存的可燃性混合物瞬间同时爆燃，产生化学爆炸。这种爆炸使炉膛烟气侧压力突然升高，超过了设计结构的允许值而造成水冷壁、刚性梁及炉顶、炉墙破坏的现象，也称正压爆炸。燃煤锅炉中，循环流化床、煤粉锅炉等炉型易发生此类事故。（2）事故特征或现象炉膛爆炸时伴有巨大响声，炉膛烟气侧压力突然升高，并将防爆门冲开，向外喷出火焰和烟尘，可造成水冷壁、刚性梁及炉顶、炉墙的破坏，严重时可造成锅炉整体坍塌完全损坏。（3）事故后果或危害可能造成水冷壁、刚性梁及炉顶、炉墙破坏，喷出的火焰和烟尘可能会伤及周围人员。对水管锅炉的砌筑炉膛，炉膛爆炸可使炉墙塌垮或开裂，锅炉水冷壁等受压部件变形移位甚至破裂，围绕炉膛设置的构架、楼梯、平台变形或损坏，常造成人员伤亡。（4）原因分析①在锅炉点火前，因阀门关闭不严或泄漏、操作失误、一次点火失败等情况，使燃料进入炉膛，而又未对炉膛进行吹扫或吹扫时间不够，在炉膛内留存有可燃物与空气的混合物，且浓度达到爆炸范围，点火即发生炉膛爆炸。②由于燃烧设备、控制系统设计制造缺陷或性能不佳，导致锅炉燃烧不良，在炉膛中未燃尽的可燃物聚积在炉膛、烟道的某些死角部位，与空气形成燃爆性混合物，被加热或引燃，造成爆炸。③由于燃烧调整不当，配风不合理，导致可燃物进入烟道；炉膛负压过大，将未燃尽的可燃物抽入烟道；返料装置堵灰使分离器效率下降，致使未燃尽颗粒填接进入烟道，与空气形成燃爆性混合，且浓度达到爆炸范围，造成爆炸。④由于循环流化床锅炉返料器堵塞，当细灰积累到一定时，容易导致大量含有20%左右碳的细灰在短时间内进入炉膛，在返料风的作用下，与空气快速混合充满炉膛，在炉内高温环境下极易发生爆燃。⑤设计上缺乏可靠的点火装置及可靠的熄火保护装置及连锁、报警和跳闸系统，炉膛及刚性梁结构抗爆能力差。4.2.8热水锅炉锅水汽化（1）定义指热水锅炉锅水全部或局部超温汽化的事故。（2）事故特征或现象①锅炉内有水冲击响声，管道发生震动。②锅水温度急剧上升，超温报警器发出超温信号。③锅炉压力突然升高，安全阀启动、排出蒸汽，从膨胀水箱内冒出水和蒸汽。④循环系统管道内发生水冲击等。（3）事故后果或危害锅水汽化事故对热水锅炉和循环系统的安全运行威胁很大，通常会造成热水锅炉内和循环系统管道内水冲击，产生很大的响声和剧烈的震动，甚至引起建筑物震动，严重时会引起锅炉爆炸。（4）原因分析①热水锅炉发生循环中断事故后，处理不当。②突然停电停泵，或循环泵发生故障。③热水锅炉或循环系统严重泄漏，或恒压装置发生故障，造成锅炉内的压力突然下降。④司炉工操作失误，例如强制循环热水系统，在启动时，先将锅炉点火，后开启循环泵；在停炉时，先停止循环泵，后停止锅炉运行或锅炉内的燃料和蓄热量没有全部散发尽，急于停止循环泵运行等错误的操作。⑤温度表、压力表失灵，造成误判断。⑥锅炉结构不合理或燃烧工况不良，造成锅炉各并联管路热偏差过大或锅水流量分配不均，产生局部过热汽化。⑦锅炉部分管子内积存水垢或杂物，使锅炉局部水循环遭到破坏。5预警和预防机制5.1预警根据当地政府应急管理要求，结合设备所在企业应急预案的规定与程序，在编写本专项应急预案时应明确事故预警的条件、方式、方法和信息的发布程序。5.2预防机制的基本要求企业应建立预防和控制锅炉事故发生的管理制度，主要包括（但不限于）：（1）工业燃煤锅炉安全管理制度和岗位安全责任制度；（2）专门机构或者设专（兼）职人员；（3）定期分析工业燃煤锅炉安全状况，完善事故应急预案；（4）使用登记、定期检验制度；（5）企业日常检查制度；（6）消除事故隐患制度；（7）作业人员培训考核、持证上岗制度；（8）XXX锅炉安全状况的定期报告制度。5.3工业燃煤锅炉常见事故的预防措施5.3.1锅炉爆炸的预防措施为了杜绝锅炉发生爆炸事故，除了要对锅炉正确设计和选材，确保制造和安装质量，以及进行定期检验，保持设备完好外，在运行中还要特别做好以下几项工作。（1）防止超压。①保持锅炉负荷稳定，防止骤然降低负荷，导致汽压上升。②防止安全阀失效，定期做自动排汽或人工排汽试验，并按时校验。③定期校核压力表。（2）防止过热。①防止缺水。每班冲洗水位表，检查所显示的水位是否正确。定期清理旋塞及连通管，防止堵塞。定期维护检查水位警报器或超温警报设备，保持灵敏可靠。严密监视水位，万一发生严重缺水，绝对禁止向锅炉内进水。②防止积垢。正确使用水处理设备，保持锅水质量符合标准。认真进行表面排污和定期排污操作。定期清除水垢。③防止火焰短路和偏烧。注意观察炉体绝热保温层有无局部脱落，导致火焰烟气短路和偏烧受热面局部过热的现象。若有此现象，应及时停炉检修恢复。（3）防止腐蚀。根据锅炉和水质采取有效的水处理和除氧措施，保证给水和锅水质量合格。加强停炉保养工作，及时清除烟灰，涂用防锈油漆，保持炉内干燥。（4）防止裂纹和起槽。保持燃烧稳定，避免锅炉骤冷骤热；加强对封头（管板）板边等应力集中部位的检查，一旦发现裂纹和起槽必须及时处理。（5）加强锅炉管理人员应急技术针对性培训，当发生锅炉事故或出现事故征兆时，能够及时采取正确的措施进行有效处理。5.3.2爆管的预防措施（1）检修时及时修复管子的缺陷。（2）做好水处理工作。保证锅炉使用合格的水质；在运行中坚持炉水化验制度，按规程做好定期排污工作。（3）锅炉运行中，严格执行安全操作规程，严密监视锅筒水位的变化，经常检查、及时发现并立即消除设备出现的故障。5.3.3缺水的预防措施（1）运行人员在操作中应加强责任心，严密监视和检查水位计的变化情况，发现水位异常情况时应做出正确判断并及时处理。（2）锅炉检修时，应确保给水装置及各种监视仪表工作性能的安全可靠。（3）运行中，要按规定冲洗水位计。5.3.4满水的预防措施（1）运行人员在操作中应加强责任心，严密监视和检查水位计的变化情况，发现水位异常情况时应做出正确判断并及时处理。（2）锅炉检修时，应确保给水装置及各种监视仪表工作性能安全可靠。（3）运行中，要按规定冲洗水位计。5.3.5汽水共腾的预防措施（1）经常检查定期排污和连续排污装置，保证按时和有效排污，加强水质监督。（2）避免超负荷运行。（3）并炉时控制锅炉汽压，开启主汽阀门速度不宜过快。5.3.6超压的预防措施（1）用汽部门和锅炉房建立有效的沟通机制。（2）加强司炉工培训。（3）安全附件定期校验。5.3.7炉膛爆炸的预防措施（1）根据锅炉容量和大小，在锅炉炉膛和烟道的容易爆燃部位装设可靠的炉膛安全保护装置。安全联锁保护装置的电源应有可靠保证。如：防爆门、炉膛火焰和压力检测装置，连锁、报警、跳闸系统及点火程序、熄火程序控制系统，同时尽量提高炉膛及刚性梁的抗爆能力。（2）在锅炉点火前对炉膛进行充分吹扫，开动引风机给锅炉通风（5～10）min，没有风机的小型锅炉可自然通风（5～10）min，以清除炉膛及烟道中的可燃物质。点火时，应先送风，之后投入点燃火炬，最后送入燃料，即以火焰等待燃料，而不能先输入燃料再点火。一次点火失败，需要重新点燃时，必须重新通风吹扫，再按点火步骤进行点燃

。（3）锅炉运行时，控制和联锁保护装置不得任意停用。装设了联锁保护装置的锅炉，运行人员仍须对燃烧状况和仪表附件严加监控。在锅炉运行中发现炉膛熄火，应立即切断对炉膛的燃料供应。待对炉膛进行通风吹扫后，再行点火。若发现燃烧不良，应充分重视，分析原因，改进燃烧设备或运行措施，完善燃烧，以防在炉膛及烟道内积存可燃物。

（4）锅炉正常停炉、压火及紧急停炉时，一定要先停止给煤。当炉床温度趋向稳定或稍有下降趋势时，再停送风机。如后床或料斗内煤量太多，产生大量可燃性气体及干燥的煤粉，应关闭供煤闸板，减弱燃烧，依次停止鼓风，当燃烧停止后继续保持引风，待排除可燃性气体及干燥的煤粉后，方可关闭引风。（5）对于循环流化床锅炉，发现烟温不正常升高时，应加强燃烧调整，使风煤比调整到合适的范围内；若是由于返料装置堵灰造成的应立即将返料装置内的堵灰放净；若烟道内可燃物再燃烧使排烟温度超过300℃5.3.8热水锅炉锅水汽化的预防措施（1）锅炉应有备用电源，或者有由内燃机带动的备用循环水泵。（2）加强热力系统检查，避免泄漏。（3）加强司炉工培训，提高操作和运行水平。7.5针对工业燃煤锅炉常见事故的处理措施7.5.1锅炉爆炸处理措施按照预案的要求报告，启动应急预案，疏散周围人员。一般锅炉爆炸后果严重，常伴随建筑物倒塌等，应在保证应急抢险人员安全的前提下，立即组织抢救遇险人员，注意断水、断电，关闭各系统阀门，相关承压设备注意减压，防止因锅炉停运造成的系统（工艺）性的次生灾害。7.5.2爆管处理措施确定爆管事故发生后，应紧急停炉，尽快停止燃料供应，减少锅炉过热程度。引风机必须继续运行，待排尽炉烟和蒸汽后方可停止，以降低炉膛温度。如有数台锅炉并列供汽，应将故障锅炉与其他锅炉、蒸汽母管、共用烟道等有效隔断。具备条件后，进行检修。7.5.3缺水处理措施（1）先校对各水位表所指示的水位，正确判断是否缺水。在无法确定缺水还是满水时，可开启水位表放水旋塞，若无锅水流出，表明是缺水事故。（2）按照以下程序进行“叫水”：先开启水位表放水旋塞，再关闭汽连接管旋塞，然后缓慢关闭放水旋塞，观察水位表内是否有水位出现。此时，水位表的上部没有压力，只要水位不低于水连管孔，借助锅筒内的汽压就能将水位表内的水位升高，以至能够看到，表明是轻微缺水。如果经过“叫水”水位表内仍无水位出现，表明是严重缺水。必须注意，“叫水法”不适用于水位表的水连管孔口低于最高火界的卧式锅炉，因为即使“叫”出了水，锅炉内的实际水位仍在最高火界以下，这是非常危险的。（3）锅炉轻微缺水时，应减少燃料和送风，减弱燃