锅炉事故现象原因及处理.docx

1、锅炉事故现象原因及处理锅炉事故现象原因及处理锅炉是在高温高压的不利工作条件下运行的，操作不当或设备存在缺陷都可能造成超压或过热而发生爆破或爆炸事故。锅炉的部件较多，体积较大，有汽、水、风、烟等复杂系统，如运行管理不善，则燃烧、附件及管道阀门等都随时可能发生故障，而被迫停上运行。 锅炉的爆破爆炸事故，常常是造成设备、厂房毁坏和人身伤亡的灾难性事故。锅炉机组停止运行，使蒸汽动力突然切断，则会造成停产停工的恶果。这些事故的发生，都会给国民经济和人民生命安全带来巨大损失。所以，防止锅炉事故的发生，有着十分重要的意义。 一、 事故分类 锅炉事故按事故的严重程度可分为：锅炉爆炸事故、重大事故与一般事故。

2、锅炉爆炸事故是锅炉运行中，锅筒、集箱等部件损坏，并有较大的泄压突破口而在瞬间将工作压力降至大气压力的一种事故。这种事故炸爆威力大，造成的损失很大。 重大事故是运行中发生爆破、爆管、严重变形、炉膛塌陷、炉墙倒墙、钢架烧红等而被迫停炉大修的各类事故。 一般事故则是运行中发生故障而被迫停炉，但又能很快恢复运行的事故。 锅炉事故如按事故发生的部位来分类，则有锅筒等水容量较大的受压部件突然开裂的爆炸事故，炉管爆破事故，省煤器事故，过热器事故，管道、烟道、炉墙事故；安全附件、给水设备、燃烧设备等部位的事故。 锅炉事故如按事故的发生原因分类，则有水位监督不慎造成的缺水、满水事故，水质管理不好引起的事故，设计

3、、制造或安装、检修不良引起的事故，维护保养不当，而由腐蚀、积结污垢灰焦而引起的事故，燃烧控制不好引起的事故。 二、 事故的预防 1 应健全锅炉运行规程、安全操作规程、岗位责任制、检修质量标准、交接班制度等各基有关规章制度，并严格贯彻执行。 2 应加强锅炉用水管理，给水水质应符合规定要求，软化水应达到质量标准，锅水碱度不应过高。排污要有制度，受热面内部应保持不结垢或仅有较薄水垢，定期用机械或化学方法清除水垢，以免造成钢板或钢管过热。 3 在安装和检修时，应选用符合图纸要求的材料。 4 采用合理的锅炉结构。在制造、安装或检修以及锅炉的技术改造中，应注意改进锅炉的不合理结构，使达到合理或基本合理。

4、5 有计划的组织培训司炉人员和管理人员，提高安全运行操作和管理水平。司炉人员在熟悉设备性能的基础上，达到安全经济运行，避免发生事故。司炉人员要坚守工作岗位，在事故发生时，应冷静迅速地采取处理措施。 三、 常见的锅炉事故 近年来，锅炉爆炸事故时有发生，缺水事故最为常见，而且危害较大。再有就是因水质管理不善而造成的炉管等受热面过热烧损事故。在叙述常见锅炉事故时，除了锅炉爆炸事故和缺水、满水、汽水共腾事故以外，其它事故均以事故发生的部位来分别叙述。 （一） 锅炉爆炸事故 锅炉爆炸发生是由于锅筒（汽水锅筒或水锅筒）破裂，锅筒内储存着几吨、甚至几十吨有压力的饱和水及汽瞬时释放巨大能量的过程。 锅炉爆炸所

5、产生的灾害主要有两方面：一是锅筒内水和汽的膨胀所释放的能量；二是锅内的高压蒸汽以及部分饱和水迅速蒸发而产生大量蒸汽几四围扩散所引起的灾害。 1 锅炉爆炸能量 锅炉爆炸时，由于锅筒突然破裂，锅内压力由工作压力（爆炸前的运行压力）迅速降至蒸汽膨胀过程是在瞬时内完成的，所以可把它看作是绝热过程。这样蒸汽所释放的能量就可以按绝热膨胀功来计算，或按下列简单公式计算： Us=VsCs 式中 Us饱和蒸汽的爆炸能量（J或kgfm）； Vs锅筒内饱和蒸汽的体积（msup3sup）； Cs饱和蒸汽爆炸能量系数（J/msup3sup或kgfm/msup3sup），由饱和蒸汽的压力而定。一般工业锅炉蒸汽的能量系数C

6、s见表1（表中的系数是按干饱和蒸汽算得的）。 表 压 力 （MPa）（kgf/cm2） 0.55 0.88 1.313 2.525 3.030Cs（J/m3）（kgfm/m2） 9.71059.7104 1.71061.7105 3.21063.2105 7.11067.1105 8.81068.8105Cw（J/m3）（kgfm/m3） 1.71071.7106 2.71072.7106 4.11074.1106 6.71076.7106 7.71077.7106 表1 饱和蒸汽、饱和水爆炸能量系数 锅炉内除了蒸汽外，还有大量的饱和水，其温度为锅炉运行压力下的饱和水温度，它远高于大气压下水的

7、沸点，当锅筒破裂，锅内压力骤降至大气压力，锅内饱和水迅即放热，并且部分饱和水蒸发成蒸汽，继续膨胀作功，发生所谓“水蒸汽”爆炸。饱和水所释放的能量可以按下式计算： Uw=VwCw 式中 Uw饱和水的爆炸能量（J或kgfm）； Vw锅炉内饱和水的体积（msup3sup）； Cw饱和水爆炸能量系数（J/msup3sup或kgfm/msup3sup）， 由饱和水的压力而定。工业锅炉饱和水的能量系数Cw见表1。 锅炉爆炸时所释放的能量就饱和蒸汽与饱和水所释放的能量之和，即： UsubBsub=UsubSsub+UsubWsub 由表1可以看出，饱和水爆炸能量系数Cw约为饱和蒸汽能量系数Cs的十倍左右，因

8、此，即使锅炉的水容量与汽容量相同，爆炸时饱和水所释的能量也要比饱和蒸汽的能量大得多，粗略计算时，后者常可以忽略不计。 锅炉爆炸时所释放的能量除了很小一部分消耗在把锅炉的碎块或整体抛离原地以外（常常是反需它爆炸能量的1/10左右即可把锅炉抛出百余米），其余大部分将产生冲击波在空气中传播，破坏周围的建筑物。锅炉爆炸时，锅筒等的撕裂也消耗一部分能量，但很小，可以忽略不计。 下面通过一个实例来计算锅炉爆炸能量 例1：兰开夏锅炉WSG2-8型，锅炉容量约25msup3sup（不计炉胆），其中锅水容量约15msup3sup，蒸汽容量约10msup3sup，在工作压力（表压）0.8MPa，（8kgf/cms

9、up2sup）下爆炸，试计算其爆炸能量。 解：由表1得，表压力为0.8Mpa（8kgf/cmsup2sup）的饱和蒸汽爆炸能量系数Cs为1.710sup6supJ/msup3sup（1.710sup5supkgfm/msup3sup），饱和水爆炸能量系数Cw为2.710sup7sup/msup3sup（2.710sup6supkgfm/msup3sup），则蒸汽和水所释放的能量分别为： Us=VsCs=101.710sup6sup=1.710sup7supJ（1.710sup6supkgfm） Uw=VwCw=152.710sup7sup=4.0510sup8supJ（4.0510sup7su

10、pkgfm） 故得锅炉的爆炸能量为： UsubBsub=UsubSsub+UsubWsub=4.2210sup8supJ（4.2210sup7supkgfm）。 一公斤TNT炸药的爆炸能量为4.2710sup6supJ（4.2710sup5supkgfm），故这锅炉可能产生的爆炸能量的TNT当量为4.2210sup8sup/4.2710sup6sup99kg。 2 锅炉爆炸所生成蒸汽的体积 锅炉爆炸时，由于锅筒内压力下降，锅内原有的高压蒸汽膨胀成为一个大气压的蒸汽，体积迅速增大。同时，由于压力下降，名册人原有饱儿水温度由运行压力下的饱和温度降至一个大气压下的饱和温度，放出大量的热，并把一部分饱

11、和水蒸发成蒸汽。这样，锅炉爆炸时就生成大量的蒸汽，在其所笼罩的范围内操作人员将被烫伤。 锅筒内的高压蒸汽膨胀后所占的空间体积可以按下式计算： Vs=VsGs 式中 Vs锅筒内蒸汽在空间膨胀的体积（msup3sup）； Vs锅筒内饱和蒸汽的体积（msup3sup）； Gs饱和蒸汽的膨胀系数，见表2。 表略 表2 饱和蒸汽膨胀系数与水蒸发系数 除了锅炉内的蒸汽膨胀占有空间体积以外，部分锅水也被蒸发成蒸汽，这部分蒸汽的体积按下式计算： Vw=VwGw 式中 Vw部分饱和水被蒸发成蒸汽的体积（msup3sup）； Vw锅筒内饱和水的体积（msup3sup）； Gw饱和水蒸发系数，由它的压力而定。工业锅

12、炉饱和水蒸发系数Gw见表2。 锅炉爆炸时生成蒸汽的总体积为： VsubBsub=VsubSsub+VsubWsub 从表2可看出，即使锅炉的水容量与汽容量相同，爆炸时由锅水蒸发而成的蒸汽的体积要比锅内原有蒸汽膨胀的体积大得多，粗略计算时，后者常可忽略不计。 假定锅炉爆炸时，这些蒸汽以半球形向地面扩散，则其扩散半径为： 这就是说，锅炉爆炸时，以锅炉为中心，在半径为Rsubssub的半球形范围内被100的蒸汽所充满，至少在这个范围内的人员会被严重烫伤。 例2：计算例1中的兰开夏锅炉爆炸时所生成蒸汽的体积及其伤害范围。 解：表压力为0.8MPa（8kgf/cmsup2sup）的饱和蒸汽膨胀系数Gsu

13、bSsub与饱和水蒸发系数GsubWsub由表2查得分别为6.9与201，可求得锅炉爆炸时所生成蒸汽的体积为： ； 若这些蒸汽以半球形向地面扩散，中其半径为 即至少在以锅炉为中心，直径为23m，高11.4m的范围内的人员受到严重烫伤。 3 锅炉爆炸的主要原因 （1） 在锅炉较长时间缺水，钢板被灼红、机械强度急骤降低的情况下，司炉人员违反操作规程，向炉内进水，引起爆炸； （2） 铆接锅炉，锅壳或锅筒长期漏泄，且炉水碱度较高，造成铆缝或胀口处钢板苛性脆化，以致造成爆炸事故； （3） 严重超压造成爆炸； （4） 因安全附件失灵、结构设计不合理、材质发生衰老等原因，造成锅炉爆炸。 4 预防措施 （1）

14、 要特别注意水容量较大的锅筒的锅壳、封头或管板、炉胆等主要受压部件的材料、强度，联接型式、焊接与冷加工组装等在设计和制造上是否符合有关规定和标准。火管锅炉由于锅筒直径较大以及锅筒内受压部件较多，联接型式较复杂等情况，因此更要注意这个问题。 （2） 检验与修理锅炉时，对锅筒的苛性脆化、严重腐蚀与变形以及起槽裂纹，要高度警惕，检查要周到细致，修理则必须保证质量，防止因强度不足或裂纹扩展而突然撕裂。 （3） 司炉人员必须切记：发生严重缺水事故时，一定不能再进水，以免锅筒钢板在过热烧红的情况下，遇水突然冷缩而脆裂。 （4） 锅炉的安全附件，特别是安全阀，必须经常保持灵敏、准确、可靠。多数小锅炉爆炸事故

15、都有一个共同的重要原因，就是没有装置安全阀或安全阀失灵而造成超压。如安全阀正常，控制在较低的压力下运行，爆炸事故是完全可以避免的。 （5） 应注意易被忽视的薄弱环节。有很多爆炸事故发生在炊事、洗澡、采暖、热饭用的锅炉，甚至热水锅炉和茶水炉也多有发生。这些锅炉体积小，压力低，又多在生活部门，往往不被注意和重视，很易成为锅炉安全管理的薄弱环节和漏洞，所以，应特别注意。 （二） 缺水事故 锅炉缺水事故是锅炉最常见的事故。严重缺水事故所造成的危害往往是很大的。轻者引起大面积受热面过热变形，胀口渗漏，炉膛顶墙、隔墙塌落损坏，过热蒸汽温度过高损坏汽机等；重者引起爆管，胀管脱落，大量汽水、火焰喷出伤人；最严

16、重的是处理不当而可能造成爆炸事故。严重缺水事故常使锅炉受以极大的损坏，过热变形严重的很难再修得；过热变形稍轻的，从修复到正常使用往往要很长时间，使用单位常因此而停工停产。 1 缺水事故的现象 （1） 水位表玻璃板（管）上呈白色；或将铅笔棒形物或斜线板放在水位表后面，透过水位表观察，如看不到折线，而是连续的棒形物或斜线时，则说明水位表内已没有水了； （2） 水位表静止不轻微波动，这种假水位现象，司炉人员未及时发现； （3） 高低警报器和其它低水位报警信号装置发出低水位警报或信号 （4） 蒸汽流量大于给水量； （5） 过热器蒸汽温度急剧上升； （6） 锅炉房内嗅到烧焦味； （7） 炉膛顶墙塌陷；

17、（8） 锅筒、炉膛、炉管等受热面过热变形； （9） 上水时，听到省煤器有异样冲击或省煤器附近烟道突然漏水； （10） 烟囱冒白色水汽烟； （11） 发现爆管、胀口脱管。 发生缺水事故时并非上述现象全都出现，一般情况下，只有前三种现象，而无后几种现象，则可能是轻微缺水，但不排除严重除水的可能性；如在前三种现象出现的同时，又出现后面几种现象时，一般即认为是严重缺水事故。 2 缺水事故的判断和处理 缺水事故有两种，一种是轻微缺水，即水位表虽看不到水位但锅筒内水位尚未降到水连管以下，这时水位表中出现的是一种虚假水位。这可用关闭水位表汽旋塞的办法，使水位表内蒸汽冷凝，形成真空负压而将尚未降到水连管以下的

18、水吸引入水位表内。这种方法通称“叫水”。如叫水操作后，仍不见水位，说明水位至少已低于水连管以下了，很可能更严重，这时，就是发生严重缺水事故了。 如确认是轻微缺水事故，由于受热面尚未“干烧”，则完全可以进水到正常水位。如果原因不清，经上水仍不见水位时，或给水设备有故障时，则应立即停炉。如判断是严重缺水，则应立即紧急停炉，并降负荷，关闭给水阀门。 处理缺水事故最重要的问题是，在未断定是轻微缺水以前和已确认是严重缺水以后，严禁向锅内进水。 发生严重缺水而停炉后，待炉体逐渐冷却，再对炉膛和其它处受热面以及炉墙、钢架等进行详细检查，如由于处理及时，不是十分严重缺水而无大问题时（如仅仅管子轻微变形），应查

19、明和消除事故的致因，并在水压试验合格后投入使用；如过热较严重，引起胀口渗漏、管子严重变形、钢材严重过热烧损时（必要时做金相检查），则须检查合格后，方可使用。 3 缺水事故的原因及预防 （1） 水位无人监视或运行人员不注意观察水位。 （2） 水位表未按要求及时冲洗，汽、水连管堵塞，运行人员又未及时发现假水位或未判断出是假水位。 （3） 给水自动调节器和水位警报信号装置均失灵；或水源中断、给水设备损坏。 （4） 排污阀严重渗漏及其它部位严重漏水。 （5） 排污时误操作：排污时间太长；运行人员未认真监视水位；排污后忘关排污阀。 4 针对上述原因，预防缺水事故的要点是： （1） 加强运行人员的教育，增

20、强责任感，提高处理事故的技术水平； （2） 冲洗水位表及排污操作应严格执行岗位责任制和运行操作规程； （3） 给水自动装置及水位报警、信号装置需安排专人每班检查校对和调整维修；要防止过分和完全依赖自动化装置，运行中应加强维护管理； （4） 运行人员应休息好，一般不应执行超过八小时的大倒班制度； （5） 水位表安装位置必须正确，汽、水连管不能倾斜，以便真实反映炉内水位。水位表在运行中应加强维护管理，防止堵塞，出现假水位。 （三） 满水事故 满水事故也是锅炉运行中的一种常见事故，严重满水事故会引起蒸汽管道水冲击，使阀门、法兰和蒸汽管受到损坏甚至震裂，将严重损坏汽轮机的叶轮和轴承，甚至使叶片断裂；锅

21、炉发生满水事故后，蒸汽带水严重，蒸汽品质恶化，过热器易积盐垢过热烧损，对用汽部门的设备和产品质量可能带来严重影响。 1 满水事故的现象 （1） 水位表玻璃板（管）内颜色发暗，水位线消失； （2） 高低警报器或其它高水位警报装置发出高水位信号； （3） 给水流量明显大于蒸汽流量； （4） 过热器温度下降； （5） 蒸汽管道、汽机有异样的撞击和震动，法兰、轴封、阀门等外冒汽滴水。 2 满水事故的处理 （1） 应先通过对水位的检查和各水位指示装置的对照检查，确认是否发生满水事故，如蒸汽管道未发生水击，则认为是一般满水事故；反之，则可判断是严重满水事故。 （2） 发生一般满水事故，须立即停止给水，减弱

22、燃烧，开启排污门放水；同时开启过热器和蒸汽管道上的疏水门及用汽部门疏水门，加强疏水。待水位正常，满水原因查清并消除后，再恢复运行。 （3） 如是严重满水事故，则应紧急停炉，停止给水，迅速放水，降低负荷，加强疏水。待水位恢复正常，管道阀门等有关部件经检查可用，则在满水原因查清并消除隐患后，方可恢复运行。 3 满水事故的原因及预防 满水事故的原因主要是运行人员对水位监视不够而造成；其次是水位表堵塞造成假水位；再有是高水位警报信号装置、给水自动调节设备失灵。 预防措施与缺水事故相同。 （四） 汽水共腾事故 1 汽水共腾事故的现象 所谓汽水共腾，就是炉水表在泛起较严重的泡沫，在负荷增加、燃烧强化、汽水

23、分离加剧的情况下，炉水表面泡沫层发生急剧的翻腾和上下波动，水位表内出现很多汽泡和泡沫，水位模糊不清的一种现象。出现汽水共腾时，如同满水事故一样，蒸汽带水急剧增加，蒸汽管道可能发生水击，过热蒸汽温度下降。蒸汽中带有许多盐浓度很高的炉水将严重影响过热器和汽轮机的安全运行。 2 汽水共腾事故的处理 （1） 减弱燃烧，降低负荷，关小主汽阀； （2） 加强蒸汽管道和过热器的疏水； （3） 全开连续排污阀；打开排污阀排污放水，同时上水，降低炉水含盐量，以改善炉水品质。放水、上水要注意水位变化； （4） 待水质改善，水位清晰时，可逐渐恢复正常运行。 3 汽水共腾事故的原因及预防 （1） 一般情况下，由于汽水

24、分离，炉水蒸发面下方100200mm水层含盐浓度较高。当给水碱度大、杂质多以及未加强排污时，炉水表面层含盐量往往非常高，蒸发面泡沫越来越多，锅水粘度很大，汽泡上升阻力增加。在负荷增加、汽化加剧时，大量汽泡由于在炉水表面没有很快汽水分离而积聚在炉水表面，冲击蒸发面，搅动泡沫层，使水位上下剧烈波动和翻腾。 （2） 在水位过高，主汽阀开启速度太快、负荷突然增加时，由于蒸汽空间压力骤降，使汽化更加剧烈，蒸汽空间暂时的负压往往产生“吊水”现象，促使和加剧汽水共腾。 预防措施就是加强水质监督，严格控制炉水含盐量，认真进行排污；在炉水含盐量高、杂质多，开始出现泡沫层而未得到改善之前，要降低负荷，减弱燃烧，缓

25、开主汽阀。 （五） 炉管爆破事故 炉管爆破事故主要是指水冷壁管和沸腾管束的爆破，尤以受热强度较大的水冷壁管爆破事故为常见。炉管爆破事故是锅炉运行中比较严重的事故，汽、水的大量喷出，使炉膛产生正压，连汽带火从炉门等处突然喷出，常常由此而伤人，处理不及时，易同时引起缺水事故，炉管爆破后，被迫停炉检修，影响生产正常进行，后果是严重的。 1 炉管爆破事故的现象及处理 炉管爆破不大时，如汽压很高，燃烧很旺，则炉膛内有异样的蒸汽喷射声响，炉膛火色发暗，破裂处更为明显，燃烧恶化，炉膛温度下降，烟囱冒水蒸汽样白烟。再严重时，水位开始明显不正常。如汽压不高，燃烧较弱时，在爆管处炉膛火床发黑，明显看到炉管喷汽淌水

26、。这种情况，如能维持正常水位，应即刻减弱燃烧，并通知用汽部门做好停炉检修准备。 炉管严重破裂时，大量汽水连同烟火从炉墙的门孔往外喷出，水位、燃烧严重失常。严重爆管事故必须紧急停炉。 2 爆管原因及预防 （1） 管子结垢太厚，造成过热烧损而爆裂。这在热强度较大的水冷壁管部分最为常见。 （2） 锅炉在运行中有些较大的片状、块状沉淀物，随着水的循环进入炉管内，往往在管径变小，流动阻力较大的弯曲部位被滞留，使通径减小，而且以后循环水中的泥沙杂物都易被此挡住，越积越多，以至完全堵塞，而造成过热烧损爆裂。较大的片状、块状沉淀物主要是炉内原有的老垢，或运行中自行脱落的水垢；或在栲胶、碱煮、酸洗除垢后，硬垢虽

27、已松动，但未全部除净，运行中往往大片脱落；再就是遗留的工具、棉纱等。 （3） 管子腐蚀、磨损减薄严重，承压能力降低而爆管。 （4） 严重缺水时引起的管子过热而爆管。 （5） 因缺水、排污不当、炉膛结焦、燃烧器运行操作不当等原因破坏正常水循环，则发生水循环故障的管子可能过热烧损而爆管。 （6） 由于设计、安装和运行操作不当，使管子长期处在热胀不均、剧烈的冷热变化或不能自由膨胀的条件下工作，造成管子焊口开裂、胀口环形裂纹，致使破裂。 针对上述原因，要预防炉管爆破事故，重点应注意加强水质管理，防止结垢。除垢要除净，要特别注意片状水垢掉落而造成堵管。运行中要注意防止炉膛热偏差，保证可靠水循环。锅炉技术

28、检验中应注意检查炉管腐蚀、磨损减薄和可能出现裂口的问题。 （六） 省煤器损坏事故 省煤器的损坏，主要是管子的破裂和裂纹、法兰接头损坏所引起的泄漏。 1 省煤器损坏事故的现象 （1） 水位异常地下降，给水量明显增加，且大于蒸汽量，省煤器入口水压降低； （2） 排烟温度下降，省煤器出口水温升高； （3） 省煤器附近有异样声音； （4） 省煤器下部灰斗和炉墙处冒汽、潮湿甚至淌水。 2 省煤器损坏事故的处理 （1） 对于沸腾式省煤器 1） 加强锅炉给水，维持正常水位； 2） 减弱燃烧，迅速降低负荷，与用汽部门联系，做好停炉检修准备； 3） 关闭锅炉的所有放水门，禁止开启锅筒与省煤器之间的再循环阀门； 4） 注意引风机入口烟温与过热器出口蒸汽温度的升高和控制； 5） 如锅筒水位不能保持，则应紧急停炉。 （2） 对于非沸腾式省煤器 1） 开启省煤器旁通烟道，关闭省煤器烟道的出、入挡板； 2） 开启不经省煤器而直接进入锅筒内的给水旁路门，关闭省煤器的进水、出水阀门； 3） 将烟、水可靠隔绝后，应立即放水，开启空气门或抬起安全阀； 4） 如烟道挡板严密，则应在严格保证人身安全的条件下进行检修，恢复运行，否则应尽早停炉检修。 3 省煤器损坏事故的原因及预防 省煤器损坏的主要原因是： （1） 给水没有除氧而使省煤器管内壁