鍋爐爐膛爆燃事故分析

1爆燃介質(zhì)溫度升t燃料消耗應(yīng)在爐內(nèi)積聚，燃料消耗的濃度應(yīng)達(dá)到爆炸濃度和火源的三個(gè)條件。設(shè)以Vr表示積存可燃混合物容積,Qr表示積存可燃混合物單位容積的發(fā)熱量,V表示爐膛容積,ΔT表示爆燃介質(zhì)的溫升,爆燃后放出的熱量則為VrQr。ΔT在定容絕熱過(guò)程中進(jìn)行,可得出方程式(1)～(2)。ΔT=VrQr/VC(1)P2/P1=T2/T1=(T1+ΔT)/T2=1+ΔT/T1(2)式中P1、P2——爆燃前后的壓力;T1、T2——爆燃前后的溫度;C——定容過(guò)程中爐膛介質(zhì)的平均比熱。由式(1)～(2)求得式(3)。P2=P1(1+Vr/V×Qr/CT1)(3)可見(jiàn),Vr/V相對(duì)值越大,最大為1,則導(dǎo)致爆燃后的壓力P2越大;、Qr越大導(dǎo)致P2越大;T1越低則P2也越大。2保證機(jī)組安全運(yùn)行在機(jī)組實(shí)際運(yùn)行過(guò)程中,造成爐膛爆燃的原因和現(xiàn)象是多種多樣的,運(yùn)行人員必須予以高度重視,排除各種可能引起鍋爐爆燃的因素,保證機(jī)組的安全穩(wěn)定運(yùn)行。本文通過(guò)幾個(gè)鍋爐爆燃事故的案例,分析爐膛爆燃的可能原因及相應(yīng)對(duì)策。2.1鍋爐滅火及吹掃的注意事項(xiàng)某廠(chǎng)鍋爐在一次由于“全爐膛失去火焰”MFT后的匆忙處理中,意外發(fā)現(xiàn)火焰監(jiān)視屏上有火光閃亮2次。檢查發(fā)現(xiàn)采用乏氣送粉的1臺(tái)排粉機(jī)未聯(lián)跳,使一次風(fēng)管中的積粉進(jìn)入爐膛,造成爆燃,幸未造成設(shè)備損壞。另某廠(chǎng)因汽泵跳閘鍋爐MFT后,A一次風(fēng)機(jī)未跳,則手動(dòng)切除制粉系統(tǒng)和盤(pán)上停A一次風(fēng)機(jī),但停不掉,又未采取其它措施,就進(jìn)行爐膛吹掃,吹掃又不充分,因此滅火后沒(méi)有切斷燃料,煤粉被送入爐膛,爐膛內(nèi)大量存粉,造成了鍋爐放炮。這些現(xiàn)象雖屬偶然,但由于其極具危害性,因而應(yīng)要求把鍋爐滅火后立即檢查進(jìn)入爐膛的燃料是否完全切除作為鍋爐滅火處理的首要工作。鍋爐發(fā)生滅火MFT后,只要原因清楚,經(jīng)吹掃后一般都要盡快恢復(fù)運(yùn)行,要求運(yùn)行人員迅速檢查,進(jìn)行多項(xiàng)操作。但運(yùn)行人員往往容易忽視對(duì)進(jìn)入爐膛的燃料是否被完全切除的檢查(如:檢查油槍系統(tǒng)、給粉機(jī)、一次風(fēng)機(jī)、燃燒器關(guān)斷擋板、磨煤機(jī)和排粉機(jī)是否跳閘),這就可能引發(fā)爆燃事故。2.2關(guān)閉回油系統(tǒng),保證系統(tǒng)在煤調(diào)濕系統(tǒng)回油量某廠(chǎng)試運(yùn)初期,在一次機(jī)組跳閘聯(lián)動(dòng)鍋爐MFT后,檢查跳機(jī)原因等待恢復(fù)期間,發(fā)現(xiàn)鍋爐火焰監(jiān)視屏上有火光閃亮,同時(shí)聽(tīng)到爐子有響聲。就地檢查發(fā)現(xiàn)鍋爐乙側(cè)風(fēng)箱處爐墻變形,受熱面幾處泄漏。當(dāng)時(shí)鍋爐熄火已1h,風(fēng)粉設(shè)備已停,油系統(tǒng)快關(guān)閥、油槍電磁閥已關(guān)。經(jīng)分析,由于該爐油系統(tǒng)只在進(jìn)油管道上設(shè)有快關(guān)閥,回油經(jīng)手動(dòng)隔離門(mén)與回油母管相接,而鄰爐的回油流量過(guò)大,油庫(kù)側(cè)的回油總門(mén)有節(jié)流,造成回油系統(tǒng)帶壓,停爐后有一個(gè)油槍電磁閥不嚴(yán),使燃油漏入鍋爐乙側(cè)風(fēng)道內(nèi),造成爆燃。因此,在鍋爐熄火后應(yīng)立即將進(jìn)、回油隔離門(mén)關(guān)閉,確保系統(tǒng)油壓回零。對(duì)各臺(tái)鍋爐的回油量要按全廠(chǎng)最大開(kāi)機(jī)方式及回油總管管徑確定回油限量,回油匯流母管上的隔離門(mén)不能節(jié)流,保證回油母管無(wú)壓。鍋爐熄火后還應(yīng)注意對(duì)爐膛進(jìn)行吹掃,尤其是在事故停爐后,不能因操作多而忽視這項(xiàng)工作。如果因廠(chǎng)用電暫時(shí)失去而影響爐膛吹掃時(shí),應(yīng)手動(dòng)搖開(kāi)送引風(fēng)擋板,進(jìn)行一段時(shí)間的自然通風(fēng),同時(shí)也應(yīng)注意避免鍋爐可能產(chǎn)生的急劇冷卻。待廠(chǎng)用電恢復(fù)后,不論點(diǎn)火與否均按規(guī)定進(jìn)行爐膛吹掃。2.3鍋爐滅火打炮FSSS系統(tǒng)利用煤、油火焰檢測(cè)裝置通過(guò)對(duì)火焰的頻率、強(qiáng)度的測(cè)量來(lái)判斷有火無(wú)火,當(dāng)檢測(cè)到的無(wú)火數(shù)量達(dá)到設(shè)定條件時(shí),即發(fā)出“全爐膛失去火焰”信號(hào),并啟動(dòng)MFT指令切除全部燃料,防止鍋爐滅火打炮。在鍋爐運(yùn)行中尤其是在新裝機(jī)組投運(yùn)初期,由于煤質(zhì)變化、燃燒調(diào)整不當(dāng)、火檢性能或臟污等方面存在的問(wèn)題,往往多次發(fā)生鍋爐滅火,難以維持鍋爐的穩(wěn)定燃燒。在這種情況下,有些電廠(chǎng)采取短接不穩(wěn)定的火檢,使其置位在有火狀態(tài)。這樣“全爐膛滅火”就不能發(fā)出,降低了FSSS設(shè)定的發(fā)出全爐膛無(wú)火的判定條件。因此在火檢不穩(wěn)定的情況下,應(yīng)針對(duì)問(wèn)題尋找解決方法而不能采取喪失FSSS保護(hù)功能的做法。同時(shí),為防止FSSS運(yùn)行中出現(xiàn)故障,啟動(dòng)前應(yīng)認(rèn)真檢查FSSS系統(tǒng),確保其投入后的可靠性。故應(yīng)把加強(qiáng)對(duì)FSSS的管理作為保證鍋爐安全運(yùn)行的一項(xiàng)重要措施。2.4灰渣引發(fā)爆燃某廠(chǎng)300MW機(jī)組投運(yùn)初期,發(fā)生230MW負(fù)荷下由于煤質(zhì)差、燃燒不穩(wěn)定,在投油10min后冷灰斗上部爆燃的事故,造成部分后墻水冷壁損壞。經(jīng)分析是因?yàn)閭€(gè)別油槍出力過(guò)大,沒(méi)有霧化著火的部分燃油落在冷灰斗上部,蒸發(fā)氣化的油煙夾雜著部分未著火的煤粉,在濃度增大后遇到落下的熾熱灰渣時(shí)引起爆燃。盡管FSSS的爐膛壓力高保護(hù)觸發(fā)了MFT動(dòng)作,切斷了油、煤燃料,對(duì)限制事故擴(kuò)大發(fā)揮了一定作用,但這也說(shuō)明油槍出力過(guò)大是威脅鍋爐安全運(yùn)行的一個(gè)潛在因素。FSSS的爐膛壓力高保護(hù)只能在爆燃的沖擊力達(dá)到其設(shè)定值時(shí)才動(dòng)作,因而不能完全防止爆燃事故的發(fā)生。由此可見(jiàn),油槍的噴油量一定要控制在規(guī)定的范圍內(nèi),要堅(jiān)持定期進(jìn)行油槍的試投工作,發(fā)現(xiàn)油量超限應(yīng)及時(shí)停用處理。2.5油槍的投退及調(diào)整鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)初期,由于爐膛溫度較低,油槍噴出的燃油往往不能完全著火,尤其是在冬季冷爐點(diǎn)火啟動(dòng)時(shí),如遇上油質(zhì)不好、點(diǎn)火器性能差等問(wèn)題,往往出現(xiàn)油槍多次投退點(diǎn)火不著的情況。這樣就易造成冷灰斗內(nèi)表面上大量積油,形成安全隱患。因此在鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)前,油槍的泄漏試驗(yàn)應(yīng)合格,點(diǎn)火后需注意保持油壓穩(wěn)定、油槍流量合適,就地檢查油槍霧化著火情況,若有油滴分離時(shí)要退出處理。當(dāng)油槍點(diǎn)火不著或著火不穩(wěn)時(shí),要避免頻繁投退,應(yīng)檢查油槍有無(wú)堵塞、析蠟及點(diǎn)火器性能不良等問(wèn)題。就地試投油槍時(shí),應(yīng)盡快切換至遠(yuǎn)方位。在啟動(dòng)初期應(yīng)注意保持冷渣斗水位在溢流狀態(tài),若發(fā)現(xiàn)溢流水明顯帶油,應(yīng)盡快查明原因。2.6控制好油系統(tǒng)的合理也是出現(xiàn)油槍、噴油燃油質(zhì)量對(duì)油槍點(diǎn)火及著火效果有著很大的影響。油中的雜質(zhì)不僅會(huì)堵塞油槍噴頭,若在閥門(mén)內(nèi)沉積還可造成閥門(mén)關(guān)閉不嚴(yán)而漏油。因此要保證油系統(tǒng)的濾網(wǎng)正常投入運(yùn)行,并定期對(duì)濾網(wǎng)進(jìn)行切換清洗,避免雜質(zhì)進(jìn)入爐前油系統(tǒng)。油庫(kù)還要定期檢查脫水、放水,以免油中帶水。油壓波動(dòng)對(duì)油槍的噴油量影響很大,尤其在相鄰鍋爐投退油槍時(shí)更為突出。燃油泵采用變頻控制對(duì)穩(wěn)定油源壓力會(huì)有很好的作用,同時(shí)又能收到節(jié)能效果。3鍋爐聯(lián)鎖及fsss保護(hù)投入的可靠性在運(yùn)行中做到滅火后必須吹掃后點(diǎn)火、防止重復(fù)點(diǎn)火、防止燃料漏進(jìn)停用的鍋爐、防止一個(gè)或幾個(gè)燃燒器突然失去火焰等措施,保證鍋