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锅炉压力容器安全讲座(14)——锅炉炉膛爆炸及其防范

2005-05-20   来源:安全文化网    热度:   收藏   发表评论 0

    锅炉炉膛爆炸是发生在锅炉炉膛及烟道中的爆燃现象,属化学性爆炸。常发生在燃气、燃油及燃煤粉的锅炉炉膛中。在发达国家,炉膛爆炸是最常见的锅炉重大事故。在我国,随着环保要求的提高和燃气、燃油锅炉的增多,炉膛爆炸事故在锅炉事故中的比例也在增加。炉膛爆炸常造成人员伤亡和重大经济损失,因而值得充分关注。

    一、 炉膛爆炸的产生

    锅炉炉膛是锅炉燃料燃烧的场所,在锅炉正常运行时,炉膛内充满火焰,燃料在连续、稳定地燃烧,此时一般不会发生“爆燃”即炉膛爆炸。实践表明,炉膛爆炸通常发生在锅炉点火期间及运行中炉膛灭火期间。

    (一) 产生条件

    1.无火炉膛内积存了可燃物(燃气、燃油或煤粉)与空气的混合物。

    2.混合物中可燃物的浓度在爆炸范围之内:

    轻柴油,爆炸范围为0.6%~6.5%(油蒸气在空气中的体积百分比)。

    重油,爆炸范围为1.2%~6%(油蒸气在空气中的体积百分比)。

    烟煤煤粉,爆炸下限为35克/立方米(煤粉在空气中的质量/体积浓度)。

    3.有足够的点火能量。

    (二)产生原因

    1.在锅炉点火前,因阀门关闭不严或泄漏、操作失误、一次点火失败等情况,使燃气、燃油或煤粉

    进入炉膛,而又未对炉膛进行吹扫或吹扫时间不够,在炉膛内留存有可燃物与空气的混合物,且浓度达到爆炸范围,点火即发生炉膛爆炸。

    2.在锅炉运行中,因燃气、燃油压力或风压波动太大,引起脱火或者回火,造成炉膛局部或整个炉膛火焰熄灭,继续送入燃料时,空气与燃料形成的燃爆性混合物被加热或引燃,造成爆炸。

    3.由于燃烧设备、控制系统设计制造缺陷或性能不佳,导致锅炉燃烧不良,在炉膛中未燃尽的可燃物聚积在炉膛、烟道的某些死角部位,与空气形成燃爆性混合物,被加热或引燃,造成爆炸。

    二、炉膛爆炸的危害

    发生炉膛爆炸时,爆炸压力因燃料种类、可燃性混合物体积等的不同而不同,一般不超过1MPa。对锅壳锅炉的金属炉膛——炉胆,这样的爆炸压力不会造成严重损害,但与炉胆相连的炉门、烟气转向室、烟箱等会被冲开和损坏,并伤害近旁人员。对水管锅炉的砌筑炉膛,炉膛爆炸可使炉墙塌垮或开裂,锅炉水冷壁等受压部件变形移位甚至破裂,围绕炉膛设置的构架、楼梯、平台变形或损坏,并常造成人员伤亡。

    炉膛爆炸对锅炉(特别是水管锅炉)的损害是大范围的,有时是很严重的。不仅需要强迫停炉,而且需要对锅炉进行较大投入、较长时间的修理维护,造成巨大的经济损失。

    三、炉膛爆炸的预防

    1.在锅炉点火前对锅炉的燃烧系统进行认真全面的检查,特别要检查燃烧器有无漏气、漏油现象。

    2.在锅炉点火前对炉膛进行充分吹扫,开动引风机给锅炉通风5分钟~10分钟,没有风机的小型锅炉可自然通风5分钟~10分钟,以清除炉膛及烟道中的可燃物质。

    3.点火时,应先送风,之后投入点燃火炬,最后送入燃料,即以火焰等待燃料,而不能先输入燃料再点火。

    4.一次点火失败,需要重新点燃时,应重新通风吹扫,再按点火步骤进行点燃。

    5.在锅炉运行中发现炉膛熄火,应立即切断对炉膛的燃料供应。待对炉膛进行通风吹扫后,再行点火。

    6.锅炉正常停炉及紧急停炉,均必须先停止燃料供应,再停鼓风,最后停引风。

    7.在锅炉运行中若发现燃烧不良,应充分重视,分析原因,改进燃烧设备或运行措施,完善燃烧,以防在炉膛及烟道内积存可燃物。

    8.为降低炉膛爆炸的危害,在燃气、燃油及燃煤粉小型水管锅炉炉膛和烟道的容易爆燃部位,应设置防爆门。

    四、控制和联锁保护装置

    由于手工点火和人工监控难于保证准确无误,为防止炉膛爆炸,锅炉安全技术监察规程规定:“燃气、燃油锅炉及燃煤粉锅炉,应装设控制和联锁保护装置:点火程序控制装置;熄火保护装置;全部引风机断电时,自动切断全部送风和燃料供应的联锁装置;全部送风机断电时,自动切断全部燃料供应的联锁装置;燃气、燃油压力低于规定值时,自动切断燃气燃油供应的联锁装置。”

    锅炉运行时,控制和联锁保护装置不得任意停用。联锁保护装置的电源应可靠保证。装设了联锁保护装置的锅炉,运行人员仍须对燃烧状况和仪表附件严加监控。