鍋爐爐膛爆燃事故分析

鍋爐爐膛爆燃事故分析

1爆燃介質(zhì)溫度升t燃料消耗應在爐內(nèi)積聚，燃料消耗的濃度應達到爆炸濃度和火源的三個條件。設以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在定容絕熱過程中進行,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,Vr/V相對值越大,最大為1,則導致爆燃后的壓力P2越大;、Qr越大導致P2越大;T1越低則P2也越大。2保證機組安全運行在機組實際運行過程中,造成爐膛爆燃的原因和現(xiàn)象是多種多樣的,運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,保證機組的安全穩(wěn)定運行。本文通過幾個鍋爐爆燃事故的案例,分析爐膛爆燃的可能原因及相應對策。2.1鍋爐滅火及吹掃的注意事項某廠鍋爐在一次由于“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臺排粉機未聯(lián)跳,使一次風管中的積粉進入爐膛,造成爆燃,幸未造成設備損壞。另某廠因汽泵跳閘鍋爐MFT后,A一次風機未跳,則手動切除制粉系統(tǒng)和盤上停A一次風機,但停不掉,又未采取其它措施,就進行爐膛吹掃,吹掃又不充分,因此滅火后沒有切斷燃料,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,因而應要求把鍋爐滅火后立即檢查進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運行,要求運行人員迅速檢查,進行多項操作。但運行人員往往容易忽視對進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、一次風機、燃燒器關斷擋板、磨煤機和排粉機是否跳閘),這就可能引發(fā)爆燃事故。2.2關閉回油系統(tǒng),保證系統(tǒng)在煤調(diào)濕系統(tǒng)回油量某廠試運初期,在一次機組跳閘聯(lián)動鍋爐MFT后,檢查跳機原因等待恢復期間,發(fā)現(xiàn)鍋爐火焰監(jiān)視屏上有火光閃亮,同時聽到爐子有響聲。就地檢查發(fā)現(xiàn)鍋爐乙側風箱處爐墻變形,受熱面幾處泄漏。當時鍋爐熄火已1h,風粉設備已停,油系統(tǒng)快關閥、油槍電磁閥已關。經(jīng)分析,由于該爐油系統(tǒng)只在進油管道上設有快關閥,回油經(jīng)手動隔離門與回油母管相接,而鄰爐的回油流量過大,油庫側的回油總門有節(jié)流,造成回油系統(tǒng)帶壓,停爐后有一個油槍電磁閥不嚴,使燃油漏入鍋爐乙側風道內(nèi),造成爆燃。因此,在鍋爐熄火后應立即將進、回油隔離門關閉,確保系統(tǒng)油壓回零。對各臺鍋爐的回油量要按全廠最大開機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不能節(jié)流,保證回油母管無壓。鍋爐熄火后還應注意對爐膛進行吹掃,尤其是在事故停爐后,不能因操作多而忽視這項工作。如果因廠用電暫時失去而影響爐膛吹掃時,應手動搖開送引風擋板,進行一段時間的自然通風,同時也應注意避免鍋爐可能產(chǎn)生的急劇冷卻。待廠用電恢復后,不論點火與否均按規(guī)定進行爐膛吹掃。2.3鍋爐滅火打炮FSSS系統(tǒng)利用煤、油火焰檢測裝置通過對火焰的頻率、強度的測量來判斷有火無火,當檢測到的無火數(shù)量達到設定條件時,即發(fā)出“全爐膛失去火焰”信號,并啟動MFT指令切除全部燃料,防止鍋爐滅火打炮。在鍋爐運行中尤其是在新裝機組投運初期,由于煤質(zhì)變化、燃燒調(diào)整不當、火檢性能或臟污等方面存在的問題,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設定的發(fā)出全爐膛無火的判定條件。因此在火檢不穩(wěn)定的情況下,應針對問題尋找解決方法而不能采取喪失FSSS保護功能的做法。同時,為防止FSSS運行中出現(xiàn)故障,啟動前應認真檢查FSSS系統(tǒng),確保其投入后的可靠性。故應把加強對FSSS的管理作為保證鍋爐安全運行的一項重要措施。2.4灰渣引發(fā)爆燃某廠300MW機組投運初期,發(fā)生230MW負荷下由于煤質(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)分析是因為個別油槍出力過大,沒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引起爆燃。盡管FSSS的爐膛壓力高保護觸發(fā)了MFT動作,切斷了油、煤燃料,對限制事故擴大發(fā)揮了一定作用,但這也說明油槍出力過大是威脅鍋爐安全運行的一個潛在因素。FSSS的爐膛壓力高保護只能在爆燃的沖擊力達到其設定值時才動作,因而不能完全防止爆燃事故的發(fā)生。由此可見,油槍的噴油量一定要控制在規(guī)定的范圍內(nèi),要堅持定期進行油槍的試投工作,發(fā)現(xiàn)油量超限應及時停用處理。2.5油槍的投退及調(diào)整鍋爐點火啟動初期,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火啟動時,如遇上油質(zhì)不好、點火器性能差等問題,往往出現(xiàn)油槍多次投退點火不著的情況。這樣就易造成冷灰斗內(nèi)表面上大量積油,形成安全隱患。因此在鍋爐點火啟動前,油槍的泄漏試驗應合格,點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,若有油滴分離時要退出處理。當油槍點火不著或著火不穩(wěn)時,要避免頻繁投退,應檢查油槍有無堵塞、析蠟及點火器性能不良等問題。就地試投油槍時,應盡快切換至遠方位。在啟動初期應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)量對油槍點火及著火效果有著很大的影響。油中的雜質(zhì)不僅會堵塞油槍噴頭,若在閥門內(nèi)沉積還可造成閥門關閉不嚴而漏油。因此要保證油系統(tǒng)的濾網(wǎng)正常投入運行,并定期對濾網(wǎng)進行切換清洗,避免雜質(zhì)進入爐前油系統(tǒng)。油庫還要定期檢查脫水、放水,以免油中帶水。油壓波動對油槍的噴油量影響很大,尤其在相鄰鍋爐投退油槍時更為突出。燃油泵采用變頻控制對穩(wěn)定油源壓力會有很好的作用,同時又能收到節(jié)能效果。3鍋爐聯(lián)鎖及fsss保護投入的可靠性在運行中做到滅火后必須吹掃后點火、防止重復點火、防止燃料漏進停用的鍋爐、防止一個或幾個燃燒器突然失去火焰等措施,保證鍋