20t／h锅炉锅筒爆裂事故分析.pdf

第 4 5卷第 5期 2 0 0 8年 1 0月 化工设备与管道 P R O C E S S E Q U I P ME N T＆P I P I N G Vo 1 ． 45 No ． 5 Oc t ． 20 08 2 0 t ／ h锅炉锅 筒爆裂事故分析 唐会权 ， 王淑萍 中国石油集团工程设计有限责任公司东北分公司， 吉林 吉林市1 3 2 0 0 2 摘要 某锅炉投运半年， 发生锅筒爆裂事故， 详细分析发现 ， 是由于锅炉严重缺水造成锅筒过热所致。找 出原因 后提 出 了改进措施及如何避 免锅 炉缺水的建议 。 关键词 锅炉 ； 锅 筒； 爆裂 ； 安全运行 中图分类号 T Q 0 5 4 文献标识码 B 文章编号 1 0 0 9 3 2 8 1 2 0 0 8 0 5 - 0 0 6 2 -02 An a l y s i s o f Rup t u r e Ac c i de n t Oc c ur r e d i n Cy l i nd e r o f 2 0 t ／h Bo i l e r TANG Hui - q ua n，W ANG Sh u pi ng N o r t h e a s t B r a n c h ， C h i n a P e t r o G r o u p E n g i n e e r i n g D e s i g n C o ． ， L t d ． ， J i l i n 1 3 2 0 0 2 ， C h i n a Abs t r ac t One bo i l e r wa s e x pl o d e d a f t e r b e i ng us e d f o r a r o u nd h a l f y e a r ．Thr o u g h t he a n a l y s i s i n d e t a i l ，t h e c a u s e i s o v e r h e a t o f b o i l e r i n v i e w o f s e r i o u s l a c k o f w a t e r ．B a s e d o n t h e a n a l y s i s ，t h e i mp r o v e me n t a n d s u g g e s t i o n t o a v o i d t h e l a c k o f wa t e r i n b o i l e r w e r e pr e s e n t e d． Ke y wo r ds b o i l e r ；c y l i nd e r o f bo i l e r；e x p l o s i o n；s a f e o p e r a t i o n 1 概述 某工程配套新建 2台产汽量为 2 0 t ／ h 、 主蒸汽 压力 为 2 ． 4 5 MP a的饱和蒸 汽组装 燃煤 锅炉。于 2 0 0 4年 6月建成并投入运行。 2 0 0 4年 1 2月 2 7日上午 8点 3 0分 ， 因 B炉在试 烧煤种期间熄火停炉 ， 开始 A炉点火 热启 动 。根 据当班 司炉 介 绍 ， 约在 9点 3 0分 汽 压超 过 2 ． 0 MP a ， 开启供汽 阀并汽之后发现炉膛温度持续偏高 不下 ， 约 1 0 2 0 o C， 汽压下降至 1 ． 4 MP a时 ， 关 闭并 汽阀 ， 减鼓 风。此 时就 地水位 计 一侧失 灵 已多 日 假水位 ， 盘装 水位表 失灵未 投用 ， 无显示 记 录， 高 、 低水位报警装置失灵也 已解除多 日， 现场仅有一 名操作工。1 0点 1 5分左右 ， 省煤器安全阀起跳 ， 随 之锅炉发生爆裂事故， 紧急停炉。经现场勘查发现， 锅炉爆裂部位在上锅筒后部对 流管束给水入 口附 近 ， 呈现长约 6 0 0 m m， 宽 1 0～ 8 0 m m的裂口， 裂 口处 锅筒壁明显减薄 ， 裂 口附近锅筒局部呈凹陷状 。 2 锅筒出现爆裂事故的因素 锅筒发生爆裂的原因大致分为以下五种。 2 ． 1 超压 锅筒安全阀失灵 ， 汽压超过额定压力不 能 自动 起跳排汽降压 ， 锅筒发生爆裂 。因此 ， 要求操作人员 每隔一两天进行人工排汽一 次， 且定期要做 自动排 汽试验 ， 如发现安全 阀动作迟钝或 失灵 ， 应 及时修 复。同时压力表要定期校验 ， 保证其准确。运行 中， 应 防止锅炉负荷急剧降低 ， 避免汽压突然升高。 2 ． 2过 热 造成过热的主要原 因是锅炉严重缺水 ， 此时如 果向锅筒大量注水 ， 势必造成锅筒爆裂 。因此在判 断锅筒严重缺水时， 切忌向锅筒大量注入冷水 。 2 ． 3腐 蚀 锅筒内、 外表面如果严重腐蚀减薄 ， 则不能承受 额定压力 ， 从而导致锅筒爆裂。如果 除氧器正常操 作 ， 运行仅半年的锅炉一般不会产生严重腐蚀减薄 情况。 2 ． 4 裂纹 运行中使锅炉骤冷骤热 ， 或负荷频繁波动 ， 钢材 在经常承受交变应力 的条件下会产生疲劳裂纹。锅 炉骤冷骤热不仅会损害金属材料 ， 还会损坏炉墙 ， 从 收稿 日期 2 0 0 8 -0 7 - 2 4 作者简介 唐会权 1 9 5 O 一 ， 男 ， 吉林 洮南人 ， 高级 工程师 。1 9 7 4年 毕业于清华大学锅炉专 业 ， 长期 从事工 程设 计和项 目管 理工作 。 维普资讯 唐会权 ， 等 ． 2 0 t ／ h锅炉锅筒爆裂事故分析 6 3 现场观察 ， 炉墙局部 已呈现不同程度 的损坏。 因此 ， 锅炉启动不能太快 ； 停炉时要使锅和炉同 时协调降温 ， 即在停炉 4～6 h 要进行一次 串水 ， 即 排污和向锅 内加 水 ， 降低锅和炉 的温差。停炉 4～ 6 h 内应紧闭炉门、 看火孔和烟 、 风道挡板 ， 避免温度 下降过快 。严禁锅炉在不关 闭并汽 门的情况下热备 用 ， 因为这样锅炉所有部分逐渐冷却 ， 而上锅筒会 因 邻炉蒸 汽进入 温度 较高 ， 造 成锅 筒 和炉管 胀 口的 损坏。 2 ． 5先天性缺陷 锅炉设计 、 计算错误 ， 材料使用不当 ， 制造质量 不合格。 3 锅 简爆 裂原 因分析 根据事故现象 、 位置和运行过程分析 ， 初步判断 为锅筒严重缺水 、 过烧 ， 锅筒材料许用应力 降低 ， 之 后突然加水冷却 ， 材料许用应力急剧变化 ， 导致锅筒 爆裂。主要体现在炉温持续升高而汽压下降 ， 锅筒 安全阀未动作 ， 省煤器安全阀起跳 。 据运行人员反映 ， 在 1 2月 2 3日曾经发生一次 锅筒严重缺水 、 烧干锅情况 ， 由于发现及 时， 处理得 当， 紧急停炉， 事故未遂 。因此 ， 事故 的根本原因是 锅筒严重缺水 、 过烧的结果。 如果锅筒长时间严重缺水 、 干烧 ， 即使不加水也 会导致锅筒爆裂 。因为材料的许用应力在高温下降 低 ， 逐渐不再能承受 1 ． 4 M P a 压力的作用而破坏 。 上述判 断是 根据事故过程 和现象 的分析得 出 的， 正确的结论应该通 过科学 的方 法和手段 作 出。 最简便 、 快捷的方法是做硬度实验 ， 如果爆裂处材料 硬度大大高于原始硬度 ， 结论应为锅筒过烧后加水 急冷 的原因； 如果爆裂处材料硬度远远 低于原始硬 度 ， 结论应为锅筒长时 间过烧 ， 许用应力 降低爆裂。 最终结论应由锅检所或相应权威部 门作 出。 另一种实验方法是金相分析 这种方法费用较 高、 时间较长 。 4 避免锅简严重缺水的建议 根据现场观察 ， 炉内大部分受热面管子表面附 着一层厚度约 1 m m松 动的金属氧化皮 ， 这是运行 锅炉罕见的现象， 一般炉 内受热面外表附着一些灰 是正常的 ， 由此可见该锅炉经常处在缺水情况下过 烧运行 。为避免锅筒严重缺水 ， 建议如下。 1 监视 和控制锅简水 位是 司炉工 的主要 任 务 ， 正常情况下 ， 水位计显示 的水位应 是微有 波动， 如果毫无波动 ， 可能产生假水位 。此时可 以通过叫 水法判断 ， 如果通过叫水仍不见水位 ， 判断为严重缺 水 ， 必须紧急停炉 。因此 ， 在准确判断后再进行果断 处理是非常重要的。 2 定时冲洗水位计 ， 每班两次 。冲洗 步骤必 须正确 ① 开启放水阀； ② 全关水阀用汽冲； ③ 全开水阀 ， 全关汽阀， 用水 冲； ④ 在水位计清晰后 ， 全开汽阀 ， 关闭放水 阀。 3 经常进行两侧直读水位计 高位 和盘装 水位表的对 比， 如发现差异应及时查明原因处理 ， 必 要时停炉检查 。 4 必须定期对水位计 、 水位表及高 、 低水位报 警装置进行校验和维护。如果水位计 、 表故障失灵 ， 锅炉仍继续运行就好 比闭上 眼睛开车 ， 其后 果可想 而知 。 水位计经常出现故障的情况是很少的。为什么 现场锅炉水位计会经常发生故障最大的可能是锅 炉经常在骤冷骤热 ， 或负荷频繁波动条件下工作 ， 材 料在经常承受较大温度梯度下 的应力交变 ， 非 常容 易产生疲劳破坏。 另一个可能是水位计堵塞 ， 冷热不均造成的。 5 正确控制排污。根据现场水位计和导压管 经常堵塞的情况和炉内水 的表 观颜色 ， 充分证 明是 由于连续排污在较长时间内不运行的结果。 锅简长期不进行连续排污还会使蒸汽 、 炉水的含 盐量和悬浮物不断增高， 最终导致汽水共腾和假水位。 因此连续排污是保证锅炉安全运行的重要手段之一， 这种规模的锅炉不进行连续排污是绝无仅有的。 定期排污频率 为每班一次 ， 每个排污点排污时 间不得超过 3 0 S 。因为排污时 间过长会破 坏水循 环 ， 导致局部受热面缺水 、 过热 、 爆管 。 每次排污必须将所有排污点 共 l 0个 依次进 行全排 ， 如果只排部分 ， 会造成局部堵塞 ， 破坏水循 环 ， 发生局部过热 、 爆管。 排污时操作人员不得离开现场 ， 且必须 同时有 人密切监视锅筒水位的变化。排污后应检查排污阀 是 否 关严 。 5 结论 根据上述分析 ， 概括起来是 锅筒长期不进行连 续排污 ， 炉水和蒸汽含盐量及悬浮物逐渐增高 ， 致使 水位计 、 导压管经常堵塞 、 失灵 以及汽水共腾造成假 水位 ， 加之运行操作人员的判断和处理错误 ， 最终导 致锅筒过烧而爆裂 。 维普资讯