锅炉严重结焦导致炉膛爆炸.docx

锅炉严重结焦导致炉膛爆炸【案例简述】3 月 10 日 14 时 07 分 24 秒， 某发电厂 1 号锅炉发生特大炉膛爆炸事故 （按电业生产事故调查规定界定） ，人员伤亡严重，死 23 人，伤 24 人（重伤 8 人） ，直接经济损失 778 万元，机组停运 132 天，少发电近 14 亿度。该发电厂 1 号锅炉是美国 ABB-CE 公司（美国燃烧公司）生产的亚临界一次再热强制循环汽包锅炉，额定主蒸汽压力 17.3MPa，主蒸汽温度 540，再热蒸汽温度 540，主蒸汽流量 2008t/h。1993 年 3 月 6 日起该锅炉运行情况出现异常，为降低再热器管壁温度，喷燃器角度由水平改为下摆至下限。3 月 9 日后锅炉运行工况逐渐恶化。3月 10 日事故前一小时内无较大操作，14 时，机组负荷 400MW，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， 炉膛压力维持负 10mm 水柱， 排烟温度 A 侧 110， B 侧 158，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 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”、“汽机跳闸”、“旁路快开”等光字牌亮。FSSS 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 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 柜通信中断，引起 CRT 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。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，21m 层以下损坏情况自上而下趋于严重，冷灰斗向炉后侧裂成开放性破口，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，66 根开断，炉右侧 21m 层以下刚性梁严重变形，零米层炉后侧基本被热焦堵至冷灰斗，3 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 934m3。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，致使一段时间内该地区的企业实行停三开四，附近地区停二开五，工农业生产受到严重的影响，间接损失严重。【案例评析】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造成的。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。清渣过程中未发现铁异物，渣成分分析未发现析铁，零米地坪完整无损，可以认定，非析铁氢爆炸。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。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。对于事故的触发原因，两种意见如下：一种意见认为，“310”事故的主要原因是锅炉严重掉渣。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 21m 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 日炉内结渣严重，由于燃烧器长时间下摆运行，加剧了灰斗结渣，这为煤裂解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