工业锅炉危险性分析.docx
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工业锅炉危险性分析.docx
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工业锅炉危险性分析
4危险辨识与灾害后果预测
4.1锅炉危险因素辨识
参照GB6441—1986《企业职工伤亡事故分类》对工业燃煤锅炉进行危险因素分类,考虑锅炉正常运行、异常(检修)和紧急(事故)状态,涉及的危险、有害因素比较多,主要有锅炉爆炸、火灾、灼烫、机械伤害、物体打击、触电等。
企业开展锅炉事故应急救援应综合考虑这些危险因素。
对发生事故的灾害后果应进行预测。
同时,灾害影响的地域范围、人员数量、重要或居民建筑物等因素也应予以考虑。
4.2工业燃煤锅炉常见事故的特征或现象、后果预测及原因分析
4.2.1锅炉爆炸
(1)定义
锅炉爆炸事故是指锅炉主要受压元件在承压状态下瞬间破裂,使锅炉压力突然降到等于外界大气压力的事故,一般来说,这是锅炉事故中最严重的事故。
(2)事故特征或现象
爆炸的一瞬间伴着巨响,具有一定压力和相应温度的汽水几乎全部冲出炉外,爆炸时释放的能力使锅炉本体破裂、移位,特别是产生巨大的冲击波,能够摧毁和震坏建筑物、造成严重的破坏和人员伤亡。
事故后果或危害:
锅炉爆炸是最严重的锅炉事故,会造成周围建筑物及设备设施损坏、严重的人员伤亡。
(3)原因分析
①超压。
运行压力超过锅炉最高许可工作压力,钢板(管)应力增高超过强度极限值,不能承受额定压力而破裂。
出汽口堵塞、安全阀门失效、到额定的压力时不能自动排汽降压、压力表失效等都可引起超压。
②过热。
钢板(管)的工作温度超过极限值,耐热强度降低超过允许值,不能承受额定压力而破裂。
这主要是由于严重缺水、受热面水垢太厚、燃烧不均匀导致局部过热等原因而造成的。
③腐蚀。
钢板(管)内外表面腐蚀减薄,强度显著降低,不能承受额定压力而破裂。
④裂纹和起槽。
在长期运行中频繁启动和停炉,操作不当使锅炉骤冷骤热,或者负荷波动频繁,钢材承受交变应力,产生疲劳裂纹,同时由于腐蚀的综合作用形成起槽开裂和强度下降,强度显著降低,不能承受额定压力而破裂。
⑤先天性缺陷。
例如,设计时采用不合理的角焊结构,强度计算错误,用材不当,制造、安装及修理的施工工艺不好,特别是焊接质量不合格等隐患,在使用中缺陷扩展,不能承受额定压力而破裂,直至发生爆炸。
⑥发生超压等锅炉事故时处置不当,导致爆炸事故。
4.2.2爆管
(1)定义
爆管指锅炉受热面管子爆破,是锅炉运行中性质严重的事故。
(2)事故特征或现象
①水冷壁管或对流管束破裂不严重时,可以听到汽水喷射的响声,严重时会发出明显的爆破响声。
②炉膛由负压变为正压,蒸汽和炉烟从炉墙的门孔及漏风处大量喷出。
③水位、汽压、排烟温度迅速下降,烟气颜色变白。
④给水流量增加,蒸汽流量明显下降。
⑤炉内火焰发暗,燃烧不稳定,甚至灭火。
⑥炉排上有黑煤堆,灰渣斗内有湿灰,甚至向外流出水汽。
⑦引风机负荷增大,电流增高。
(3)事故后果或危害
一旦发生爆管事故,可能会损坏邻近的管壁,冲塌炉墙,并且在很短的时间造成锅炉严重缺水,使事故扩大。
(4)原因分析
①水质不符合标准。
没有水处理措施或对给水和锅水的水质监督不严,使管子结垢或腐蚀,造成管壁过热,强度降低。
②水循环破坏。
锅炉设计、制造不良,水循环不好;在检修时,管子内部被脱落的水垢堵塞;由于运行操作不当,使管外结焦,受热不均匀,破坏了正常水循环。
③机械损伤,管子在安装中受较严重机械损伤,或在运行中被耐火砖或大块焦渣跌落砸坏。
④烟灰磨损,处于烟气转弯,短路或被正面冲刷的管子管壁被烟灰长期磨损减薄。
⑤吹灰不当。
吹灰管安装位置不当,使吹灰孔长期正对管子冲刷。
⑥材质不合格。
管材未按规定选用和验收,存在夹渣、分层等缺陷,或者焊接质量低劣,引起破裂。
⑦升火速度过快,或者停炉放水过早,冷却过快,管子热胀冷缩不匀,造成焊口破裂。
⑧严重缺水时,管子缺水部分过热,强度降低。
⑨给水温度低,给水导管位置又不合适时,给水不能与炉水充分混合,而集中进入炉管,使炉管因温度不均匀发生变形,造成胀口处漏水,甚至发生环形裂纹。
4.2.3缺水
(1)定义
锅炉运行必须保持正常水位,当水位表中的水位低于最低安全水位时,称为缺水事故。
(2)事故特征或现象
①水位低于最低安全水位线,或者看不见水位。
②虽有水位,但水位不波动,实际是假水位。
③高低水位警报器发出低水位警报讯号。
④蒸汽流量大于给水流量。
但若因炉管或省煤器管破裂造成缺水时,则出现相反现象,即系统给水显示量与实际给水量不符,蒸发量明显降低。
⑤过热蒸汽温度急剧上升。
⑥严重时可嗅到焦味。
(3)事故后果或危害
可能引起受热部件超温损坏,严重的缺水事故或对缺水的处置不当是锅炉爆炸的主要原因之一。
(4)原因分析
①司炉人员疏忽大意,忽视对水位的监视;不能识别假水位,造成判断错误。
②水位表安装位置不合理;汽水连接管堵塞;或冲洗水位表后,汽水旋塞未拧到正常位置,形成虚假水位。
③用汽量增加后未加强给水。
④给水设备发生故障;给水自动调节器失灵,或水源突然中断停止给水。
⑤给水管路设计不合理;并列运行的锅炉相互联系不够,未能及时调整给水。
⑥给水管道被污垢堵塞或破裂;给水系统的阀门损坏。
⑦排污阀泄漏或忘记关闭。
⑧炉管或省煤器管破裂。
4.2.4满水
(1)定义
当水位表中的水位超过最高安全水位时,称为满水事故。
(2)事故特征或现象
①水位高于最高安全水位红线,或看不见水位。
②双色水位计呈全部水相指示颜色。
③高低水位报警器发出高水位报警信号。
④过热蒸汽温度明显下降。
⑤给水流量不正常大于蒸汽流量。
⑥严重时蒸汽大量带水,蒸汽含盐量增加,蒸汽管道内发出水锤声,连接法兰处可能向外冒汽滴水。
(3)事故后果或危害
满水事故可造成锅筒蒸汽空间缩小,促使蒸汽大量带水,造成过热蒸汽温度下降,过热器内积垢,严重时会发生蒸汽管道水击事故。
(4)原因分析
①锅炉运行人员操作责任心不强,对水位的监视不严,调整操作不及时或操作有误。
②给水装置或者监视表计出现故障,如给水自动调节器失灵,蒸汽、给水流量计或者水位计的表计指示不准确,使运行人员误判断以至误操作。
③水位表安装位置不合理;汽、水连管堵塞,形成假水位。
④给水管路的压力突然升高,或者备用给水管路截止阀泄漏。
4.2.5汽水共腾
(1)定义
锅筒内蒸汽和锅水共同升腾,产生泡沫,汽水界限模糊不清,使蒸汽大量带水的现象,称为汽水共腾事故。
(2)事故特征或现象
①水位表内水位剧烈波动,甚至看不清水位。
②过热蒸汽温度急速下降。
③蒸汽管道内发生水冲击;法兰连接处漏气、漏水。
④蒸汽的湿度和含盐量迅速增加。
(3)事故后果或危害
汽水共腾时水位表内水位剧烈波动,很难监视。
同时,蒸汽品质急剧恶化,使过热器积垢过热,降低传热效果,严重时会发生爆管事故。
(4)原因分析
①锅水质量不合格,有油污或含盐浓度大。
②并炉时开启主汽阀过快,或者升火锅炉的汽压高于蒸汽母管内的汽压,使锅筒内蒸汽大量涌出。
③严重超负荷运行。
④表面排污装置损坏,定期排污间隔时间过长,排污量过少。
4.2.6超压
(1)定义
指锅炉在运行中,锅内的压力超过最高允许工作压力而危及锅炉安全运行的事故。
(2)事故特征或现象
①汽压急剧上升,超过许可工作压力,安全阀动作。
②超压报警仪表动作,发出报警信号。
③蒸汽流量减少,蒸汽温度升高。
(3)事故后果或危害
锅炉超压时,安全阀动作会影响经济性,安全阀不动作时会损坏锅炉受压部件、管道或用热设备,常常是锅炉爆炸的直接原因。
(4)原因分析
①用汽设备发生故障而突然停止用汽或用汽量下降时,不能把信息及时反馈到锅炉房内。
②司炉工人责任心不强,失职、脱岗或误操作。
③安全阀失灵或失调。
④压力表指示不正确。
⑤超压报警装置失灵。
⑥启动锅炉后主汽阀没有打开。
⑦锅炉因有缺陷而降压使用时,安全阀排汽截面积没有重新计算而更换安全阀等。
4.2.7炉膛爆炸
(1)定义
通常指在锅炉点火期间及运行中炉膛灭火期间,炉膛内和烟道中积存的可燃性混合物瞬间同时爆燃,产生化学爆炸。
这种爆炸使炉膛烟气侧压力突然升高,超过了设计结构的允许值而造成水冷壁、刚性梁及炉顶、炉墙破坏的现象,也称正压爆炸。
燃煤锅炉中,循环流化床、煤粉锅炉等炉型易发生此类事故。
(2)事故特征或现象
炉膛爆炸时伴有巨大响声,炉膛烟气侧压力突然升高,并将防爆门冲开,向外喷出火焰和烟尘,可造成水冷壁、刚性梁及炉顶、炉墙的破坏,严重时可造成锅炉整体坍塌完全损坏。
(3)事故后果或危害
可能造成水冷壁、刚性梁及炉顶、炉墙破坏,喷出的火焰和烟尘可能会伤及周围人员。
对水管锅炉的砌筑炉膛,炉膛爆炸可使炉墙塌垮或开裂,锅炉水冷壁等受压部件变形移位甚至破裂,围绕炉膛设置的构架、楼梯、平台变形或损坏,常造成人员伤亡。
(4)原因分析
①在锅炉点火前,因阀门关闭不严或泄漏、操作失误、一次点火失败等情况,使燃料进入炉膛,而又未对炉膛进行吹扫或吹扫时间不够,在炉膛内留存有可燃物与空气的混合物,且浓度达到爆炸范围,点火即发生炉膛爆炸。
②由于燃烧设备、控制系统设计制造缺陷或性能不佳,导致锅炉燃烧不良,在炉膛中未燃尽的可燃物聚积在炉膛、烟道的某些死角部位,与空气形成燃爆性混合物,被加热或引燃,造成爆炸。
③由于燃烧调整不当,配风不合理,导致可燃物进入烟道;炉膛负压过大,将未燃尽的可燃物抽入烟道;返料装置堵灰使分离器效率下降,致使未燃尽颗粒填接进入烟道,与空气形成燃爆性混合,且浓度达到爆炸范围,造成爆炸。
④由于循环流化床锅炉返料器堵塞,当细灰积累到一定时,容易导致大量含有20%左右碳的细灰在短时间内进入炉膛,在返料风的作用下,与空气快速混合充满炉膛,在炉内高温环境下极易发生爆燃。
⑤设计上缺乏可靠的点火装置及可靠的熄火保护装置及连锁、报警和跳闸系统,炉膛及刚性梁结构抗爆能力差。
4.2.8热水锅炉锅水汽化
(1)定义
指热水锅炉锅水全部或局部超温汽化的事故。
(2)事故特征或现象
①锅炉内有水冲击响声,管道发生震动。
②锅水温度急剧上升,超温报警器发出超温信号。
③锅炉压力突然升高,安全阀启动、排出蒸汽,从膨胀水箱内冒出水和蒸汽。
④循环系统管道内发生水冲击等。
(3)事故后果或危害
锅水汽化事故对热水锅炉和循环系统的安全运行威胁很大,通常会造成热水锅炉内和循环系统管道内水冲击,产生很大的响声和剧烈的震动,甚至引起建筑物震动,严重时会引起锅炉爆炸。
(4)原因分析
①热水锅炉发生循环中断事故后,处理不当。
②突然停电停泵,或循环泵发生故障。
③热水锅炉或循环系统严重泄漏,或恒压装置发生故障,造成锅炉内的压力突然下降。
④司炉工操作失误,例如强制循环热水系统,在启动时,先将锅炉点火,后开启循环泵;在停炉时,先停止循环泵,后停止锅炉运行或锅炉内的燃料和蓄热量没有全部散发尽,急于停止循环泵运行等错误的操作。
⑤温度表、压力表失灵,造成误判断。
⑥锅炉结构不合理或燃烧工况不良,造成锅炉各并联管路热偏差过大或锅水流量分配不均,产生局部过热汽化。
⑦锅炉部分管子内积存水垢或杂物,使锅炉局部水循环遭到破坏。
5预警和预防机制
5.1预警
根据当地政府应急管理要求,结合设备所在企业应急预案的规定与程序,在编写本专项应急预案时应明确事故预警的条件、方式、方法和信息的发布程序。
5.2预防机制的基本要求
企业应建立预防和控制锅炉事故发生的管理制度,主要包括(但不限于):
(1)工业燃煤锅炉安全管理制度和岗位安全责任制度;
(2)专门机构或者设专(兼)职人员;
(3)定期分析工业燃煤锅炉安全状况,完善事故应急预案;
(4)使用登记、定期检验制度;
(5)企业日常检查制度;
(6)消除事故隐患制度;
(7)作业人员培训考核、持证上岗制度;
(8)XXX锅炉安全状况的定期报告制度
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