典型事故案例06
  发表者:管理员   发表日期:2016/11/24 浏览次数:4905次    分享到:

天津大港电厂锅炉炉膛爆炸事故

1.事故概况

1979年3月1日,天津大港电厂1台300MW发电机组亚临界锅炉在运行中发生炉膛爆炸。该锅炉系从意大利进口,额定蒸发量为1025t/h,额定蒸汽压力17.8MPa,额定蒸汽温度540/540℃。事故发生前,锅炉控制室接到中心调度室的命令,要求发电机组减负荷20MW,在尚未进行操作,发现锅筒水位下降,蒸汽压力下降到10MPa。而燃油和总风量却同时上升,燃油量由43t/h增至50t/h,各风压表指示均达最大值。锅炉操作人员发现异常,立即进行处理,给水切为手动,水位由-100mm调整到正常水位;主控制器切为手动未成;燃油切为手动,燃油量回落到43t/h。在进行处理的同时又发现,2台送风机导向板开度已达100%,所有风压表指示已达最大值;火焰电视显示无火焰,2个火焰扫描器指示灯却亮着,当即按下电视伸进按钮以消除摄影机未伸进的可能性,火焰扫描器指示灯仍然未灭,当即判断燃烧不正常是由于送风挡板自动失灵,进风量过大造成。将送风自动切为手动,并将挡板关小。由于燃烧不好,汽压继续下降,负荷也自动下降。当送风挡板关到40%位置时,各风压表指示仍在最大值附近摆动。此时一声巨响,发生炉膛爆炸,“火焰故障”自动跳闸。事故发生后,炉膛甲乙两侧燃烧器的风箱的风道均被炸开,甲侧比乙侧严重;甲侧空气预热器出口风道变形,乙侧空气预热器出口风道破裂;烟气再循环入口烟道和部分伸缩节也有损坏;燃油变压器的电缆遭到破坏。直接经济损失40万元,停发电半年。

2.事故分析

1)锅炉烟道出口挡板既无操作机构,又无固定装置,锅炉运行时烟道挡板自行关闭。由于锅炉运行时烟道产生震动,而烟气流动时对挡板形成一个自行关闭的趋势。同时,挡板结构上10个中轴的曲臂和公共连杆自重较大,对挡板也产生一个自行关闭的力矩。挡板关闭后,炉膛燃烧产物无法排出,造成炉膛压力升高,燃烧恶化。由于正常燃烧工况遭到破坏,蒸汽压力和负荷下降,自动调节系统动作,加大给油(由43t/h增至50t/h)和进风(各风压表指示均达最大值),进一步恶化了燃烧工况,造成炉膛灭火。灭火后并未立即切断给油与进风,使炉膛中的油与空气混合物达到爆炸极限。此时炉膛第一层燃烧器的点火装置仍在运行以及炉膛灭火后炉墙的高温蓄热,引起炉膛爆炸,是一起典型炉膛灭火而引发的炉膛爆炸事故。

2)炉膛超压保护装置未投入使用。该锅炉设计有炉膛超压保护装置,从试运行直至事故前,该保护装置由于未调试好,一直未投入使用。按超压保护要求,当炉膛压力超过6kPa时,自动立即切断给油与送风。但由于未投入炉膛超压保护装置,烟道挡板关闭,炉膛压力超过了规定值,无法自动切断给油与送风,进一步恶化了燃烧工况,造成灭火爆炸。

3)燃烧器的火焰扫描器灵敏度未进行调整,不能反映燃烧器运行状态。当燃烧恶化,电视显示无火焰时,火焰扫描器的指示灯却依然亮着。为操作人员正确判断延误了时间。

4)由于相关保护装置或未投入,或灵敏度未调试,不能为操作人员判断提供正确信息,致使操作人员错误判断炉膛燃烧不好是由于送风机挡板失灵所致,错过了采取紧急措施的时机。

简评 锅炉发生炉膛爆炸必须具备3个条件:一是燃料是以气态形态存在炉膛中,发生炉膛爆炸的锅炉应是以油、可燃气体或煤粉为燃料;二是燃料与空气的混合比达到了爆炸极限,不同燃料的爆炸极限不同。爆炸极限的范围是从下限到上限之间,低于下限,或高于上限,均不会发生爆炸;三是存在点燃混合物的温度。3者缺一不可。燃油、燃气、燃煤粉锅炉在锅炉点火启动过程或锅炉运行突然灭火,就可能形成炉膛爆炸3个条件同时存在。天津大港电厂炉膛爆炸事故以及其他一些炉膛爆炸的教训,在1980版和1987版《蒸汽锅炉安全技术监察规程》,为了防止燃油、燃气以及燃煤粉锅炉发生炉膛爆炸,相继作出了一些规定:烟道挡板应有操作与固定装置是吸取了天津大港电厂事故的教训;必须有点火程序控制和熄火保护装置。点火程序控制防止点火启动过程中爆炸3要素同时存在,熄火保护装置是防止锅炉运行突然熄火爆炸3要素同时存在。安全规范的一些要求是在总结事故经验教训的基础上提出的。

宁波北仑港电厂锅炉炉膛爆炸事故

1.事故概况

1993年3月10日14:07,宁波北仑港发电厂机组(600MW)的锅炉发生炉膛爆炸,14:08 MFT(主燃料切断保护)跳闸,锅炉自动停炉,炉膛下部及冷灰斗严重破坏,大量汽水混合物以及高温烟气迅速向外喷出,造成23人死亡,8人重伤,16人轻伤。经检查21m标高以下的炉墙损坏情况自上而下趋于严重,冷灰斗向炉后侧塌倒呈开放性破口,侧墙与冷灰斗交界处撕裂31根水冷壁管,立柱不同程度扭曲,刚性梁拉裂;水冷壁管严重损坏,66根拉断,有的呈典型的剪切形断口,有的呈拉伸形断口,炉右侧21m层以下刚性梁严重变形;0m层炉后侧基本被热焦堵至冷灰斗,3台碎渣机和喷射水泵等全部湮埋在焦渣中。事故后清除的焦渣达934m3,最大一块焦现场测量尺寸为7m×7.1m×4m,重达130t,停炉检修132天,直接经济损失780万元。

2.事故分析

1)3月5日20时后,为降低再热器局部超温,4角布置的摆动煤粉燃烧器由水平位置向下调至最大倾角位置,但再热器局部温度仍然超过607℃的报警温度,再热器局部温度多在640℃以上。

2)3月6日后再热器管壁温仍超温,虽采取降负荷至400MW、加强吹灰和增大减温水量等措施,且吹灰间隔越来越短,一些管壁温度仍升到640℃以上,最高达662℃。

3)3月9日开始,高温过热器壁温报警温度594℃,经常在620℃以上,最高达640℃。

4)事故前的1h内,锅炉运行无较大调整。到14时,机组带400MW负荷稳定运行,主蒸汽压力15.22MPa,主蒸汽温度513℃,再热蒸汽温度512℃,主蒸汽流量1154.6t/h,炉膛压力维持在0.09kPa,再热器壁温621℃,过热器壁温609℃。CSS(协调控制系统)的调节项目除风量在手动调节状态外,其他均处在自动状态。

3.事故原因

经分析此次炉膛爆炸是由于炉膛严重结焦(渣)而触发的,过热器以及再热器局部超温则与炉膛结构设计、受热面布置不完善以及运行指导失当有直接关系。炉膛严重结焦(渣)而触发炉膛爆炸的过程有2种观点:

1)严重结焦(渣)造成静载加上随机落渣造成的动载,致使冷灰斗局部失稳;落入水中的焦渣产生蒸汽进入炉膛,在炽热的堆渣的加热下升温、膨胀,使炉膛压力上升;继续落渣造成冷灰斗失稳扩大,冷灰斗局部塌陷,侧墙与冷灰斗连接处的水冷壁管撕裂,大量的汽水喷出与落渣形成的汽水共同作用下炉膛压力猛增,并使冷灰斗塌陷扩展,MFT动作。在渣的静载、动载及工质闪蒸扩容压力共同作用下,造成炉膛爆炸,21m层以下严重破坏。

2)炉内结焦(渣)严重,燃烧器长时间下摆运行,加剧了冷灰斗结渣,为煤裂解气和煤气的动态产生和积聚创造了条件。灰渣落入煤斗产生的蒸汽进入冷灰斗,形成的扰动加速了可燃气体的产生。突遇炽热焦渣,引起可燃气体爆炸,炉膛压力急剧上升,MFT动作。

简评 此次事故是我国容量最大、伤亡人数最多的一次锅炉炉膛爆炸事故。这起事故与常规炉膛爆炸事故原因有着本质的区别。常规的炉膛爆炸事故是因炉膛内可燃物与空气的混合达到了爆炸极限,遇有点燃的热量,形成闪燃爆炸,其时机是运行中突然熄火或在点火启动过程中。此次事故则由于炉膛结构以及受热面布置,造成严重结焦(渣)。由于落焦(渣)将冷灰斗砸坏,在炉膛内大量蒸汽迅速膨胀,压力猛增,炉膛21m层以下遭受严重损坏。1996版《蒸汽锅炉安全技术监察规程》关于对结构的要求提出了“燃煤粉的锅炉,其炉膛和燃烧器的布置应与所设计的煤种相适应,并应防止炉膛结渣或结焦”,就是吸取了北仑港电厂炉膛爆炸事故教训而新增的要求。


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