经营管理大型锅炉事故及预防Word文档格式.docx
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鉴于各局、厂情况不同，防
范措施理当有所区别，本文仅根据国内电厂发生的锅炉故障情况，按严重程度与
分布频率，提出以下分析意见。
（1）锅炉承重结构的变形、失稳使悬吊式锅炉坍塌是导致近年来锅炉报
废的最终原因，必须高度重视支吊、承重结构的安全。
（2）炉外管道爆漏、受热面腐蚀、转动机械飞车、制粉系统爆炸、锅炉
尾部受热面烧损是造成人员伤亡，设备严重损坏的主要原因。
（3）锅炉四管爆漏仍居当前锅炉机组非计划停用原因的首位。
锅炉四管
因蠕变、磨损、腐蚀、疲劳损坏以及焊口泄漏，常常可以因调度同意使用而不构
成事故，但因其停用时间较长，直接、间接损失大仍是锅炉故障损失的主要因素，
必须加以重视。
（4）锅炉辅机故障，包括送风机、引风机、磨煤机、排粉机、一次凤机、
捞渣机、回转式空气预热器等转动机械卡转、振动、烧瓦等，此类故障约占锅炉
机组故障停用次数的10％左右，常常是机组降出力的原因。
（5）热工保护装置故障误动引起机组跳闸，其次数随保护装置采用范围
的扩大而有所增加，这是当前新机组投产初期运行阶段的常见故障。
说明要解决
如何进行设计、安装，使控制手段与设备性能相匹配，并缩短磨合期等问题特别
需要对基建工序的安排与配合问题加以研究。
但当前主要应防止因耽心误动而随
意退用保护装置的倾向。
综合分析全国大型锅炉故障停用的原因，可以明显地发现，必须从设计标
准、设计选型、制造安装、运行调试全过程努力，才能最有效地防止事故的发生。
作为发电厂必须搞好检查、修理，认真整治设备，严格各项规章制度的贯彻执行，
才能真正提高设备的可靠性。
同防止发电厂其他设备故障一样，防止事故发生与扩大的措施是：
（1）重视运行分析，推广在线诊断技术，提高预防性检修的质量。
（2）重视热工报警及自动保护装置的投用，反对强撑硬拼，把事故消灭
在萌芽状态。
（3）事故后要认真分析事故原因，以便采取针对性的措施。
同时要研究
其他单位事故案例，分析潜在的不安全因素并采取相应措施。
（4）加强燃料、汽、水品质、金属焊接管理，做好防磨防爆工作。
（5）要认真审定事故处理规程及“防灾预案”，运行人员要训练有素以
正确判断与处理事故，避免灾难性事故的发生。
控制电站锅炉故障主要在于预防，在于把缺陷消灭在酿成事故前。
但是一
旦发生了故障，在组织抢修的同时，分析故障原因也是安监人员与锅炉专业人员
义不容辞的责任，不可偏废。
成功的故障分析可以避免类似事故的重演，加速抢修恢复，工作不有利于
分清责任，从而提高设计、制造、检修、运行工作质量，也有利于合同的执行。
不成功的故障分析往往导致事故的再次发生或导致反措资金的浪费。
例如，1984年10月，一台300MW机组的一台风扇磨炸裂飞车，风扇磨叶轮
碎裂成23块，飞散在锅炉房零米层，当场打死检修班长李×
，事故发生在检修后
试转时，迅速查明原因才能在避免人身事故的前提下解决电网用电的需要（见图
4-3-1）。
事故调查组在记录好叶轮碎块分布状况的基础上，组织力量通过拼凑
叶轮原貌，从分析断口裂纹发展方向着手找出了原始裂纹及裂纹起源点，从而把
疑点迅速集中到修复叶轮磨损所用镶条的拼接点上。
接着用着色探伤法逐台检查，
发现只用此工艺修复的几台风扇磨叶轮的相应部位，都发现裂纹。
由于很快找出
了事故原因，从而可以有针对性地更换叶轮备件，使机组很快投入正常运行。
而如某厂屏式过热器联箱管座角焊缝泄漏事故，从焊接接头断口宏观检查
看，焊缝焊接质量确实存在缺陷，但由于没有细致分析，即决定全部管座重新施
焊，事隔不到一年该处又连续发生管座焊口泄漏。
最后查明原因是：
该屏式过热
器用振动吹灰，为了使全屏都振动而达到除灰的目的，在管间加装了固接棍，这
样屏式过热器管上部由联箱管座固定，中部由固
接棍固定，由于管间不可避免地存在温差膨胀不畅以及对接时存在的焊接
残余应力，导致焊口一再泄漏。
当取消固接棍后，这部分焊口泄漏才能解决。
说
明第一次故障分析由于没有找到事故根源，不仅多耗了返修的资金，也导致事故
的重复发生。
当然对于一些多因素、复杂的或不常见的事故，要求一次抓住主要故障原
因，从而采取针对性的措施解决问题有一定的难度，但作为事故调查工作的目标
与责任应该是：
要找出事故根源防止重复性事故发生。
根据多数安监工作者成功的经验，在事故调查方法方面应该做到：
（1）掌握故障第一手材料。
包括故障前运行记录，事故追忆打印记录，
损坏部位的宏观状况，部件损坏的起源点及扩大损坏面的状况等。
（2）以事实及各项化验，试验数据为依据，避免主观忄意断或过多的推
论。
（3）在掌握各种损坏方式的特征及各种分析手段所能得出的结论的前提
下，事故调查人员应当迅速组织取样、化验与测试。
（4）分析情况要有数量概念。
在设计范围内超过设计范围，保护正确动
作或定值不当或误动等都要用数据说明。
（5）根据部件失效的直接原因，查制造、安装、检修、运行历史情况，
以规程、标准的规定为依据判定是非。
（6）要分析故障的起因，也要分析事故处理过程，从中找出故障扩大的
原因与对策。
第二节承重部件的损坏及其预防
《电力工业锅炉监察规程》规定锅炉结构必须安全可靠的基本要求是：
①
锅炉各受热面均应得到可靠的冷却；
②锅炉各部分受热后，其热膨胀应符合要求
；
③锅炉各受压部件、受压元件有足够的强度与严密性；
④锅炉炉膛、烟道有一
定的抗爆能力；
⑤锅炉承重部件应有足够的强度、刚度与稳定性，并能适应所在
地区的抗震要求；
⑥锅炉结构应便于安装、维修与运行。
以往分析锅炉部件故障失效，比较重视超温过热、腐蚀、磨损与焊接质量，
是因为水管锅炉在汽、水压力作用下一旦汽管、水管、管道不能承受内压作用时，
即发生爆破、泄漏；
但自从采用悬吊式锅炉结构后，由于锅炉受热面、汽水联箱、
管道、烟风煤粉管道都通过支吊架、梁、桁架，由钢柱承重；
并以膨胀中心为零
点，向下，向四周膨胀。
一旦承重系统失效，部件附落，部件的几何形状即发生
变化，同样可以导致锅炉部件故障失效。
理论计算表明，一根细长的受热管可以承受很高的内压，但却不能承受一
般的轴向压力，更不能承受侧向弯曲力的作用，所以必须重视由此而产生的变形
失效。
事故案例表明此类失效会导致锅炉报废，不可大意。
1988年4月某热电厂一台220t/h锅炉，由于炉膛内聚集的可燃气体爆炸，
锅炉钢架不能承受爆炸引起的侧向作用力，炉后钢柱扭曲、断裂，炉顶大板梁失
去支承点，向下向右塌落。
于是锅炉省煤器、过热器、水冷壁也随之掉落并发生
弯曲变形，回转式空气预热器也被压下沉，导致整台锅炉报废（见图4-3-2）。
1994年3月某热电厂的一台220t/h锅炉由于锅炉房起火，锅炉钢柱遇热屈
服强度下降发生弯曲变形，致炉整体后倾10°
，后移5.3m，汽包下沉2m，所有受
热面下坍弯曲变形，锅炉报废。
1993年3月某厂一台2008t/h锅炉由于大量堆集
以及可能存在的塌焦、炉压突升等冲击力，使支撑该炉冷灰斗的钢结构失稳，组
成冷灰斗的水冷壁管严重变形（见图4-3-3）。
除此以外，近年来国内电力系统由于支吊件失效，而发生的灰斗、煤斗、
烟道、风道坍塌、受热面下沉的事故还有十余次，其中一次炉底风道跌落事故见
图4-3-3.这些事故虽然没有构成全炉报废的特大、重大事故，但所造成的损失以
及可能造成的人员伤亡，应该同样引起我们对承重部件安全状况的重视。
纵观锅炉承重件损坏事故，我们不难发现支吊件损坏事故的几个特点：
（1）事故的突发性。
锅炉承重部件基本可以分成三类。
一类是受拉部件，
如吊杆；
另一类是受压部件，如钢柱、支承杆；
再有一类就是受弯部件，如梁。
他们都具有突发性损坏
的特点，如吊杆断裂、压杆失稳和桁架失稳。
所谓失稳或翘曲失效是指作用在支撑杆、支柱上的压力达到某一临界水平
时，它们有时会突然发生例如弓起、褶皱、弯曲等几何形状上的剧烈变化。
这时
从强度观点，作用力产生的应力完全在设计范围内，但剧烈的几何变形而引起的
大挠度可能破坏结构的平衡，形成不稳定的构形，使其突然崩溃，即通常所谓的
失稳或翘曲失效。
而吊杆的断裂因为常发生在具有应力集中特征的螺扣处，因而
也具有突发性。
（2）修复困难。
承重件一旦安装就位，就很难卸载，因而给修复带来难
度。
（3）力的不确定性。
锅炉受热膨胀，其他受力杆件的变形，将严重影响
承重部件受力状况，除带受力指示标记的吊标外，一般难以了解受力状况。
（4）常常导致事故扩大。
承重件的损坏使相邻承重件负载增加促进联锁
损坏，同时也常常导致相关部件受力状况的变化而损坏。
严重时可导致该部件的
报废。
防止支、吊件损坏，应从防止超载及维持支、吊件承载能力两方面着手。
当前应注意以下问题。
（1）锅炉钢结构的工作温度。
美国锅炉规范规定承重构件受热后温度不
得大于315℃，这是因为钢材的屈服强度因温度上升而急剧下降。
锅炉钢柱、钢
梁急剧升温发生在锅炉房着火时。
《建筑设计防火规范》中规定无保护层的钢柱、
钢架、钢层架耐火极限只有15分钟，说是说在大火中钢结构很快变形失效。
为此
要求：
①锅炉油管路，电缆的铺设要离开承重部件；
②一旦发生火灾要组织力量
控制承重部件的温度，此时立柱和大梁的冷却至关重要。
（2）要避免炉膛严重堆焦、转向室灰斗存灰、风道积灰与烟道存水等超
载现象。
（3）锅炉刚性梁的作用是承受一定的炉膛爆炸力，其薄弱环节是角部绞
接结构。
在设计抗爆压力下，刚性梁的挠度f＝1/500.有怀疑时，应通过测试，
确定是否需要加固。
（4）吊杆的安全性取决于力的分配及披屋内吊杆高温部位的强度是否满
足要求，最好使用有承力指示的吊架。
个别吊杆弹簧压死或不承力都是不正常的
现象，要作为锅炉定期检验内容加以确认调整。
（5）现代锅炉普遍采用全密封膜式炉壁，并确立膨胀中心，为此在锅炉
周围、上下设许多向构件，保证以膨胀中心为零点，向一定方向膨胀。
凡是没有
按设计值胀出的，必然存在残余应力，将涉及支吊架安全，务必要究其原因，以
防意外。
（6）要弄清锅炉承重部件的设计意图，哪些是受拉杆件，哪些是受压杆
件，哪些接合部位要留间隙，哪些部件是要焊牢的。
在安装与检修中严格贯彻设
计意图，维持结构承重功能。
第三节可燃物质的爆炸及其预防
一、可燃物质爆炸的机理及其危害
二、防止炉膛放炮事故对策
三、防止制粉系统煤粉爆炸
可燃气体或粉尘与空气形成的混合物在短时间内发生化学反应，产生的高
温、高压气体与冲击波，超过周围建筑物、容器、管道的承载能力，使其发生破
坏，导致人身、设备事故，称为爆炸事故。
通常说，发生爆炸要有三个条件，一是有燃料和助燃空气的积存；
二是燃
料和空气的混合物的浓度在爆炸极限内；
三是有足够的点火能源。
天然气的爆炸
下限约为5％，煤粉的爆炸下限是20～60g/m3，爆炸产生的压力可达0.3～1.0MPa.
就锅炉范围而言，可燃物质是指天然气、煤气、石油气、油雾和煤粉；
构成爆炸
事故的有炉膛放炮、煤粉仓爆炸及制粉系统爆炸。
1979年3月，某厂一台1025t/h微正压燃油炉，因烟道出口挡板运行中自
行关闭，炉膛燃烧恶化，汽压下降。
由于没有正确处理，自动装置又由于汽压下
降而自动加风加油，反向调节进一步恶化燃烧。
炉膛内形成了可燃油气聚集火爆
炸的条件，导致锅炉烟、风道及炉膛损坏，停用半年，仅修理费用就高达50万元。
1982年8月，某厂在检修后启动制粉系统时，煤粉仓爆炸，仓顶9块水泥
板被掀起，一名输煤值班工被火、热烟烫伤，抢救无效死亡。
其他诸如制粉系统防爆门爆破引燃电缆架上积粉的火灾事故电缆及其它可
燃物的火灾事故及煤粉管内爆燃使风管断裂的事故都说明锅炉可燃物质的爆炸威
胁人身设备安全，修复困难应予重视。
据统计自1980年以来，至少有30台锅炉发生炉膛放炮事故，以致水冷壁焊
缝开裂，刚性梁弯曲变形（见图4-3-5），顶棚被掀起，烟道膨胀节开裂等设备
损伤屡屡发生。
究其原因：
①设计上缺乏可靠的灭火保护和可靠的联锁、报警、
跳闸装置；
②炉膛刚性梁抗爆能力低；
③运行人员处理燃烧不稳或熄火时方法不
对，错误采用“爆燃法”抢救，导致灭火放炮；
④燃料质量下降、负荷调节失当、
给粉装及控制机构突然失灵等。
防止锅炉灭火放炮已列入部颁二十项反措，包括
炉膛安全监控系统（FSSS）在内的灭火保护装置已经在许多电厂推广使用，本文
不再重复相关反措。
以下强调说明几个观点
（1）关于灭火放炮的提法。
部颁二十项重点反措之五，称为防止锅炉灭
火放炮事故。
正确的提法是炉膛爆炸（Furnaceexplosion），因为炉膛发生爆
炸而致炉膛损坏不仅发生在运行中灭火时，检修动火点燃聚集的可燃物及点火时
吹扫不够同样会发生爆炸而导致炉膛损坏。
常见炉膛中造成爆炸条件的情况是：
①运行中灭火，进入炉膛的燃料没有
切，经过一估时间聚集的可燃物达至爆炸浓度并点燃；
②一个或几个燃烧器火焰
熄灭，而其余燃烧器仍正常燃烧。
从未点燃的燃烧器进入燃烧造成可燃物聚集；
③燃料漏入停用中的炉膛造成可燃物聚集；
④燃料或空气瞬时中断又恢复，造成
可燃物聚集。
可燃物聚集后引燃造成的炉膛压力升高超过炉膛承压设计强度，以
致发生损坏，称为炉膛放炮或炉膛爆炸。
不发生损坏的俗称“反正”或“打抢”。
正确的提法为的是有利于完整的引入以下反事故措施。
①一旦全炉灭火，
应立即切断进入锅炉的全部燃料，包括给煤、给粉和点火用油、气等。
即所谓主
燃料切断（MFT）；
②锅炉点火前必须通风，排除炉膛、烟风道及其他通道中的
通风时必须将烟风挡板及调风器打开到一定的位置，风量应大于满
负荷风量的25％，时间不少于5min，以保证换气量大于全部容积的5倍（德国TRD
规定是3倍）；
③点火时要维持吹扫风量；
一个燃烧器投运10s内（不包括投煤
及煤粉达到燃烧器所需的延滞时间）点不着，就应切断该燃烧器的燃烧。
有一些
锅炉不具备单个燃烧器自身点燃及火焰监视的条件，除了需明了其保护功能的局
限外，我们还是应强调灭火保护及吹扫联锁的两个必要性，不可偏废。
（2）关于保护定值。
为了避免爆炸，近年来必须装设炉膛安全保护装置
的观点已取得了一致的认可。
《火力发电厂设计技术规程》1994年版本已明确：
“锅炉燃烧系统应设置炉膛火焰监视、炉膛灭火保护、炉膛压力保护和炉膛吹扫
闭锁”。
虽然此提法与美国防火协会（NFPA）的标准还有差别，但毕竟大大控制
了炉膛爆炸事故。
当前作为安全工作者要解决的是：
①监督保护装置的投用，越
是燃烧不稳、低负荷运行、或是新炉投煤运行，就越要投用保护装置。
在投用过
程中发现问题、解决问题。
作为厂技术负责人要清醒地看到退出保护可能带来的
后果；
②关于保护定值问题。
当前不论火焰监视相关的熄火保护和黑炉膛保护，
单就炉膛压力保护而言，动作值的确定并不规范。
从原则上讲随炉膛结构强度的
提高以及燃烧方式的变化，定值不应相同。
但有一种观点认为炉膛负压保护是为
防止内爆的，而正压保护是防止炉膛爆炸的，这不对的。
实际测量表明，正常情
况下一旦锅炉灭火，炉膛负压先增大（即负值增大），而后由于吸风自动调节的
作用以及煤粉爆燃而炉膛负压反正，所以炉膛负压保护对于火焰熄灭时迅速切断
进入炉膛的燃料，从而减少爆炸威力有先期制止的作用。
《电力锅炉监察规程修
订说明》写明：
“炉膛压力保护报警值视炉膛安全监控系统的功能而异，平衡通
风锅炉炉膛压力报警值一般可取±
0.4kPa；
动作值应避开炉膛压力的正常波动
（如吹灰、投停燃烧器及一些小的坍焦等等），当然庆远低于炉膛抗爆强度，以
保证保护动作后炉膛压力继续升高时，炉膛各部分不发生永久变形”。
“动作值
应通过试验确定，作为试运行阶段的初始值，动作值可取＋1.5kPa和－0.75kPa.”
过高的值也许可以防止误动，但冒拒动或保护动作过迟的风险似乎没有必要。
（3）关于炉膛防爆门。
事实已经证明大型锅炉炉膛防爆门不能防止炉膛
爆燃时炉膛损坏。
原苏联防爆规程已明确规定：
60t/h以上的锅炉不装防爆门，
在此必须予以明确，以利于炉膛安全保护装置的推广使用。
（4）使用气体燃烧的锅炉要执行GB6222《工业企业煤气安全规程》的规
定，防止可燃气体在炉膛内聚集、爆炸。
正常运行中制粉系统中的煤粉浓度在较大的范围内波动，制粉系统中具备
爆炸浓度条件几乎不可避免。
因此制粉系统防爆对策包括：
①防止点火源（如积
粉自燃），②提高结构抗爆强度，③加设爆炸卸压装置，④惰性化处理。
（1）防止点火源自燃。
其反措主要指积粉自燃，如煤粉仓壁的平滑，风
粉管道及挡板的布置要避免煤粉聚集，运行中控制风粉温度及检修前放粉等。
（2）提高煤粉仓及制粉系统的结构强度。
虽然制粉系统防爆反事故措施
的基点是防止爆炸，但从防爆门爆破的发生率看，制粉系统的爆炸实际上没有根
绝。
要避免事故扩大，当前结构强度的问题应引起各方面的重视。
前面提到的煤
粉仓掀顶事故，就是结构强度不足的结果。
粉仓顶是由9块厚6cm的水泥预制板
加2～4cm水泥抹面（并无钢筋、螺栓固定）组成，计算表明2kPa的压力即可掀
顶，而粉仓防爆门的爆破压力却为10kPa，足见其结构强度严重不足。
苏联防爆
规程规定装防爆门的制粉系统的部件计算压力为150kPa，而美国防爆规程规定，
除制粉系统启动、运行中均匀充满惰性气体的情况外，制粉系统的设计压力应大
于344kPa，按NFPA68“爆炸排放指南”所规定的原则设爆炸排放口的不在比例，
作为电厂检修、运行工作者应注意制粉系统入孔门螺栓的完整以及煤粉管道法兰
或抱箍的连接强度。
（3）保持防爆门的防爆功能。
试验表明容器中可燃粉尘点燃引爆后，防
爆门动作压力、卸压面积，可燃粉尘特性值与爆后实际压力值有关。
防爆门排气
管的长度也与卸压能力有关。
有的资料甚至断定，当容器的抗爆强度小于0.1MPa
时，有长排气管的防爆门已不能达到防止容器损坏的目的。
因此必须按设计要求
布置足量的防爆门，并控制防爆门的卸压动作压力。
此外，多数磨煤机防爆门与
排粉机出口风箱防爆门位于零米层上部，一旦动作后从排放口喷出的火焰极易烧
损附近的电缆，应注意防范。
（4）制粉系统惰性化。
在制粉系统中惰性气体及水蒸汽的存在，会减少
混合物的爆炸危险性。
苏联防爆规程说明，在各种工况下，制粉系统中氧的容积
份额小于16％，则不发生煤粉爆炸。
有的资料提出用氮惰化空气煤粉混合物时的
含最高允许氧量为14％，事实上用炉烟干燥的制粉系统较少发生爆炸，而引进的
中速磨制粉系统虽不设防爆门，除在设计上提高设计抗爆强度外，还在磨煤机上
装设了通入惰性气体（一般为氮气）的管接，并规定，制粉系统带负荷跳闸时，
应通惰性气体，一直到磨煤机温度低于66℃或将剩煤排空为止。
此点应引起各方
面重视以免误事。
第四节受热面烧损及预防
一、锅炉受热面烧损的原因
二、防止尾部烟道再燃烧的措施
锅炉受热面是将烟气中的热量传递给汽、水、空气的界面，在没有汽、水、
空气这些冷却介质时，受热面的温度便会很快接近或达到烟温。
煤、油正常燃烧
可能达到的温度为1500℃～1600℃，高于钢铁的熔点，由此引起的钢材熔融、氧
化称为烧损。
一台670t/h炉为了停炉保养烘干过热器内的积水，错误的点油枪升
温，由于当时水冷壁无水，不久水冷壁管被烧穿，当然这样的例子是极个别的。
发生在发电厂中受热面烧损离主要是空气预热器及省煤器受热面烧损（也有过电
气除尘器烧损的报导），通常称为锅炉尾部烟道再燃烧，或称二次燃烧，见图4-3-6、
图4-3-7.一台2008t/h锅炉在调试过程中先后于1995年10月13日和11月20
日发生空气预热器着火，两台空预器传热元件遭受不同程度的损坏。
究其
原因是炉膛内未
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