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北仑港发电厂1号炉锅炉爆炸特大事故

2014-06-04   热度:   收藏   发表评论 0

  一、事故经过

  1993年3月10日14时7分24秒,北仑港发电厂1号机组锅炉发生特大炉膛爆炸事故,人员伤亡严重,死23人,伤24人(重伤8人),直接经济损失778万元。该机组停运132天,少发电近14亿kw•h。北仑港发电厂1号锅炉是ABB-CE公司生产的亚临界一次再热强制循环汽包锅炉,额定主蒸汽压力13.7Mpa,主蒸汽540摄氏度,再热蒸汽540摄氏度,主蒸汽流量2008t/h。

  从1993年3月6日开始,该锅炉运行情况出现异常,为降低再热器管壁温度,喷燃器角度由水平改为下摆至下限,3月9日后锅炉运行状况逐渐恶化。3月10日事故前一小时内无较大操作。14时机组负荷400MW,主蒸汽压力15.22Mpa,主蒸汽513摄氏度,再热蒸汽温度512摄氏度,主蒸汽流量1154.6t/h,炉膛压力维持-10mmH2O,排烟温度甲侧110摄氏度,乙侧158摄氏度,磨煤机A、C、D、E运行,各台磨煤出力分别为78.5%、73%、59%、38%,B磨处于检修状态,F磨备用,主要CCS调节项目除风量在“手动”调节状态外,其余均投“自动”,吹灰器需进行消缺,故13时后已将吹器汽源隔离,故事发生时,集中控制室值班员听到一声闷响,集中控制室备用控制盘上发出声光报警,“炉膛压力高(主燃料切断保护)”,“汽机跳闸”,“旁路快开”等光字牌亮。FSS(炉膛安全系统)盘显示MFT的原因是“炉膛压力高”引起,逆功率保护使发电机出口断路器跳开,厂用备用电源自投成功,电动给水泵自启动成功。由于汽包水位急剧下降,运行人员手动紧急停运炉水循环泵B、C(此时A泵已自动跳闸)。就地检查,发现整个锅炉房迷漫着烟、灰、汽雾,人员根本无法进入,同时发现主汽压急骤下降,即手动停电动给水泵,由于锅炉部分PLC(可编程控制器)柜通信中断,引起CRT(计算机显示屏)画面锅炉侧所有辅助设备的状态丢失,无法控制操作,运行人员立即停运两组送引风机,经戴防毒面具人员进入现场附近,发现炉底冷灰斗严重损坏,呈开放性破口。

  二、事故原因

  (1)运行记录中无锅炉灭火和大负压记录,事故现场无残焦,可以认定,并非煤粉爆炸。

  (2)清渣过程中未发现铁异物,渣成分分析未发现析铁,零米地坪完整无损,可以认定,非析铁氢爆炸。

  (3)锅炉冷灰斗结构薄弱,弹性计算确认,事故前冷灰斗中积存的渣量,在静载荷下,还不会造成冷灰斗破坏,但静载荷或者施加一定数量的压力,有可能造成灰斗失稳破坏。

  (4)事故发生后的检验结果表明,锅炉所用的水冷壁管材符合技术规范的要求,对水冷壁管断口样品的失效分析证实,包角管的破裂是由于冷灰斗破坏后塌落导致包角管受过大拉伸力而造成。

  (5)由于燃烧器长时间下摆运行,加剧了灰斗结渣,这为煤裂角气和煤气的动态产生和积聚创造了条件,灰渣落入渣斗产生的水蒸汽进入冷灰斗,形成的振动加速了可燃气体的生成,经分析计算,在0.75s内局部动态产生了2.7㎏以上混合可燃气体,逐步沿灰斗上升,在上升过程中,由于下二次风与可燃气混合,混合温度在470摄氏度左右,突遇炽热碎渣的进入或火焰随机飘入,引起可燃气体爆炸,炉膛压力急剧升高,炉膛出口压力达2.7kPa以上,触发MFT动作,爆炸时两侧墙鼓出,在爆炸和炉底结渣的联合作用下,灰斗与两侧墙连接处被撕裂,灰斗失稳下塌,包角管和联箱水平相继破裂,大量水泄出,炉内压力猛烈升高,使事故扩大。

  (6)锅炉投入运行后,在燃用设计煤种及其允许变动范围内煤质时出现前述严重结渣和再热汽温低,局部管段管壁超温问题,与制造厂锅炉炉膛的结构设计和布置等不完善有直接关系,这是造成这次事故的根本原因。

  三、暴露出的问题

  (1)制造厂锅炉炉膛设计,布置不完善及运行指挥不当。

  (2)该台锅炉在设入运行以后,在燃用设计煤种及允许变动范围的煤种时,出现了锅炉结渣再热汽温达不到设计值而过热器、再热器管壁严重超温问题,虽然采取了降负荷运行和下摆燃烧器防止结渣等措施,但积渣日趋严重,最终酿成了事故,另外,楼梯间、平台、过道不畅,造成了人员众多伤亡。

  (3)在运行管理上,对引进的设备和技术研究、消化不够,又缺乏经验,在采取一系列常规措施未能改善锅炉运行状况的情况下,未能及时对炉内严重结渣作出正确判断,因而没有采取果断停炉措施。

  (4)岗位技术培训没做到位,各级领导的指挥、判断、处理事故的能力不强。

  (5)对引进设备质量的技术监督、检查不利。

  (6)设备的检修质量、管理不完善。

  四、防范措施

  (1)ABB—CE公司应采取措施,解决设产以来一直存在的再热器汽温低和部分再热器管壁温度严重超限的问题。

  (2)应研究改进现有喷燃器,防止锅炉结焦和烟温偏差过大的问题,在未改进前,制造厂应在保证锅炉设计参数的前提下,提出允许喷燃器下摆运行的角度和持续时间。

  (3)锅炉设计中吹灰器布置密度低,现在吹灰器制造质量差,制造厂应采取措施回以改进,在未改进前电厂应加强检修、维护和管理,提高现有吹灰器的可用率,必在时换用符合要求的吹灰器。

  (4)应研究适当加强冷灰斗支承措施,以提高其结构稳定性,又不致影响环形集箱的安全。

  (5)应采取措施回装必要的温测点等,并送入计算机数据采集系统。此外,还应考虑装设记录型炉膛负压表。

  (6)应对冷灰斗的积渣和出渣系统的出渣增加必要的监测手段,包括增加必要的炉膛看火孔,以便检查锅炉结渣情况。

  (7)应对不符合安全要求的厂房结构,安全设施、通道、门、走梯、平台和扶梯进行改进。

  (8)要加强对入厂煤、入炉煤的煤质分析和管理,完善配煤管理技术。

  (9)应严格执行运行规程,加强对锅炉的运行分析和管理工作,应及时提出锅炉运行情况的分析意见和异常工况的应急措施。

  (10)对事故中涉及的设备和部件进行仔细的检查,恢复运行必须进行炉内空气动力场和燃烧调整试验。