电站锅炉事故案例、原因分析及预防.docx

电站锅炉事故案例、原因分析及预防我国电站锅炉占锅炉总数量的比例不高，但电站锅炉都是大型锅炉，压力高，功率大，一旦发生事故，容易造成群死群伤。近年来，电站锅炉重大以上事故较少，但一般事故不断。据统计表明，100MW 及以上机组非计划停用所造成的电量损失中，锅炉机组故障停用损失占 6065，1995年100MW及以上锅炉及其主要辅机故障停用损失电量近120亿kwh。故障停用造成的启停损失(启动用燃料、电、汽、水)若每次以 3 万元计，仅此一项全国每年直接经济损失就达 2400 万元。与此同时每次启停，锅炉承压部件必然发生一次温度交变导致一次寿命损耗，其中直流锅炉水冷壁与分离器可能发生几百度温度的变化，从而诱发疲劳破坏，造成设备的损坏。通过分析， 造成电站锅炉事故发生的原因很多， 下面主要介绍常见的三种：一、承重部件损坏造成的事故锅炉承重部件基本可以分成三类：一是受拉部件，如吊杆；二是受压部件，如钢柱、支承杆；三是受弯部件，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，现在使用的锅炉多为悬吊式锅炉，此类锅炉由于锅炉受热面、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，部件脱落，部件的几何形状即发生变化，同样可以导致锅炉部件失效。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，否则将产生变形失效，导致事故发生。(一)事故案例及分析案例 1 1988 年 4 月某热电厂一台 220th 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。锅炉省煤器、过热器、水冷壁随之掉落并发生弯曲变形，回转式空气预热器被压下沉，导致整台锅炉报废。案例 2 1994 年 3 月某热电厂的一台 220th 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 lO，后移 5.3m，汽包下沉 2m，所有受热面下坍弯曲变形，锅炉报废。案例 3 1993 年 3 月某厂一台 2008th 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，锅炉停用。(二)事故预防防止承重部件损坏， 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。 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：锅炉油管路，电缆的铺设要离开承重部件；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=1500。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坡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，将影响支吊架安全，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。在检验过程中严格贯彻设计意图，维持结构承重功能。二、爆炸造成的事故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，导致人身伤亡、设备损坏，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 2060gm3， 爆炸产生的压力可达 0.31.OMPa。就锅炉范围而言，可燃物质是指天然气、煤气、石油