安全工程師鍋爐事故分析講解

一、鍋爐事故分類 鍋爐運行中可能發(fā)生各種事故。根據事故嚴重程度的不同，通常將鍋爐事故分為以下三類：

1.爆炸事故 鍋爐主要受壓元件―――鍋筒（鍋殼）、爐膽、管板、下腳圈及集箱等發(fā)生較大尺寸的破裂，瞬時釋放大量介質和能量，造成爆炸。

2.重大事故 鍋爐部件或元件嚴重損壞，被迫停止運行進行修理的事故，即強制停爐事故。這類事故有多種，不僅影響生產和生活，也會造成人員傷亡。

3.一般事故 鍋爐運行中發(fā)生了故障或損壞，但情況不嚴重，不需要立即停止運行。

二、鍋爐爆炸事故的常見情況

鍋爐爆炸通常有以下三種情況：

1.超壓引起的爆炸鍋爐主要受壓元件的介質壓力超過了其允許計算壓力[P]并達到爆破壓力Pb，造成爆炸。

引起超壓爆炸的原因有：安全閥、壓力表等安全裝置失靈；操作人員脫崗睡崗，放棄對設備的監(jiān)控；關閉或關小出汽閥門造成鍋爐“憋燒”；無承壓能力的生活鍋爐改作承壓蒸汽鍋爐。

防范這類爆炸的主要措施是加強教育和管理。

2.缺陷引起的爆炸 在未超壓超載情況下，鍋爐主要受壓元件因產生裂紋、嚴重變形、腐蝕、組織變化等缺陷而導致爆炸。

這類爆炸涉及鍋爐的設計、制造、安裝、運行等各個環(huán)節(jié)，要防范這類爆炸，除確保上述環(huán)節(jié)無損于鍋爐的性能與質量外，還應加強檢驗，及時發(fā)現并妥善處理各種缺陷。

3.嚴重缺水導致的爆炸 直接受火的鍋爐筒體、封頭、管板、爐膽等如嚴重缺水并突然加水，常會導致鍋爐爆炸。

防范這類爆炸的主要措施是加強運行管理，避免缺水事故。萬一發(fā)現鍋爐嚴重缺水，必須立即停爐，不得加水。

三、鍋爐重大事故簡介 常見的鍋爐重大事故如下表所示。其中缺水事故、滿水事故、汽水共騰、過熱器管損壞等系蒸汽鍋爐事故。其余事故在蒸汽鍋爐、熱水鍋爐中均可能發(fā)生。由于缺水事故、爐膛爆炸事故發(fā)生率高，后果嚴重，還要另外專門介紹。

缺水事故

水位表中水 位低于最低安 全水位、虛假水位或看不到水位，過熱蒸汽溫度及排煙溫 度異常升高

水位表管 路及閥門堵塞 ；給水設備及管路故障；排污閥及放水閥泄露；爐管爆破；運行人員放棄監(jiān)視

完善供水設備及 相關 管路附件加強運行管理

滿水事故

水位表中水 位高于最高安 全水 位、虛假水位或看不到水位，過熱 蒸汽溫度降低，過熱器內水擊

水位表失 靈；給水自動調節(jié)器失靈；運行人員放棄監(jiān)視

加強運行管理

汽水共騰

水位表內水位劇烈波動上升，過熱汽溫下降，過熱器內水擊

鍋水水質惡化，含鹽量及堿度過高；用汽負荷增加過快

嚴格進行水質化驗、水質處理及鍋爐排污操作

爐管（水冷壁、對流管束、煙管）爆破

有爆破聲及噴汽聲，水位、汽壓顯著下降，爐膛負壓變?yōu)檎龎?，排煙溫度降?/P>

管壁結垢；嚴重缺水；水循環(huán)故障；熱膨脹受阻；腐蝕減薄；管材或焊接缺陷；吹灰不當；管內異物堵塞

從設計、制造、安裝、運行、維護、檢驗各環(huán)節(jié)嚴格控制

過熱器管損壞

過熱器部位噴汽，給水流量明顯大于蒸汽流量，煙氣負壓變?yōu)檎龎海艧煖囟冉档?/P>

過熱器內結垢；蒸汽超溫；熱偏差過大；管內積水腐蝕；管材或焊接缺陷；管內異物；吹灰不當

從設計、制造、安裝、運行、維護、檢驗各環(huán)節(jié)嚴格控制

省煤器管損壞

水位下降，給水流量大于蒸汽流量，省煤器部位有噴泄聲，煙溫降低

啟動保護不當；外部低溫硫腐蝕；內部氧腐蝕；煙氣及飛灰磨損；管材及焊接缺陷

作好對省煤器的啟動保護，防止內外部腐蝕及磨損
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爐膛爆炸

油爐、氣爐、煤粉爐等的爐膛內爆燃而發(fā)出巨大聲響、振動

點火前爐膛內有可燃物；突然滅火后爐膛內殘存或送入可燃物；再次點火前未充分通風

防止燃燒器泄漏；點火前通風5至10分鐘；點火時先送明火后投料；完善燃燒
鍋爐缺水事故及其防范

在鍋爐重大事故中，缺水事故是最常見的一種。我國多年的鍋爐事故統(tǒng)計數據顯示，缺水事故約占鍋爐重大事故的50％左右。缺水事故常造成嚴重后果。對鍋爐缺水事故必須給予足夠的關注。

一、 鍋爐中容水的特點

在蒸汽鍋爐運行中，鍋筒（鍋殼）內容納和維持一定的水量，可使蒸汽壓力和鍋爐水位相對穩(wěn)定，也有利于鍋爐自然循環(huán)和汽水分離，是鍋爐安全運行的基本條件。鍋爐中容水有以下特點：

1.鍋爐中容水多少是相對于鍋爐蒸發(fā)量而言的。比如鍋爐中容納有1噸水而中斷供水，若鍋爐蒸發(fā)量為1噸，則鍋爐中的水1小時可蒸干；若鍋爐蒸發(fā)量為10噸／小時，則鍋爐中的水1／10小時即可蒸干。鍋爐蒸發(fā)量越大對供水可靠性的要求越高。

2.鍋爐是在密閉承壓條件下容水的。鍋爐水位不便顯示，用水位表顯示時有時不十分可靠；容水系統(tǒng)的任何破裂或泄漏都會影響水位的維持。

二、鍋爐缺水現象及危害

鍋爐運行中，水位表顯示的水位低于最低安全水位線時，叫鍋爐缺水。嚴重缺水時水位表內看不到水位；低水位警報裝置發(fā)出低水位報警聲響；有過熱器的鍋爐，過熱蒸汽溫度升高；給水流量不正常地小于蒸汽流量。

嚴重缺水會使鍋爐蒸發(fā)受熱面管子過熱變形甚至被燒塌；管子脹口滲漏以致脹管脫落；受熱面鋼材過熱或過燒，降低或喪失承載能力，管子爆破；爐墻損壞。處理不當時可能導致鍋爐爆炸。

三、鍋爐缺水的原因

1.運行人員疏忽大意，對水位監(jiān)視不嚴；或運行人員脫崗睡崗，放棄對水位的監(jiān)視；

2.水位警報裝置和給水自動調節(jié)器失靈；

3.水位表汽、水連管堵塞，旋塞滲漏或其他原因形成虛假水位；

4.給水設備或給水管路發(fā)生故障，使供水減少或中斷；

5.鍋爐排污后，未關閉及未關嚴排污閥，或排污閥泄漏；

6.鍋爐水冷壁、對流管束、省煤器管子或煙管爆破泄放水汽。

四、鍋爐缺水的判斷和處理

對容水量較大的小型鍋爐，發(fā)現缺水時，可通過沖洗水位表“叫水”，判斷是輕微缺水還是嚴重缺水。

“叫水”操作的步驟如下：

1.開啟水位表放水旋塞；

2.關閉水位表汽旋塞；

3.關閉水位表放水旋塞。此時水位表內如有水位出現，則鍋爐為輕微缺水，否則即為嚴重缺水。

鍋爐輕微缺水時，可首先開啟水位表汽旋塞，恢復水位表的正常運行，并減少燃料和送風，減弱燃燒，緩慢向鍋爐上水，同時迅速查明鍋爐缺水的原因。待鍋爐水位逐漸恢復到最低安全水位線以上時，再增加

燃料和送風，恢復鍋爐正常燃燒。

鍋爐嚴重缺水時，不得給鍋爐上水，因為此時鍋爐有可能已干鍋，鍋爐金屬可能處于過熱或燒紅狀態(tài)，一旦加水就有爆炸危險。鍋爐嚴重缺水時應按規(guī)定程序立即緊急停爐。

五、鍋爐缺水事故的防范

1.鍋爐運行人員持證上崗，并嚴格執(zhí)行“鍋爐運行操作規(guī)程”和“崗位責任制”；

2.新裝、改造或檢修后的鍋爐，應檢查水位表安裝的位置是否正確，防止鍋爐出現虛假水位；

3.為保證水位表指示正確，水位表的清洗檢查工作每班至少應進行兩次；

4.水位表的汽、水旋塞發(fā)現泄漏時，應及時修理，防止因水位表旋塞堵塞、泄漏等原因形成虛假水位；

5.妥善維護鍋爐給水設備和管路閥門，保證鍋爐可靠供水；

6.鍋爐排污時，應嚴格監(jiān)視水位下降的情況，排污后應關好排污閥。 
鍋爐爐膛爆炸及其防范

鍋爐爐膛爆炸是發(fā)生在鍋爐爐膛及煙道中的爆燃現象，屬化學性爆炸。常發(fā)生在燃氣、燃油及燃煤粉的鍋爐爐膛中。在發(fā)達國家，爐膛爆炸是最常見的鍋爐重大事故。在我國，隨著環(huán)保要求的提高和燃氣、燃油鍋爐的增多，爐膛爆炸事故在鍋爐事故中的比例也在增加。爐膛爆炸常造成人員傷亡和重大經濟損失，因而值得充分關注。

一、 爐膛爆炸的產生

鍋爐爐膛是鍋爐燃料燃燒的場所，在鍋爐正常運行時，爐膛內充滿火焰，燃料在連續(xù)、穩(wěn)定地燃燒，此時一般不會發(fā)生“爆燃”即爐膛爆炸。實踐表明，爐膛爆炸通常發(fā)生在鍋爐點火期間及運行中爐膛滅火期間。

（一） 產生條件

1.無火爐膛內積存了可燃物（燃氣、燃油或煤粉）與空氣的混合物。

2.混合物中可燃物的濃度在爆炸范圍之內：

輕柴油，爆炸范圍為0.6％～6.5％（油蒸氣在空氣中的體積百分比）。

重油，爆炸范圍為1.2％～6％（油蒸氣在空氣中的體積百分比）。

煙煤煤粉，爆炸下限為35克／立方米（煤粉在空氣中的質量／體積濃度）。

3.有足夠的點火能量。

（二）產生原因

1.在鍋爐點火前，因閥門關閉不嚴或泄漏、操作失誤、一次點火失敗等情況，使燃氣、燃油或煤粉

進入爐膛，而又未對爐膛進行吹掃或吹掃時間不夠，在爐膛內留存有可燃物與空氣的混合物，且濃度達到爆炸范圍，點火即發(fā)生爐膛爆炸。

2.在鍋爐運行中，因燃氣、燃油壓力或風壓波動太大，引起脫火或者回火，造成爐膛局部或整個爐膛火焰熄滅，繼續(xù)送入燃料時，空氣與燃料形成的燃爆性混合物被加熱或引燃，造成爆炸。

3.由于燃燒設備、控制系統(tǒng)設計制造缺陷或性能不佳，導致鍋爐燃燒不良，在爐膛中未燃盡的可燃物聚積在爐膛、煙道的某些死角部位，與空氣形成燃爆性混合物，被加熱或引燃，造成爆炸。

二、爐膛爆炸的危害

發(fā)生爐膛爆炸時，爆炸壓力因燃料種類、可燃性混合物體積等的不同而不同，一般不超過1MPa。對鍋殼鍋爐的金屬爐膛―――爐膽，這樣的爆炸壓力不會造成嚴重損害，但與爐膽相連的爐門、煙氣轉向室、煙箱等會被沖開和損壞，并傷害近旁人員。對水管鍋爐的砌筑爐膛，爐膛爆炸可使爐墻塌垮或開裂，鍋爐水冷壁等受壓部件變形移位甚至破裂，圍繞爐膛設置的構架、樓梯、平臺變形或損壞，并常造成人員傷亡。

爐膛爆炸對鍋爐（特別是水管鍋爐）的損害是大范圍的，有時是很嚴重的。不僅需要強迫停爐，而且需要對鍋爐進行較大投入、較長時間的修理維護，造成巨大的經濟損失。

三、爐膛爆炸的預防

1.在鍋爐點火前對鍋爐的燃燒系統(tǒng)進行認真全面的檢查，特別要檢查燃燒器有無漏氣、漏油現象。

2.在鍋爐點火前對爐膛進行充分吹掃，開動引風機給鍋爐通風5分鐘～10分鐘，沒有風機的小型鍋爐可自然通風5分鐘～10分鐘，以清除爐膛及煙道中的可燃物質。

3.點火時，應先送風，之后投入點燃火炬，最后送入燃料，即以火焰等待燃料，而不能先輸入燃料再點火。

4.一次點火失敗，需要重新點燃時，應重新通風吹掃，再按點火步驟進行點燃。

5.在鍋爐運行中發(fā)現爐膛熄火，應立即切斷對爐膛的燃料供應。待對爐膛進行通風吹掃后，再行點火。

6.鍋爐正常停爐及緊急停爐，均必須先停止燃料供應，再停鼓風，最后停引風。

7.在鍋爐運行中若發(fā)現燃燒不良，應充分重視，分析原因，改進燃燒設備或運行措施，完善燃燒，以防在爐膛及煙道內積存可燃物。

8.為降低爐膛爆炸的危害，在燃氣、燃油及燃煤粉小型水管鍋爐爐膛和煙道的容易爆燃部位，應設置防爆門。

四、控制和聯鎖保護裝置

由于手工點火和人工監(jiān)控難于保證準確無誤，為防止爐膛爆炸，鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程規(guī)定：“燃氣、燃油鍋爐及燃煤粉鍋爐，應裝設控制和聯鎖保護裝置：點火程序控制裝置；熄火保護裝置；全部引風機斷電時，自動切斷全部送風和燃料供應的聯鎖裝置；全部送風機斷電時，自動切斷全部燃料供應的聯鎖裝置；燃氣、燃油壓力低于規(guī)定值時，自動切斷燃氣燃油供應的聯鎖裝置?！?/P>

鍋爐運行時，控制和聯鎖保護裝置不得任意停用。聯鎖保護裝置的電源應可靠保證。裝設了聯鎖保護裝置的鍋爐，運行人員仍須對燃燒狀況和儀表附件嚴加監(jiān)控。