电站锅炉爆炸事故分析Word文件下载.docx
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磨煤机A、C、D、E运行,各台磨煤机出力分别为78.5%、73%、
59%、38%,B磨处于检修状态,F磨备用。
主要CCS(协调控制系统)调节项
目除风量在“手动”调节状态外,其余均投“自动”,吹灰器需进行消缺,故13时
后已将吹灰器汽源隔离。
事故发生时,集中控制室值班人员听到一声闷响,集中
控制室备用控制盘上发出声光报警:
“炉膛压力‘高高”’、“MFT”(主燃料切断保
护)、“汽机跳闸”、“旁路快开”等光字牌亮。
FSS(炉膛安全系统)盘显示MFT
的原因是“炉膛压力‘高高”’引起,逆功率保护使发电机出口开关跳开,厂用电备
用电源自投成功,电动给水泵自启动成功。
由于汽包水位急剧下降,运行人员手
动紧急停运炉水循环泵B、C(此时A泵已自动跳闸)。
就地检查,发现整个锅
炉房迷漫着烟、灰、汽雾,人员根本无法进入,同时发现主汽压急骤下降,即手
动停运电动给水泵。
由于锅炉部分PLC(可编程逻辑控制)柜通讯中断,引起
CRT(计算机显示屏)画面锅炉侧所有辅助设备的状态失去,无法控制操作,运
行人员立即就地紧急停运两组送引风机。
经戴防毒面具人员进入现场附近,发现
炉底冷灰斗严重损坏,呈开放性破口。
二、事故造成后果
该起事故死亡23人,其中电厂职工6人(女1人),民工17人。
受伤24
人,其中电厂职工5人,民工19人。
事故后对现场设备损坏情况检查后发现:
21米层以下损坏情况自上而下趋于严重,冷灰斗向炉后侧例呈开放性破口,侧
墙与冷灰斗交界处撕裂水冷壁管31根。
立柱不同程度扭曲,刚性梁拉裂;
水冷
壁管严重损坏,有66根开断,炉右侧21米层以下刚性梁严重变形,0米层炉后
侧基本被热焦堵至冷灰斗,三台碎渣机及喷射水泵等全部埋没在内。
炉前侧设备
情况尚好,磨煤机、风机、烟道基本无损坏。
事故后,清除的灰渣934立方
米。
该起事故最终核算直接经济损失778万元人民币,修复时间132天,少发
电近14亿度。
因该炉事故造成的供电紧张,致使一段时间内宁波地区的企业实
行停三开四,杭州地区停二开五,浙江省工农业生产受到了严重影响,间接损失
严重。
三、事故原因
该起锅炉特大事故极为罕见,事故最初的突发性过程是多种因素综合作用造
成的。
以下,仅将事故调查过程中的事故机理技术分析结论综合如下:
1.运行记录中无锅炉灭火和大负压记录,事故现场无残焦,可以认定,并非
煤粉爆炸。
2.清渣过程中未发现铁异物,渣成份分析未发现析铁,零米地坪完整无损,
可以认定,非析铁氢爆炸。
3.锅炉冷灰斗结构薄弱,弹性计算确认,事故前冷灰斗中积存的渣量,在静
载荷下还不会造成冷灰斗破坏,但静载荷上施加一定数量的集中载荷或者施加一
定数量的压力,有可能造成灰斗失稳破坏。
4.事故发生后的检验结果表明,锅炉所用的水冷壁管材符合技术规范的要
求,对水冷壁管断口样品的失效分析证实,包角管的破裂是由于冷灰斗破坏后塌
落导致包角管受过大拉伸力而造成的。
5.对于事故的触发原因,两种意见:
一种意见认为,“3.10”事故的主要原因是锅炉严重结渣。
事故的主要过程是:
严重结积渣造成的静载加上随机落渣造成的动载,致使冷灰斗局部失稳;
落渣入
水产生的水汽,进入炉膛,在高温堆渣的加热下升温、膨胀,使炉膛压力上升;
落渣振动造成继续落渣使冷灰斗失稳扩大,冷灰斗局部塌陷,侧墙与冷灰斗连接
处的水冷壁管撕裂;
裂口向炉内喷出的水、汽工质与落渣入水产生的水汽,升温
膨胀使炉膛压力大增,造成MFT动作,并使冷灰斗塌陷扩展;
三只角角隅包角
管先后断裂,喷出的工质量大增,炉膛压力陡升,在渣的静载、动载和工质闪蒸
扩容压力的共同作用下,造成锅炉21米以下严重破坏和现场人员重大伤亡。
因
此,这是一起锅炉严重结渣而由落渣诱发的机械一热力破坏事故。
另一种意见认为,3月6日~3月10回炉内结渣严重,由于燃烧器长时间下
摆运行,加剧了灰斗结渣。
这为煤裂角气和煤气的动态产生和积聚创造了条件。
灰渣落入渣斗产生的水蒸汽进入冷灰斗,形成的振动加速了可燃气体的生成。
经
分析计算,在0.75秒内局部动态产生了2.7千克以上混合可燃气体,逐步沿灰斗
上升,在上升过程中,由于下二次风与可燃气混合,混合温度在470度左右(未
达着火温度)。
突遇炽热碎渣的进入或火炬(燃烧器喷焰)随机飘入,引起可燃
气体爆炸,炉膛压力急剧升高,炉膛出口压力达2.72手帕以上,触发MFT动作。
爆炸时,两侧墙鼓出,在爆炸和炉底结渣的联合作用下,灰斗与两侧墙连接处被
撕裂,灰斗失稳下塌,包角管和联箱水平相继破裂,大量水汽泄出,炉内压力猛
烈升高,使事故扩大。
6.锅炉投入运行后,在燃用设计煤种及其允许变动范围内煤质时出现前述的
严重结渣和再热汽温低、局部管段管壁超温问题,与制造厂锅炉炉膛的结构设计
和布置等不完善有直接关系,它是造成这次事故的根本原因。
另外,除上述诸技术原因外,北仑电厂及有关单位在管理上存在的一些问题,
也是导致这起事故发生的原因:
该事故机组自3月1日以来,运行一直不正常,
再热器管壁温连续超过报警温度。
虽经采取调整火焰中心,加大吹灰和减轻负荷
等措施,壁温超限问题仍未解决。
按ABB-CE公司锅炉运行规程规定,再热器
壁温的报警温度为607度,3月6日至3月10日,再热器壁温多在640度和670
度之间,锅炉负荷已从600兆瓦减至500兆瓦,再减至450兆瓦,到3月10日
减至400兆瓦,再热器壁温仍严重超限。
按运行规程规定,再热器壁温严重超温
采取措施而无效时,应采取停炉措施。
运行值班长曾多次向华东电管局总调度和
浙江省电管局调度请示,但上级部门非但不同意停炉,而且还要求将锅炉负荷再
提高一些,要求锅炉坚持运行到3月15日计划检修时再停炉。
结果因结焦严重,
大块焦渣崩落,导致该起特大事故发生。
因此,该起事故原因的认定结论为:
制造厂锅炉炉膛设计、布置不完善及运
行指挥失当;
是一起锅炉设备严重损坏和人员群亡的责任事故。
事故的直接原因
是锅炉严重结渣。
四、事故处理
该起事故发生后,电力工业部及浙江省有关部门组成了事故调查组,对事故
责任认定如下:
1.该台锅炉在投入运行以后,在燃用设计煤种及允许变动范围内的煤种时,
出现了锅炉结渣、再热汽温达不到设计值而过热器、再热器管壁严重超温的问题;
虽然采取了降负荷运行和下摆燃烧器等防止结渣,但积渣日趋严重,最终酿成了
事故。
另外楼梯间、平台、过道不畅造成了人员众多伤亡,因此制造厂对事故负
有主要责任。
2.在运行管理上,北仑港电厂对引进的设备和技术研究、消化不够,又缺乏
经验,在采取一系列常规措施未能改善锅炉运行状况的情况下,未能及时对炉内
严重结渣作出正确判断,因而没有采取果断停炉措施。
对事故负有运行管理不当
的次要责任。
为了认真吸取事故教训,除积极组织对外谈判外,电力部已对有关责任人进
行了处理:
⑴对北仑港电厂厂长给予降职处分;
⑵对厂总工程师给予行政记大
过处分;
⑶对浙江省电力局局长通报批评,生产副局长通报批评;
⑷其他有关直
接责任人员也做了相应处理。
另对调查组提出的防止事故的对策。
要求ABB-CE
公司解决的项目,将通过谈判达到。
3.与事故主要责任方美国ABB-CE公司的谈判工作本着坚持原则、实事求
是、维护国家利益的原则,由中国技术进出口总公司、水利电力对外公司及华东
电管局、浙江省电力局等单位组成谈判组,开展对美国ABB-CE公司的谈判工
作。
第一轮谈判于1993年9月9日至9月10日进行,谈判主要内容是双方各自
阐述对事故原因的看法。
ABB-CE认为锅炉下部结渣是导致事故的主要原因,
七种可能的外力造成灰斗失稳引起事故,而灰斗的四道刚性梁及四周角部的焊接
质量不良使灰斗强度不够。
我方认为锅炉结构不完善,制造质量不良,冷灰斗设
计强度低,在锅炉大量结渣的情况下又无法观察和清渣。
因此受可能发生的外力
作用,使灰斗失稳破坏引起事故。
在谈判中我方还与ABB-CE公司就如何使锅
炉消除缺陷,尽快达到安全稳定运行的各种问题进行了讨论。
为使下一轮谈判顺
利进行,ABB-CE公司在10月份提交了正式的事故调查报告及我方需要的炉内
温度场、有关部件的强度计算等分析资料;
我方提供了煤种资料及事故原因调查
报告(第二轮谈判于当年11月初举行,谈判内容及结论暂略)。
五、防范措施
国内大型电站炉结渣的问题比较普遍,为接受北仑港事故教训,举一反三,
电力工业部于1993年9月24日至28日召开了大型电站锅炉燃烧技术研讨会,
邀请科研、制造和大专院校的专家参加,提出技术改进和加强管理的措施,提高
电站锅炉的安全运行水平。
为预防事故再次发生,具体的防范措施如下:
1.制造厂(ABB-CE)应采取措施,解决投产以来一直存在的再热器汽温低和
部分再热器管壁温度严重超限的问题。
2.制造厂应研究改进现有喷燃器,防止锅炉结焦和烟温偏差过大的问题。
在
未改进前,制造厂应在保证锅炉设计参数的前提下,提出允许喷燃器下摆运行的
角度和持续时间。
3.锅炉设计中吹灰器布置密度低,现在吹灰器制造质量差,制造厂应采取措
施加以改进。
在未改进前,电厂应加强检修、维护和管理,提高现有吹灰器的可
用率,必要时换用符合要求的吹灰器。
4.制造厂应研究适当加强冷灰斗支承的措施,以提高其结构稳定性又不致影
响环形集箱的安全。
5.制造厂应采取措施加装必要的监视测点,如尾部烟温、烟压测点、过热器
减温器进出口汽温测点、辐射式再热器出口汽温测点等,并送入计算机数据采集
系统。
此外,还应考虑装设记录型炉膛负压表。
6.制造厂应对冷灰斗的积渣和出渣系统的出渣增加必要的监测手段,包括增
加必要的炉膛看火孔,以便检查锅炉结渣情况。
7.制造厂应对不符合安全要求的厂房结构、安全设施、通道、门、走、平台
和扶梯等进行改进,如大门不能采用卷帘门,看火孔附近要有平台等。
8.切实加强燃煤管理。
电力部和其他上级有关部门应共同解决锅炉燃煤的定
点供应问题。
电厂要加强对入厂煤、火炉煤的煤质分析和管理,完善配煤管理技
术。
9.电厂应严格执行运行规程,加强对锅炉的运行分析和管理工作。
应及时提
出锅炉运行情况的分析意见和异常工况的应急措施。
10.对事故中波及的设备和部件进行仔细的检查。
恢复运行前必须进行炉内空
气动力场和燃烧调整试验。