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(jù)事故嚴(yán)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(zhì)和能量，造成爆炸。

2.重大事故 鍋爐部件或元件嚴(yán)重?fù)p壞，被迫停止運行進(jìn)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(chǎn)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(yán)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(zhì)壓力超過了其允許計算壓力[P]并達(dá)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(shè)備的監(jiān)控；關(guān)閉或關(guān)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(chǎn)生裂紋、嚴(yán)重變形、腐蝕、組織變化等缺陷而導(dǎo)致爆炸。

這類爆炸涉及鍋爐的設(shè)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(zhì)量外，還應(yīng)加強檢驗，及時發(fā)現(xiàn)并妥善處理各種缺陷。

3.嚴(yán)重缺水導(dǎo)致的爆炸 直接受火的鍋爐筒體、封頭、管板、爐膽等如嚴(yán)重缺水并突然加水，常會導(dǎo)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(xiàn)鍋爐嚴(yán)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(yán)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(shè)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(shè)備及 相關(guān) 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(nèi)水擊

水位表失 靈；給水自動調(diào)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(nèi)水位劇烈波動上升，過熱汽溫下降，過熱器內(nèi)水擊

鍋水水質(zhì)惡化，含鹽量及堿度過高；用汽負(fù)荷增加過快

嚴(yán)格進(jìn)行水質(zhì)化驗、水質(zhì)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(fù)壓變?yōu)檎龎?，排煙溫度降?/P>

管壁結(jié)垢；嚴(yán)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(dāng)；管內(nèi)異物堵塞

從設(shè)計、制造、安裝、運行、維護、檢驗各環(huán)節(jié)嚴(yán)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(fù)壓變?yōu)檎龎海艧煖囟冉档?/P>

過熱器內(nèi)結(jié)垢；蒸汽超溫；熱偏差過大；管內(nèi)積水腐蝕；管材或焊接缺陷；管內(nèi)異物；吹灰不當(dāng)

從設(shè)計、制造、安裝、運行、維護、檢驗各環(huán)節(jié)嚴(yán)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(dāng)；外部低溫硫腐蝕；內(nèi)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(nèi)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(nèi)爆燃而發(fā)出巨大聲響、振動

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

防止燃燒器泄漏；點火前通風(fēng)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(shù)據(jù)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(yán)重后果。對鍋爐缺水事故必須給予足夠的關(guān)注。

一、 鍋爐中容水的特點

在蒸汽鍋爐運行中，鍋筒（鍋殼）內(nèi)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(xiàn)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(yán)重缺水時水位表內(nèi)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(yán)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(dāng)時可能導(dǎo)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(yán)；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(diào)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(shè)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(guān)閉及未關(guān)嚴(yán)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(xiàn)缺水時，可通過沖洗水位表“叫水”，判斷是輕微缺水還是嚴(yán)重缺水。

“叫水”操作的步驟如下：

1.開啟水位表放水旋塞；

2.關(guān)閉水位表汽旋塞；

3.關(guān)閉水位表放水旋塞。此時水位表內(nèi)如有水位出現(xiàn)，則鍋爐為輕微缺水，否則即為嚴(yán)重缺水。

鍋爐輕微缺水時，可首先開啟水位表汽旋塞，恢復(fù)水位表的正常運行，并減少燃料和送風(fēng)，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(fù)到最低安全水位線以上時，再增加

燃料和送風(fēng)，恢復(fù)鍋爐正常燃燒。

鍋爐嚴(yán)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(yán)重缺水時應(yīng)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(yán)格執(zhí)行“鍋爐運行操作規(guī)程”和“崗位責(zé)任制”；

2.新裝、改造或檢修后的鍋爐，應(yīng)檢查水位表安裝的位置是否正確，防止鍋爐出現(xiàn)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(yīng)進(jìn)行兩次；

4.水位表的汽、水旋塞發(fā)現(xiàn)泄漏時，應(yīng)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(shè)備和管路閥門，保證鍋爐可靠供水；

6.鍋爐排污時，應(yīng)嚴(yán)格監(jiān)視水位下降的情況，排污后應(yīng)關(guān)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(xiàn)象，屬化學(xué)性爆炸。常發(fā)生在燃?xì)?、燃油及燃煤粉的鍋爐爐膛中。在發(fā)達(dá)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?xì)?、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(jīng)濟損失，因而值得充分關(guān)注。

一、 爐膛爆炸的產(chǎn)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(nèi)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(chǎn)生條件

1.無火爐膛內(nèi)積存了可燃物（燃?xì)?、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(nèi)：

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(zhì)量／體積濃度）。

3.有足夠的點火能量。

（二）產(chǎn)生原因

1.在鍋爐點火前，因閥門關(guān)閉不嚴(yán)或泄漏、操作失誤、一次點火失敗等情況，使燃?xì)狻⑷加突蛎悍?/P>

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

2.在鍋爐運行中，因燃?xì)?、燃油壓力或風(fēng)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(shè)備、控制系統(tǒng)設(shè)計制造缺陷或性能不佳，導(dǎo)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(yán)重?fù)p害，但與爐膽相連的爐門、煙氣轉(zhuǎn)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?fàn)t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(shè)置的構(gòu)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(yán)重的。不僅需要強迫停爐，而且需要對鍋爐進(jìn)行較大投入、較長時間的修理維護，造成巨大的經(jīng)濟損失。

三、爐膛爆炸的預(yù)防

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

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

3.點火時，應(yīng)先送風(fēng)，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(yīng)重新通風(fēng)吹掃，再按點火步驟進(jìn)行點燃。

5.在鍋爐運行中發(fā)現(xiàn)爐膛熄火，應(yīng)立即切斷對爐膛的燃料供應(yīng)。待對爐膛進(jìn)行通風(fēng)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(yīng)，再停鼓風(fēng)，最后停引風(fēng)。

7.在鍋爐運行中若發(fā)現(xiàn)燃燒不良，應(yīng)充分重視，分析原因，改進(jìn)燃燒設(shè)備或運行措施，完善燃燒，以防在爐膛及煙道內(nèi)積存可燃物。

8.為降低爐膛爆炸的危害，在燃?xì)?、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(yīng)設(shè)置防爆門。

四、控制和聯(lián)鎖保護裝置

由于手工點火和人工監(jiān)控難于保證準(zhǔn)確無誤，為防止?fàn)t膛爆炸，鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程規(guī)定：“燃?xì)?、燃油鍋爐及燃煤粉鍋爐，應(yīng)裝設(shè)控制和聯(lián)鎖保護裝置：點火程序控制裝置；熄火保護裝置；全部引風(fēng)機斷電時，自動切斷全部送風(fēng)和燃料供應(yīng)的聯(lián)鎖裝置；全部送風(fēng)機斷電時，自動切斷全部燃料供應(yīng)的聯(lián)鎖裝置；燃?xì)?、燃油壓力低于?guī)定值時，自動切斷燃?xì)馊加凸?yīng)的聯(lián)鎖裝置?！?/P>

鍋爐運行時，控制和聯(lián)鎖保護裝置不得任意停用。聯(lián)鎖保護裝置的電源應(yīng)可靠保證。裝設(shè)了聯(lián)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(yán)加監(jiān)控。