谈电厂锅炉爆炸的原因和防爆措施

谈电厂锅炉爆炸的原因和防爆措施

郝勇鹏

（神华神东电力山西河曲发电有限公司山西河曲036000）

摘要：锅炉在试运和运行中发生炉膛爆炸事故是屡见不鲜的，它不仅导致了机组非计划停机，危及机组的安全经济运行，还会造成严重的设备损坏和人员伤亡，因此，预防、减少和杜绝炉膛爆炸事故十分重要。

关键词：火电厂；锅炉；炉膛；防爆

电厂的锅炉装置对于电厂的正常运作来时起到至关重要的作用。电厂的锅炉在进行工作的过程当中，本身工作的环境比较恶劣，会受到高温、高压和腐蚀性因素的影响。所以电厂的锅炉在运行的过程中，如果平常的检修工作不够到位，容易产生爆裂和泄露的问题，不仅仅会影响到电厂的效率，还会造成安全事故的发生。

1炉膛的内爆和外爆

1.1炉膛内爆

当炉膛内负压过高，超过了炉墙结构所承受的限度时，炉墙会向内坍塌，这种现象称为炉膛内爆。随着大容量机组的发展和除尘、脱硫设备的装设及高压头引风机的使用，增加了锅炉内爆的可能性。防止炉膛内爆发生的主要方法是在锅炉灭火和MFT动作后的初期提高炉膛驻留介质的质量，通常采取减缓燃料切断的速度（这与防止炉膛外爆相反）、增加送风量和减少引风量等措施。因炉膛内爆事故在国内发生得较少，因此下面主要分析炉膛外爆事故。

1.2炉膛外爆

锅炉炉膛爆炸是锅炉炉膛、对流竖井、烟道、引风机等内部积存的可燃性混合物突然同时被点燃的结果，即因爆燃而使烟气侧压力升高，造成炉墙结构破坏的现象，也称为炉膛外爆。锅炉炉膛爆炸又可分为点火爆炸、灭火后爆炸和运行中爆炸3种情况。

2锅炉爆炸的原因

2.1内爆的原因

锅炉内爆由主要控制系统失灵和误操作造成的。例如在运行中锅炉突然熄火,炉膛压力瞬间急剧下降,而引风机未能及时降低出力。运行中送风机挡板误关引起平衡通风被破坏。低负荷时,引风机调节挡板误开。以上都有可能造成锅炉内爆。

2.2外爆的原因

发生煤粉等燃料的爆燃需要三个条件:一是炉内有足够量的可燃性燃料和空气存在,二是积存的燃料和空气混合物达到一定的浓度,三是具有点燃混合物的能量。这三个条件必须同时存在,否则不会发生燃料爆燃。

3锅炉防爆的措施

3.1锅炉防内爆的措施

(1)由于有色热电锅炉配套两台引风机(与脱硫增压风机合并),一台送风机,一台一次风机,其中单台引风机额定功率是630kW,送风机额定功率是315kW,一次风机额定功率是280kW。若锅炉运行中发生熄火,MFT动作跳闸一次风机,进入锅炉的风量大幅减少,加上熄火后烟气容积骤降,此时,应跳闸一台引风机,保留一台引风机根据炉膛负压的情况及时调整出力,以避免炉膛内爆。

(2)若锅炉运行中发生送风机跳闸或送风机出口挡板误关,此时MFT应动作,切断所有燃料,跳闸一次风机,锅炉熄火,应跳闸一台引风机,保留一台引风机,将出力先降至最小,后根据炉膛负压跳闸出力,同时最快速度打开送风机出口挡板,对炉膛进行通风吹扫。

3.2锅炉防外爆的措施

(1)对锅炉灭火进行设置保护

在火检检测中遇到运行磨煤机火焰出问题时,要关闭掉相对应运行的磨煤机。在判断出锅炉灭火时,MFT动作要立即切断燃料的供应,并且停运制粉系统,对磨煤机的出入阀门及燃油跳闸阀门进行关闭,将送风量和引风量减到最小值,监控好炉膛的内压。

(2)设置炉膛吹扫程序

在任何情况下，锅炉点火前，炉膛安全监控系统（FSSS）都必须执行炉膛吹扫程序。吹扫时要求吹扫风量大于额定总风量的30%，吹扫延续时间为5min，以保证对炉膛进行3～5次全量换气，并以此吹扫风量作为点火风量。因暖炉期间的燃料量一般不超过额定燃料量的10%，这就使炉膛内的空气与燃料的比例偏高，即使送入的燃料未被点燃，也将被冲淡为不可燃的混合物，从而可以避免爆燃。此外，当锅炉因总风量低于额定总风量的25%而跳闸时，炉膛吹扫程序逻辑要求5min的强迫通风时间，只有待5min的强迫通风完成后，才能进行炉膛吹扫程序。当锅炉因2台送风机或2台引风机停运而跳闸时，炉膛吹扫程序逻辑要求15min的自然通风时间，只有待15min的自然通风完成后，才能启动引送风机运行，再进行炉膛吹扫程序。

(3)严禁随意解除保护

炉膛压力高低锅炉跳闸保护和火焰故障锅炉跳闸保护在锅炉启动前应投入运行。因设备缺陷需退出保护时，应经总工程师批准并事先做好安全措施，运行人员必须做好事故预想。锅炉运行期间，严禁采用插火焰钥匙的办法模拟火焰扫描器的信号，严禁随意退出火焰探头或连锁装置。运行中临时解除保护进行维护后，应尽快恢复。

3.3维护锅炉良好的燃烧工况,减少炉膛结焦现象

根据相关的规定维持磨煤机最好的出口温度、运行的组合方式及风的流通量,避免两台磨煤机之间出现隔层组合运行的状况。如果出现锅炉燃烧不稳定或者燃煤燃量的发挥小于10%的情况时,要向中调的人员说明,以免被深度调峰,也可以和中调申请投油助燃或者涨负荷。面对燃用然点比较高的燃料时要尽量控制燃料的稳定性,掌控好磨煤机在运行时的组合方式,调整好锅炉燃烧时的配风量,增多锅炉吹灰和查看火孔的次数,结焦现象一经发现,就要尽快处理。

3.4加强监盘和操作工作的管理

锅炉正在运行时,工作人员不仅要依据相关表计数据对锅炉的燃烧工况做适时监视和调整外,还要按照火焰电视机、火检的指示及实际情况,对锅炉的运行工作进行较为深度的判断,按实际情况进行调整。特别是锅炉处在停运、启动、低负荷运行或在做煤种的改变时,更要加强运行参数的变化监管,注重风煤化和燃烧的调整,如果锅炉出现燃烧稳定的现象就应该提前投油对其进行助燃。

3.5对锅炉管理进行强化

①需要加大各项检查管理力度，在进行电厂锅炉检查工作中重点检查出现故障的位置，将膨胀不畅位置进行标记，重点注意锅炉受热面的飞灰磨损情况，发现问题及时排查原因。同时，在进行小组检查过程中需要对管壁温度进行监控，将管壁出现扭曲或者温度过高的情况进行动态监控，一旦出现异常情况及时进行维修，严格控制潜在危险的发生。②需要提升焊接质量和工艺，在使用焊条时需要关注焊条的质量，制定相关的焊接管理制度，不仅需要关注焊接中的技术管理，对于焊接前的各项准备工作和焊接后的维修工作也要进行关注，同时在焊接完整以后需要进行探伤，焊接不合格情况及时进行完善。③需要对吹灰情况进行管理，检查吹灰器的实际运营情况，定时检查故障问题。在受热结构方面，可以在锅炉相应位置进行耐磨耐热材料的喷涂，使得锅炉各项气压维持在合理范围内，维持内部受热均匀，减少内部气压。

4重视锅炉的调整和保养情况

在锅炉运行中需要关注锅炉运行的正常性，一旦超限需要停运进行安全事故检查，控制好启停速率和升温降温升压速度，不能超限，减少机组损耗，更好的控制机组情况，尽量避免在日常运行中出现超温超压情况。同时，在锅炉停炉期间需要进行相应的保养工作，做好各项项目的检查工作，查看锅炉在使用中是否出现变形或者是扭曲问题，及时清理锅炉内的水垢，对于腐蚀情况进行修整，这样可以进一步维护锅炉的使用寿命，保证设备的完好率。在对锅炉使用情况进行细致检查以后可以将记录进行留存，特别是一些出现故障的区域以及相关整修记录，便于后期进行查阅，迅速找到问题和故障发生位置，节省故障排查时间。

结束语：

做好防止锅炉爆炸的措施对锅炉安全经济运行具有重大意义。在技术上要完善保护逻辑,提高设备的可靠性,做到保护不误动、不拒动,同时也要加强操作人员的培训工作,提高操作人员的业务水平,力争做到不误操作并能够及时正确的进行事故处理,保证锅炉的安全稳定运行。

参考文献：

[1]王保卫.锅炉爆炸原因及其防止措施[J].锅炉制造.2016(03)

[2]宋维银,张瑞.浅谈锅炉爆炸的机理和能量计算[J].品牌与标准化.2017(Z1)

[3]韩建广.锅炉爆炸事故树分析[J].信阳师范学院学报(自然科学版).2017(04)