工业炉爆炸事故分类及原因分析

摘 要 作为一种重要的热工设备，工业炉被广泛应用在物料的焙烧、干燥、熔化、熔炼、加热和热处理等各种生产过程中。近年来，随着燃烧技术的发展和大型工业炉的采用，有关工业炉的安全方面的问题也越来越引起广泛关注，分析工业炉爆炸事故现象及原因对有效预防事故的发生十分必要。

工业炉的爆炸事故按爆炸起因分为入炉燃料燃烧引起的爆炸事故、熔剂蒸汽爆炸事故、可燃性可控气氛爆炸事故、蒸汽爆炸事故以及粉煤爆炸事故，其中入炉燃料燃烧引起的爆炸事故是最多的。

关键词 事故；爆炸；水蒸气

中图分类号 TF06 文献标识码A 文章编号 1674-6708（2013）103-0096-02

1 燃烧爆炸

向已处于危险状态的未燃物及因不完全燃烧产生的可燃性生成物上点火时，便会产生燃烧爆炸现象，燃烧爆炸一般发生在点火时、燃烧中、再点火时。对燃气和燃油工业炉所发生的爆炸事故的分析结果表明，燃气工业炉在点火时引起的爆炸约占总数的2/3，其中有半数是由于停炉时燃气泄漏造成的，其余一半是由于操作人员为了省事在关闭主燃烧器的阀门时没有同时关闭主管的安全切断阀而引起的。燃料爆炸事故中，气体燃料要占一大半以上。特别需要指出的是，用不完善的点火烧嘴去点燃主烧嘴时，也容易引起爆炸。燃烧过程中的爆炸约占爆炸事故的一半，其中一半是在烧嘴出现熄火时产生；其次是由于在空气不足的情况下燃烧产生的CO、H2等气体又和空气混合成为有爆炸危险的混合物，点火时引起的爆炸；其余的爆炸起因就是再次点火，其原因是再次点火前，没用新鲜的空气对炉内吹扫一段时间，将可能存在的可燃气体清除。因此炉子非正常灭火后，应先关闭燃气阀门，用新鲜空气吹扫后再点火。否则再点火时容易引起爆炸。燃油或油气共用的工业炉在点火时引起的爆炸约占1/4。其中大部分是因为几次点火未点着，而没有用空气吹扫，再点火时引起了爆炸。也有许多运行中的燃气或油气共用的工业炉，由于没有火焰检测装置，火焰脱火后没有发现而引起爆炸。

燃气工业炉内燃烧引起的燃气爆炸事故，其原因和比例大致为：违反燃烧安全操作程序占60%；燃气压力过高或炉内负压过大，发生燃烧器脱火占15%～20%；燃气经不严密的切断装置漏入，使可燃混合物聚集在炉膛及烟道占10%～15%；由于不完全燃烧，在炉膛和烟道中发生爆炸占5%～10%。因此，违反操作规程而发生的燃气爆炸事故最多。

2可燃性保护气氛的爆炸

在某些热处理炉中，由于工艺的需要，需通入特殊的控制气氛或保护气氛，以实现无氧化加热、渗碳、氮化处理及铜的钎焊等。这些工业炉除了供给用于加热的燃料外，还要向炉内供应若干种类的可控气氛。这些可控气氛中的CO和H2当与空气混合达到爆炸极限浓度内时，遇到明火将引起爆炸事故。 爆炸的危险性取决于可控气氛中含有多少可燃性物质（CO、H2 有时还有CH4）可燃气氛中的可燃成份在低温时预先与空气混合达到一定比例就可能形成爆炸性气体。在此条件下遇到高于着火温度的热源就要爆炸，引发人身和设备安全事故。爆炸的形成需要三个条件同时存在，即可燃气体、空气和必要的温度。如果可燃气体和高温同时存在（在高温炉膛中的保护气体就是处于这种状态），但没有空气时是安全的，此时如渗入空气出现的不是爆炸而是燃烧。高温空气（760℃以上 ） 中加入可燃性保护气体时出现的也是燃烧。特种条件下上述两种情况可用于安全了向炉内通入保护气体或放散炉内气体，最危险的情况是保护气体在低温下混合，在遇到高于着火温度的火星即可引起爆炸。所以保护气体的安全使用中最关键的便是避免保护气体与空气在低温下混合，以防爆炸发生，因此保持炉膛正压，使保护气体按规定状态和线路流动，是安全生产必不可少的环节。

3 溶剂蒸气引起的爆炸

在工业炉内（多为干燥炉）被加热物蒸发出的可燃气体，在温度和浓度达到爆炸极限内时，引起爆炸。这类工业炉窑主要有油漆干燥炉、电气绝缘漆干燥装置等设备。按发生爆炸的难易顺序排列为：

1）涂料中浸渍过的钢板；

2）在绝缘漆中浸渍过的电气线圈；

3）涂饰的金属部件；

4）含涂料而吸收性又高的布和纸。

这类事故有一半是因为违反操作规程引起的，另一半是因为设备的排气系统不完善引起的。

4 水蒸汽的爆炸事故

熔炼金属的熔炼炉和电石熔炼炉等，由于其水冷部件破损或其他原因，水流入炉内会产生激烈的蒸发而引起爆炸事故。或者由于某些原因，高温融熔金属或电石流出炉外与水接触，引起水的激剧蒸发引起爆炸。

5 粉煤爆炸

在煤粉的制造、储存、输送过程中，煤粉和空气的混合物在一定的条件下会发生爆炸。影响煤粉爆炸的主要原因有以下几个方面：

1）煤粉所含挥发物越高，越容易爆炸；

2）煤粉越细，与空气的接触面越大，爆炸性也就越大；

3）煤粉的爆炸性随着它在空气中的浓度增加而变大，但当浓度增加到一守限度后，爆炸性又开始减小，煤粉浓度的爆炸范围为0.3kg/m3～0.6kg/m3；

4）悬浮在含氧量大的气体介质中的煤粉，可爆性大并爆炸力强，在含氧量小于16%的气体中，煤粉不会爆炸；

5）煤粉空气混合物温度越高，爆炸的可能性越大；

6）煤粉中FeS含量多时，煤粉易自燃进而发生爆炸。

6 结论

工业炉的爆炸事故可能发生在使用过程的不同环节，由上述单一原因或多种原因组合而导致。只有切实做好工业炉的日常维护和定期检修，并采用适应工业炉技术要求的操作规程，才能有效避免爆炸事故的发生。

参考文献

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