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電站鍋爐爐膛爆炸事故原因及預(yù)防

文檔作者：李文廣1 , 郭朝令2 文檔來(lái)源： 1. 河南省鍋爐壓力容器安全檢測(cè)研究院 2. 鄭州電力高等專(zhuān)科學(xué)校		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時(shí)間： 2024年06月12日
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第40 卷第1 期
2009 年1 月　
鍋　爐　技　術(shù)
BOIL ER 　TECHNOLOGY
Vol . 40 , No. 1
J an. ,2009
收稿日期:2008209216
作者簡(jiǎn)介:李文廣(19632) ,男,高級(jí)工程師,獲有工學(xué)學(xué)士和經(jīng)濟(jì)學(xué)學(xué)士學(xué)位,現(xiàn)主要從事鍋爐壓力容器檢驗(yàn)研究工作,任河南省鍋
爐壓力容器安全檢測(cè)研究院副院長(zhǎng)。
　　文章編號(hào): 　CN3121508 (2009) 0120058205
電站鍋爐爐膛爆炸事故原因及預(yù)防
李文廣1 , 郭朝令2
(1. 河南省鍋爐壓力容器安全檢測(cè)研究院, 河南鄭州450004 ; 　2. 鄭州電力高等專(zhuān)科學(xué)校,
河南鄭州450004)
關(guān)鍵詞: 　電站鍋爐; 爐膛爆炸; 事故原因; 預(yù)防
摘　要: 　電站鍋爐爐膛爆炸是火力發(fā)電廠事故中比較嚴(yán)重的事故之一。論述了電站鍋爐因煤粉等燃料的
爆燃、水冷壁爆管、過(guò)熱器爆管、再熱器爆管、爐底析鐵氫爆等導(dǎo)致?tīng)t膛破壞的原因,并針對(duì)不同的爆炸原因,
分別提出了相應(yīng)的預(yù)防爐膛爆炸措施。
中圖分類(lèi)號(hào): 　TK223. 21 　　　　　文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼: 　B
1 　前　言
　　電站鍋爐在試運(yùn)行和運(yùn)行中發(fā)生爐膛爆炸
事故是屢見(jiàn)不鮮的,它不僅導(dǎo)致了機(jī)組非計(jì)劃停
機(jī),危及機(jī)組的安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,還會(huì)造成嚴(yán)重的
設(shè)備損壞和人員傷亡,因此,預(yù)防、減少和杜絕爐
膛爆炸事故十分重要。
電站鍋爐正常運(yùn)行時(shí),爐膛內(nèi)的壓力一般維
持在- 50～ - 120 Pa ,鍋爐爐膛設(shè)計(jì)的承壓能力
一般為±3. 92 kPa 。因某些突發(fā)因素使?fàn)t膛壓力
突然升高,從負(fù)壓狀態(tài)變?yōu)檎龎籂顟B(tài),當(dāng)爐膛內(nèi)
超過(guò)其所能承受的壓力時(shí),爐膛就會(huì)被破壞,當(dāng)
爐膛瞬間壓力增加巨大時(shí)產(chǎn)生的爆炸稱(chēng)為爐膛
外爆。若因某些突發(fā)因素使?fàn)t膛壓力驟降,形成
真空狀態(tài),爐墻受到外界空氣側(cè)給于的巨大內(nèi)向
推力,當(dāng)該推力超過(guò)爐墻所能承受應(yīng)力的限度
時(shí),爐墻會(huì)向內(nèi)坍塌,此現(xiàn)象造成的對(duì)爐膛的破
壞稱(chēng)為爐膛內(nèi)爆。發(fā)生破壞性內(nèi)爆事故的鍋爐
容量一般在500MW 以上。隨著大容量機(jī)組的發(fā)
展,布袋除塵、脫硫設(shè)備的裝設(shè)及高壓頭引風(fēng)機(jī)
的使用,增加了鍋爐爐膛內(nèi)爆的可能性。防止?fàn)t
膛內(nèi)爆發(fā)生的主要方法是在鍋爐滅火和MF T 動(dòng)
作后的初期提高爐膛駐留介質(zhì)的數(shù)量,通常采取
減緩燃料切斷的速度(這與防止?fàn)t膛外爆相反) 、
增加送風(fēng)量和減少引風(fēng)量等措施。因爐膛內(nèi)爆
事故在國(guó)內(nèi)發(fā)生的機(jī)率較小,因此本文主要分析
爐膛外爆事故。
2 　爐膛爆炸產(chǎn)生的原因
　　爐膛外爆產(chǎn)生的主要原因有三方面:煤粉等
燃料的爆燃;水冷壁、過(guò)熱器和再熱器的突然爆
管導(dǎo)致大量水蒸氣噴入爐膛; 爐膛內(nèi)發(fā)生析鐵
氫爆。
2. 1 爐內(nèi)可燃物的爆燃
　　鍋爐爐內(nèi)爆燃引起的爐膛爆炸是指鍋爐爐
膛或水平煙道、對(duì)流豎井等內(nèi)部積存或懸浮的煤
粉、油霧或可燃?xì)怏w等可燃物與空氣的混合物突
然同時(shí)被點(diǎn)燃(在1/ 100 s 內(nèi)著火) ,使?fàn)t膛或煙
氣側(cè)壓力大幅升高,造成鍋爐爐墻結(jié)構(gòu)破壞的
現(xiàn)象。
理論分析和生產(chǎn)實(shí)踐表明,發(fā)生爐內(nèi)爆燃需
要3 個(gè)必要條件:一是爐內(nèi)有足夠量的可燃性燃
料和空氣存在;二是積存的燃料和空氣混合物達(dá)
到一定的濃度,即爆炸極限;三是具有足以點(diǎn)燃
混合物的能源(明火) 。3 個(gè)條件缺一不可,否則
不會(huì)發(fā)生爐內(nèi)爆燃及爐膛爆炸事故。
爐膛內(nèi)瞬間的燃料爆燃可視為定容絕熱過(guò)
程,應(yīng)用能量守恒方程和理想氣體狀態(tài)方程可以
推導(dǎo)出爆炸發(fā)生后爐膛內(nèi)介質(zhì)的壓力p2 為:
p2 = p1 1 +
V r
V
Qr
CV T1
式中: p2 ———爆燃后爐膛內(nèi)介質(zhì)壓力, Pa ;
p1 ———爆燃前爐膛內(nèi)介質(zhì)壓力,Pa ;
T1 ———爆燃前爐膛內(nèi)介質(zhì)溫度, ℃;
第1 期李文廣,等:電站鍋爐爐膛爆炸事故原因及預(yù)防
V r ———爐內(nèi)積存可燃物容積,m3 ;
V ———爐膛容積,m3 ;
Qr ———單位容積可燃物熱值,kJ / m3 ;
CV ———爐膛內(nèi)介質(zhì)的定容比熱,kJ / m3 ·K。
由上式可知,爆燃引起爐膛壓力升高的主要
因素有:
(1) 爐內(nèi)積存可燃物容積。爐膛容積V 為
常量,當(dāng)V r 增加, V r / V 增加, p2 隨之增大,即爐
內(nèi)積存的可燃物體積越大,爐膛內(nèi)爆燃所產(chǎn)生的
壓力也越大;
(2) 單位容積可燃物熱值。爐內(nèi)積存的可
燃質(zhì)單位容積熱值Qr 越大, p2 也隨之增大,即爐
內(nèi)積存的可燃物熱值越高,發(fā)生爆炸的危險(xiǎn)性也
越大。因此,鍋爐燃用氣體、液體(油) 燃料一旦
發(fā)生爆燃爆炸,對(duì)鍋爐爐膛的破壞性較燃煤鍋爐
更大;
(3) 燃前爐膛內(nèi)介質(zhì)溫度T1 越低, p2 越大,
即鍋爐在啟動(dòng)時(shí)發(fā)生的爐膛爆炸具有更大的危
害。這是因?yàn)樵谝欢ǖ娜莘e和壓力下, 溫度低的
介質(zhì)質(zhì)量大。在鍋爐點(diǎn)火啟動(dòng)初期, 爐膛溫度
低,這時(shí)爆燃產(chǎn)生的破壞力將最為嚴(yán)重; T1 越高,
p2 越小,當(dāng)溫度超過(guò)可燃物的著火溫度時(shí),燃料
進(jìn)入到爐內(nèi)即被點(diǎn)燃,不會(huì)產(chǎn)生可燃物積存現(xiàn)
象。對(duì)于煤等礦物質(zhì)燃料,其著火溫度大多數(shù)不
超過(guò)650 ℃,一般認(rèn)為爐膛溫度超過(guò)750 ℃時(shí)不
容易發(fā)生爐膛爆燃現(xiàn)象。
運(yùn)行人員操作順序不當(dāng),設(shè)備或控制系統(tǒng)設(shè)
計(jì)不合理,或者是設(shè)備和控制系統(tǒng)出現(xiàn)故障,都
可能發(fā)生大量可燃物聚集在爐膛內(nèi)的情況。當(dāng)
遇到符合發(fā)生燃料爆燃的點(diǎn)火能(明火) 時(shí),爐內(nèi)
積存的可燃物會(huì)突然被點(diǎn)燃,其火焰的傳播速度
很快,積存的可燃性混合物幾乎同時(shí)被點(diǎn)燃,生
成的煙氣容積突然增大,一時(shí)來(lái)不及由爐膛排
出,使得爐內(nèi)壓力驟增,超過(guò)了爐墻所承受的最
大壓力時(shí)便造成爐膛爆炸。
鍋爐爐內(nèi)爆燃引起的爐膛爆炸又可分為點(diǎn)
火爆炸、滅火后爆炸和運(yùn)行中爆炸3 種情況。鍋
爐點(diǎn)火前油或煤粉漏入爐膛; 第一次點(diǎn)火未成
功,燃料未及時(shí)切斷;燃油燃?xì)忾y門(mén)關(guān)不嚴(yán)而泄
露。出現(xiàn)上述情況時(shí),操作人員未及時(shí)采取有效
措施進(jìn)行爐膛充分通風(fēng),均可引起點(diǎn)火爆炸和滅
火爆炸。運(yùn)行時(shí),如果鍋爐處在低負(fù)荷工況且煤
質(zhì)較差,又未投入助燃油助燃,往往發(fā)生突然熄
火,燃料并未切斷,又突然著火,此時(shí)爐膛高溫,
形成爆燃爆炸;鍋爐運(yùn)行中,突然斷粉或煤粉水
分過(guò)大,瞬間熄火,而后又突然著火,引起爆燃爆
炸;煤種突然改變,或發(fā)生混煤摻燒且混合不均,
鍋爐燃燒不穩(wěn)、滅火,最終引起爆燃爆炸。另外,
鍋爐冷態(tài)啟動(dòng)時(shí)過(guò)早投入制粉系統(tǒng),因爐溫低,
煤粉燃燒不完全,或油溫低,霧化不良,均會(huì)引起
爐內(nèi)可燃物積存,在一定條件下亦可引起爆燃。
2. 2 爆管事故引發(fā)的爐膛爆炸
　　爆管事故是指省煤器、水冷壁、過(guò)熱器、和再
熱器的爆管。由于省煤器爆漏一般不會(huì)導(dǎo)致?tīng)t
膛爆炸事故,因此,本文重點(diǎn)分析水冷壁、過(guò)熱器
和再熱器的爆管原因。
2. 2. 1 水冷壁爆管
爐膛內(nèi)出現(xiàn)大面積水冷壁爆管,大量高壓水
蒸氣瞬間進(jìn)入爐膛,煙氣容積流量突增,造成爐
膛內(nèi)壓力驟然上升,超過(guò)爐墻所能承受壓力的極
限,引起爐膛爆炸。鍋爐水冷壁爆管主要由以下
原因造成: (1) 鍋爐長(zhǎng)期低負(fù)荷運(yùn)行,部分水冷壁
水循環(huán)不正常,出現(xiàn)停滯甚至倒流情況,該部分
水冷壁管壁溫度長(zhǎng)期處于超溫的狀態(tài); (2) 鍋爐
給水水質(zhì)長(zhǎng)期不合格且鍋爐長(zhǎng)期超負(fù)荷運(yùn)行,水
冷壁管內(nèi)結(jié)垢嚴(yán)重,加之爐膛溫度較高,水冷壁
管壁長(zhǎng)期處于超溫的狀況下; (3) 爐膛內(nèi)局部熱
負(fù)荷過(guò)高,部分水冷壁出現(xiàn)管內(nèi)膜態(tài)沸騰,傳熱
系數(shù)急劇下降,傳熱惡化使水冷壁金屬超溫時(shí),
發(fā)生水冷壁長(zhǎng)期超溫爆管; (4) 燃燒器安裝不當(dāng)
或燃燒調(diào)整不當(dāng),引起煤粉氣流沖刷水冷壁造成
管外磨損而爆漏; (5) 燃燒調(diào)整不當(dāng),爐膛火焰中
心不正,引起爐內(nèi)結(jié)渣,若渣塊未及時(shí)清除而形
成巨大渣塊塌落,則會(huì)砸壞冷灰斗處的水冷壁管
而導(dǎo)致泄漏; (6) 水冷壁管垢下腐蝕、水冷壁管氫
腐蝕、水冷壁管向火側(cè)高溫腐蝕造成了大量的爆
管事故; (7) 安裝檢修質(zhì)量不高,如焊接質(zhì)量不
良,個(gè)別管子膨脹不良造成局部應(yīng)力過(guò)大,也會(huì)
造成水冷壁爆破。
在已發(fā)生的事故案例中,也有因鍋爐冷灰斗
結(jié)構(gòu)薄弱,鍋爐冷灰斗中積存的渣量,在靜載荷
下還不會(huì)造成冷灰斗破壞,但靜載荷上施加一定
數(shù)量的集中載荷或者施加一定數(shù)量的壓力,就會(huì)
造成灰斗失穩(wěn)破壞,引發(fā)大面積管壁撕裂撕斷的
事故。
2. 2. 2 過(guò)熱器、再熱器爆管
按照失效機(jī)理,過(guò)熱器、再熱器的爆管主要
由短期過(guò)熱、長(zhǎng)期蠕變破裂、高溫氧化、氣體腐蝕
59
鍋　爐　技　術(shù)　　第40 卷
(釩腐蝕、氫腐蝕) 、金相組織變化(球化、石墨化、
碳化物析出) 、磨損等引起,其中金屬過(guò)熱爆管是
發(fā)生機(jī)率最高的情況。過(guò)熱器、再熱器的爆管的
主要原因有: (1) 蒸汽品質(zhì)長(zhǎng)期不合格,管內(nèi)結(jié)
垢,影響蒸汽對(duì)金屬壁面的冷卻而超溫,管子漲
粗變薄,可能產(chǎn)生微小裂紋,積累一定程度便發(fā)
生爆管; (2) 燃料中含有硫、釩、鉀、鈉等有害元
素,在過(guò)熱器煙氣側(cè)產(chǎn)生高溫腐蝕,使管子變薄,
應(yīng)力增大,導(dǎo)致爆管; (3) 蒸汽側(cè)腐蝕,使管子內(nèi)
表面脫碳而發(fā)生氫腐蝕; (4) 爐膛結(jié)渣導(dǎo)致?tīng)t膛
出口煙氣溫度升高導(dǎo)致過(guò)熱器、再熱器壁面超
溫; (5) 大型四角切圓燃燒鍋爐因存在殘余旋轉(zhuǎn)
導(dǎo)致水平煙道兩側(cè)出現(xiàn)煙氣流量偏差,進(jìn)而引起
兩側(cè)煙溫存在較大偏差(已出現(xiàn)過(guò)超過(guò)200 ℃的
偏差) ,最終導(dǎo)致部分過(guò)熱器、再熱器管束壁面超
溫爆管; (6) 鍋爐升負(fù)荷速率過(guò)快,爐內(nèi)燃料投放
量過(guò)剩引起爐膛出口煙氣溫度升高,導(dǎo)致過(guò)熱
器、再熱器金屬壁面超溫爆管; (7) 過(guò)熱器、再熱
器部分管束堵灰,導(dǎo)致局部煙速增加、煙溫升高
引起部分過(guò)熱器、再熱器管超溫破壞; (8) 蒸汽吹
灰器安裝檢修不良,吹灰角度不正確,吹損個(gè)別
過(guò)熱器、再熱器管引起爆漏; (9) 飛灰長(zhǎng)期沖刷磨
損,設(shè)計(jì)不合理,制造有缺陷,安裝檢修不良,材
質(zhì)不符合要求等,都會(huì)引起過(guò)熱器、再熱器管子
損壞。
2. 3 爐膛內(nèi)析鐵氫爆
　　析鐵氫爆一般發(fā)生在液態(tài)排渣爐中。當(dāng)大
量的熔渣落入渣井時(shí),高溫熔渣的氧化鐵與落入
渣井的未燃盡煤粉在高溫下發(fā)生析鐵反應(yīng):
FeO + C
1500 ℃～2000 ℃
Fe + CO
析鐵嚴(yán)重時(shí),鐵水流入?；?與水反應(yīng)
生成大量氫氣:
3Fe + 4H2O Fe3O4 + 4H2
反應(yīng)產(chǎn)生的氫氣與空氣中的氧氣混合后,在
爐膛內(nèi)發(fā)生爆炸,爆炸的能量以超聲波的形式向
外釋放,壓力超過(guò)爐壁承受的極限時(shí)所產(chǎn)生的爆
炸。對(duì)于固態(tài)排渣爐,只有當(dāng)大面積熔渣塌落
時(shí),才可能引起析鐵氫爆情況。
上述分析表明,發(fā)生析鐵氫爆事故必須具備
3 個(gè)條件,一是鍋爐燃煤灰分中存在鐵的氧化物;
二是渣池中存在較多的未燃燒煤粉;三是煤粉和
氧化鐵有足夠的接觸時(shí)間。
液態(tài)排渣爐熔渣中氧化鐵的來(lái)源有以下幾
個(gè)方面:煤灰中含有的鐵化合物在高溫下迅速分
解和氧化形成各種形態(tài)的氧化鐵;制粉系統(tǒng)磨煤
過(guò)程中產(chǎn)生鐵件損耗的鐵粉在高溫下氧化產(chǎn)生
的氧化鐵;原煤中未被除鐵器完全清除的鐵件在
燃燒過(guò)程中形成的氧化鐵。
渣池中存在較多未燃燒煤粉的主要原因是:
(1) 鍋爐燃燒器角度調(diào)整不當(dāng),如直流燃燒器下
傾角度過(guò)大使未燃盡煤粉氣流直接沖入渣池;
(2) 煤粉過(guò)粗,燃燒初期部分大顆粒煤粉從煤粉
氣流中離析沉入渣池; (3) 點(diǎn)火過(guò)程控制不當(dāng),著
火情況不理想,導(dǎo)致煤粉積存在爐底; (4) 燃燒器
噴口結(jié)渣,導(dǎo)致煤粉顆粒撞擊渣塊而落入渣池。
3 　爐膛爆炸的預(yù)防
3. 1 爐膛爆燃引起的爆炸事故預(yù)防
　　為防止?fàn)t膛爆燃事故出現(xiàn),原則上只要做到
下述三點(diǎn)中的一點(diǎn)即可。(1) 保證燃燒穩(wěn)定。穩(wěn)
定的燃燒工況可以保證進(jìn)入爐內(nèi)的絕大部分燃
料在短時(shí)間內(nèi)燒掉,也就不會(huì)出現(xiàn)大量燃料在爐
內(nèi)積存的情況; (2) 未燃燒的燃料不得排入或漏
入爐膛; (3) 如果爐膛內(nèi)有積存的燃料,應(yīng)在無(wú)火
源情況下將其吹掃出去。
多年的統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,90 %以上的爆燃事故
發(fā)生在鍋爐啟、停過(guò)程中或低負(fù)荷運(yùn)行且煤質(zhì)較
差時(shí)。因此,防止?fàn)t膛爆燃的具體措施包括: (1)
鍋爐點(diǎn)火時(shí),一定要在點(diǎn)火前,對(duì)爐膛內(nèi)進(jìn)行充
分的通風(fēng),保證有足夠的通風(fēng)時(shí)間。目前爐膛的
吹掃風(fēng)量一般均要求不低于30 %額定風(fēng)量,吹
掃時(shí)間不少于5 min ; (2) 當(dāng)?shù)谝淮吸c(diǎn)火未成功
時(shí),應(yīng)立即切斷燃料,關(guān)閉點(diǎn)火用油槍來(lái)油閥門(mén),
充分通風(fēng)后方可進(jìn)行下一次點(diǎn)火; (3) 低負(fù)荷運(yùn)
行出現(xiàn)燃燒不穩(wěn)情況時(shí),應(yīng)提前投入助燃油槍,
防止?fàn)t膛熄火引起的爆燃。若燃燒惡化出現(xiàn)明
顯滅火跡象時(shí),禁止投油; (4) 當(dāng)煤質(zhì)較差時(shí),運(yùn)
行操作人員應(yīng)及時(shí)調(diào)整燃燒工況,同時(shí)做好投油
助燃的準(zhǔn)備,防止?fàn)t膛熄火造成爆燃; (5) 自啟動(dòng)
到帶初負(fù)荷,鍋爐爐膛應(yīng)一直保持不低于30 %
額定通風(fēng)量,各燃燒器的調(diào)風(fēng)器應(yīng)適當(dāng)開(kāi)啟,以
隨時(shí)沖淡可能未燃燒的煤粉; (6) 定期切換和試
驗(yàn)助燃油系統(tǒng)及設(shè)備,禁止使用存在缺陷的設(shè)
備,尤其是出現(xiàn)泄漏的油槍。另外,在鍋爐輔機(jī)
發(fā)生故障突然停運(yùn)、燃燒器切換、爐內(nèi)嚴(yán)重結(jié)焦
掉渣、燃料性質(zhì)突然改變或斷煤以及火檢器打
閃、爐膛壓力大幅波動(dòng)、燃燒惡化等工況時(shí),鍋爐
運(yùn)行人員應(yīng)特別重視,及早做出正確判斷并及時(shí)
60
第1 期李文廣,等:電站鍋爐爐膛爆炸事故原因及預(yù)防
處理。
為有效防止?fàn)t膛爆燃事故發(fā)生,現(xiàn)代大容量
鍋爐均設(shè)置了爐膛壓力保護(hù)裝置,即FSSS 的保
護(hù)功能之一。該保護(hù)能在火檢器失靈時(shí),依據(jù)爐
內(nèi)壓力信號(hào)及時(shí)切斷鍋爐的燃料供應(yīng)。
3. 2 爆管造成爐膛爆炸事故的預(yù)防
3. 2. 1 水冷壁爆管預(yù)防
根據(jù)運(yùn)行事故的調(diào)查統(tǒng)計(jì)資料, 多數(shù)高參
數(shù)、大容量鍋爐水冷壁爆管主要是高溫腐蝕及某
些原因?qū)е碌拈L(zhǎng)期超溫引起。因此,為避免水冷
壁爆管產(chǎn)生的爐膛爆炸事故,應(yīng)采取以下預(yù)防措
施: (1) 采用側(cè)邊風(fēng)技術(shù),增加水冷壁向火側(cè)煙氣
的含氧量,避免出現(xiàn)還原性氣氛; (2) 對(duì)四角切圓
直流燃燒器鍋爐,應(yīng)防止?fàn)t內(nèi)實(shí)際燃燒切圓直徑
過(guò)大,避免靠近水冷壁處出現(xiàn)高溫及缺氧情況;
(3) 控制直流燃燒器射流的噴射角度與煙氣含氧
量,避免未燃煤粉與還原性氣體沖刷水冷壁; (4)
在為降低NOx 排放量而采取低氧燃燒或分級(jí)燃
燒時(shí),應(yīng)對(duì)燃燒器進(jìn)行改進(jìn),防止?fàn)t壁處出現(xiàn)還
原性氣氛; (5) 水冷壁采用滲鋁管或火焰噴涂的
方法提高水冷壁管的抗腐蝕能力; (6) 避免水冷
壁垢下腐蝕。目前多數(shù)大容量機(jī)組均設(shè)置有凝
結(jié)水精處理裝置,有效解決了因凝汽器泄露后給
水硬度超標(biāo)造成的水冷壁垢下腐蝕問(wèn)題; (7) 避
免水冷壁管氫損壞。氫腐蝕屬于垢下二次腐蝕
除加強(qiáng)化學(xué)監(jiān)督防止結(jié)垢外,特別注意控制鍋爐
水中的酸性鹽類(lèi),檢測(cè)飽和蒸汽中的含氫量; (8)
運(yùn)行調(diào)整中應(yīng)避免爐膛火焰中心偏斜及結(jié)渣導(dǎo)
致各組水冷壁熱負(fù)荷不均情況,防止部分水冷壁
管內(nèi)水循環(huán)失常而產(chǎn)生過(guò)熱。大容量超臨界鍋
爐下部水冷壁普遍采用了螺旋管圈結(jié)構(gòu),這樣一
方面可使水冷壁管內(nèi)獲得足夠的質(zhì)量流量,另一
方面可減小關(guān)鍵的熱偏差。
3. 2. 2 過(guò)熱器、再熱器爆管預(yù)防
現(xiàn)代大容量、高參數(shù)機(jī)組的過(guò)熱器和再熱器
蒸汽溫度已接近材料使用溫度的極限,因此,過(guò)
熱器、再熱器爆管多數(shù)情況屬于超溫引起,防止
過(guò)熱器、再熱器爆管的措施也主要從避免超溫考
慮。(1) 為防止四角切圓燃燒鍋爐爐膛出口煙氣
的殘余旋轉(zhuǎn)造成過(guò)熱器、再熱器局部超溫,可采
用部分燃燒器噴口反切方式予以消除; (2) 注意
在負(fù)荷變化及煤質(zhì)變化時(shí)的燃燒調(diào)整,防止?fàn)t膛
火焰中心上移而出現(xiàn)爐膛出口溫度升高情況;
(3) 適當(dāng)控制爐內(nèi)送風(fēng)量,避免應(yīng)爐膛過(guò)量空氣
系數(shù)偏大而引起爐膛出口溫度升高; (4) 控制鍋
爐的升負(fù)荷率,防止因燃料過(guò)剩而導(dǎo)致?tīng)t膛出口
溫度升高; (5) 適當(dāng)控制煤粉細(xì)度。過(guò)粗的煤粉
會(huì)延長(zhǎng)火焰長(zhǎng)度,導(dǎo)致?tīng)t膛出口煙溫升高; (6) 直
流燃燒器應(yīng)合理調(diào)整上下傾角控制汽溫; (7) 運(yùn)
行中過(guò)熱器、再熱器要定期進(jìn)行吹灰,防止傳熱
惡化而出現(xiàn)過(guò)熱; (8) 加強(qiáng)水、汽品質(zhì)監(jiān)督,防止
管內(nèi)結(jié)垢,傳熱系數(shù)降低產(chǎn)生過(guò)熱。另外,要定
期檢查過(guò)熱器、再熱器的壁厚和漲粗情況,必要
時(shí)用儀器對(duì)過(guò)熱器管壁厚度進(jìn)行測(cè)量,對(duì)發(fā)生磨
損減薄或漲粗異常的部分及時(shí)處理。
3. 3 鍋爐爐膛析鐵氫爆事故的預(yù)防
　　由于析鐵現(xiàn)象需要在爐渣中有鐵的氧化物,
大量的煤粉作還原劑及足夠高的溫度條件下才
會(huì)出現(xiàn),因此,析鐵氫爆事故多出現(xiàn)在液態(tài)排渣
爐。為防止此類(lèi)事故發(fā)生,可采取以下措施: (1)
直流燃燒器四角切圓燃燒方式鍋爐,運(yùn)行時(shí)適當(dāng)
提高下排二次風(fēng)風(fēng)速,并保持其角度處于水平或
稍微上頃,以托住煤粉防止其沉入渣池; (2) 控制
煤粉細(xì)度,防止入爐煤粉過(guò)粗而落入渣池; (3) 保
持爐內(nèi)燃燒工況良好,防止熔渣內(nèi)存在過(guò)多的未
燃燒煤粉; (4) 鍋爐點(diǎn)火過(guò)程中合理控制投粉時(shí)
機(jī)和投粉量,防止?fàn)t底積粉; (5) 保持熔渣排放順
暢,避免渣池存渣過(guò)量; (6) 鋼球磨煤機(jī)的鋼球及
襯板應(yīng)選用耐磨性好的材質(zhì),避免鋼耗大而使煤
粉中的鐵含量增加。
4 　結(jié)　語(yǔ)
　　大型火力發(fā)電廠是技術(shù)、資金密集性企業(yè),
其鍋爐設(shè)備發(fā)生事故特別是發(fā)生爐膛爆炸事故
將會(huì)產(chǎn)生嚴(yán)重的后果。因此,摸清電站鍋爐爐膛
爆炸的機(jī)理,制訂有效的預(yù)防措施是保證機(jī)組安
全、可靠運(yùn)行的重要方面。
目前,電站煤粉鍋爐已很少采用液態(tài)排渣
爐,因此,預(yù)防火力發(fā)電廠煤粉鍋爐爐膛爆炸的
主要任務(wù)應(yīng)放在防止鍋爐爐膛爆燃及“四管爆
漏”上。除在鍋爐設(shè)計(jì)、用材、加工制造、設(shè)備安
裝方面嚴(yán)格把關(guān)外,運(yùn)行中應(yīng)嚴(yán)格按照運(yùn)行規(guī)程
操作,并保持相關(guān)控制設(shè)備及保護(hù)裝置的穩(wěn)定
可靠。
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中國(guó)水利水電出版社,2007.
Expl os ion Ac cide n t s Re a s ons a nd Thei r Pre ve nt ion of Boil e r
Furna c e f or Pow e r Pla n t
L I Wen2guang1 , 　GUO Chao2ling2
(1. Henan Institute of Boiler and Pressure Vessel Safety Inspection and Testing , Zhengzhou 450004 , China ;
2. Zhengzhou Elect ric Power College , Zhengzhou 450004 , China)
Ke y words : boiler furnace of power plant ; 　explosion ; 　accident s reason ; 　preventing measures
Abs t ra c t : Explosion accident s of boiler f urnace occur f requently in t hermal power plant .
This paper analyzes the reasons t hat result in explosion in the f urnace because of coal
powder’s deflagration and the dest ruction of t he f urnace because of water2wall t ube ’s
bur sting , and the decrepitating of separated iron’s hydrogen. Preventing measures are
respectively proposed to avoiding boiler f urnace explosion according to these reasons.
(上接第57 頁(yè))
The Ef f e c t of Wel di ng The rmal Simula t ion a nd He a t Tr e a t me n t
on Prop e r t i e s of HAZ of SA302C S t e el
CUI J in2peng1 , 　YAN G Zhi2wen2 , 　J I An2fang2 , 　WU Lu2hai1 , 　HE Guo1
(1. Welding Engineering Institute of Shanghai Jiaotong University , Shanghai 200240 , China ;
2. Shanghai Boiler Works , Ltd. , Shanghai 200245 , China)
Ke y words : SA302C ; 　coarse grain heat2affected zone ; 　welding heat inp ut ; 　t hermal sim2
ulation ; 　st ress relieve annealing
Abs t ra c t : The HAZ microst ructure and properties of SA302C steel were st udied wit h t he
range of 16 200 J / cm and 34 650 J / cm by welding t hermal simulation. The effect of different
heat t reatment processes on t he properties of CG HAZ were especially compared. The re2
sult s show that t he hardness of CG HAZ is much higher t han base materials in the range of
heat inp ut s above. The main compo site p hase of CG HAZ was martensite. The grain size of
CG HAZ was increased by t he improvement of heat inp ut . The hardness of t he samples de2
creases af ter heat t reatment and the toughness increases significantly. However , t he holding
time of heat t reatment has small impact on t he hardness and toughness of t he samples.
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