一起燃煤電廠鍋爐爐膛爆燃事故警示分析
某電廠新投產660MW機組,由于爐膛掉焦正壓滅火,投油助燃導致爐膛內發生爆燃。
(來源:火電廠技術聯盟)
針對該事故,結合我廠鍋爐運行方式,做一下分析。
一、爐膛內爆、外爆
爐膛內爆
當爐膛內負壓過高,超過了爐墻結構所承受的限度時,爐墻會向內坍塌,這種現象稱為爐膛內爆。隨著大容量機組的發展和除塵、脫硫設備的裝設及高壓頭引風機的使用,增加了鍋爐內爆的可能性。防止爐膛內爆發生的主要方法是在鍋爐滅火和MFT動作后的初期提高爐膛駐留介質的質量,通常采取減緩燃料切斷的速度(這與防止爐膛外爆相反)、增加送風量和減少引風量等措施。
爐膛外爆
鍋爐爐膛爆炸是鍋爐爐膛、對流豎井、煙道、引風機等內部積存的可燃性混合物突然同時被點燃的結果,即因爆燃而使煙氣側壓力升高,造成爐墻結構破壞的現象,也稱為爐膛外爆。鍋爐爐膛爆炸又可分為點火爆炸、滅火后爆炸和運行中爆炸3種情況。
二、誘發爐膛爆炸的主要原因
理論分析和生產實踐表明,發生爐膛爆炸需要3個必要條件:一是爐膛內存有可燃性燃料(可燃性氣體或煤粉顆粒);二是積存的燃料和空氣混合物是爆炸性的,并達到了爆炸極限;三是具有足以點燃混合物的能源。3個條件缺一不可,否則不會發生爐膛爆炸事故。
爐膛內可燃性混合物的積存
運行人員操作順序不當,設備或控制系統設計不合理,或者是設備和控制系統出現故障,都可能發生大量可燃物聚集在爐膛內的情況,當遇到符合發生燃料爆燃的點火能(爐膛溫度)時,爐內積存的可燃物會突然被點燃,其火焰的傳播速度很快,積存的可燃性混合物幾乎同時被點燃,生成的煙氣容積突然增大,一時來不及由爐膛排出,使得爐內壓力驟增,超過了爐墻所承受的最大壓力時便造成爐膛爆炸。
鍋爐滅火或燃燒惡化
1、實踐證明爐膛爆炸最常見的原因主要有以下幾點
a、可燃氣體爆燃
b、殘存點火油引起的爆燃。
c、尾部積灰可燃物引起爆燃
2、可能引起爐膛爆炸的工況有以下幾種
鍋爐滅火、鍋爐輔機發生故障突然停運、燃燒器切換、爐內嚴重結焦掉渣、燃料性質突然改變、爐膛壓力大幅波動、燃燒惡化
應特別引起重視,做到盡早發現及時處理。
三、安全管理鏈接
在2015年印發的《防止電力生產事故的二十五項重點要求》(國能安全[2014]161號)中,指出了防止鍋爐爐膛爆炸事故的要求
摘要如下:
防止滅火
1、當爐膛已經滅火或已局部滅火并瀕臨全部滅火時,嚴禁投助燃油槍、等離子點火槍等穩燃槍。當鍋爐滅火后,要立即停止燃料(含煤、油、燃氣、制粉乏氣風)供給,嚴禁用爆燃法恢復燃燒。重新點火前必須對鍋爐進行充分通風吹掃,以排除爐膛和煙道內的可燃物質。
2、100MW及以上等級機組的鍋爐應裝設鍋爐滅火保護裝置。該裝置應包括但不限于以下功能:爐膛吹掃、鍋爐點火、主燃料跳閘、全爐膛火焰監視和滅火保護功能、主燃料跳閘首出等。
3、鍋爐滅火保護裝置和就地控制設備電源應可靠,電源應采用兩路交流220V供電電源,其中一路應為交流不間斷電源,另一路電源引自廠用事故保安電源。當設置冗余不間斷電源系統、時,也可兩路均采用不間斷電源,但兩路進線應分別取自不同的供電母線上,防止因瞬間失電造成失去鍋爐滅火保護功能。
4、爐膛負壓等參與滅火保護的熱工測點應單獨設置并冗余配置。必須保證爐膛壓力信號取樣部位的設計、安裝合理,取樣管相互獨立,系統工作可靠。應配備四個爐膛壓力變送器:其中三個為調節用,另一個作監視用,其量程應大于爐膛壓力保護定值。
5、爐膛壓力保護定值應合理,要綜合考慮爐膛防爆能力、爐底密封承受能力和鍋爐正常燃燒要求;新機啟動或機組檢修后啟動時必須進行爐膛壓力保護帶工質傳動試驗。
6、加強鍋爐滅火保護裝置的維護與管理,確保鍋爐滅火保護裝置可靠投用。防止發生火焰探頭燒毀、污染失靈、爐膛負壓管堵塞等問題。
7、每個煤、油、氣燃燒器都應單獨設置火焰檢測裝置。火焰檢測裝置應當精細調整,保證鍋爐在高、低負荷以及適用煤種下都能正確檢測到火焰。火焰檢測裝置冷卻用氣源應穩定可靠。
8、鍋爐運行中嚴禁隨意退出鍋爐滅火保護。因設備缺陷需退出部分鍋爐主保護時,應嚴格履行審批手續,并事先做好安全措施。嚴禁在鍋爐滅火保護裝置退出情況下進行鍋爐啟動。
9、加強設備檢修管理,重點解決爐膛嚴重漏風、一次風管不暢、送風不正常脈動、直吹式制粉系統磨煤機堵煤斷煤和粉管堵粉、中儲式制粉系統給粉機下粉不均或煤粉自流、熱控設備失靈等。
10、加強點火油、氣系統的維護管理,消除泄漏,防止燃油、燃氣漏入爐膛發生爆燃。對燃油、燃氣速斷閥要定期試驗,確保動作正確、關閉嚴密。
11、鍋爐點火系統應能可靠備用。定期對油槍進行清理和投入試驗,確保油槍動作可靠、霧化良好,能在鍋爐低負荷或燃燒不穩時及時投油助燃。
12、在停爐檢修或備用期間,運行人員必須檢查確認燃油或燃氣系統閥門關閉嚴密。鍋爐點火前應進行燃油、燃氣系統泄漏試驗,合格后方可點火啟動。
13、對于裝有等離子無油點火裝置或小油槍微油點火裝置的鍋爐點火時,嚴禁解除全爐膛滅火保護:當采用中速磨煤機直吹式制粉系統時,任一角在180s內未點燃時,應立即停止相應磨煤機的運行;對于中儲式制粉系統任一角在30s內未點燃時,應立即停止相應給粉機的運行,經充分通風吹掃、查明原因后再重新投入。
14、加強熱工控制系統的維護與管理,防止因分散控制系統死機導致的鍋爐爐膛滅火放炮事故。
責任編輯:售電小陳
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