空预器传热元件着火事故分析及处理

【摘要】印度某项目的锅炉空气预热器是哈尔滨锅炉厂配供的三分仓回转式空气预热器，每台锅炉配备2台。型号为33-VI（T）-2200-QMR。2011年6月9日21：30分，处于试运期间的#6B空预器内部发生传热元件着火事故，直接导致了149组传热元件损毁。

【关键词】空气预热器；三分仓；回转式；传热元件；损毁

一、工作原理

空气预热器（air preheater）也被简称为空预器，是提高锅炉热交换性能，降低热量损耗的一种预热设备。空气预热器的作用，是将锅炉尾部烟道中排出的烟气中携带的热量，通过散热片传导到进入锅炉前的空气中，将空气预热到一定的温度。工作原理：空气预热器在工作时会缓慢的旋转，烟气会进入空预器的烟气侧后再被排出，而烟气中携带的热量会为空预器中的散热片所吸收，之后空预器缓慢旋转，散热片运动到空气侧，再将热量传递给进入锅炉前的空气。

二、事故经过描述

1.2011年6月8日处于试运期间的此项目#6机组点火启动。6月9日13时31时分，运行巡检人员发现#6B空预器顶部扇形板保温岩棉冒烟，就地值班人员及时进行了灭火。

2.随后，控制室人员发现：B空预器主电机跳闸并联启辅助电机。项目部电气专业值班人员进行了故障问题的检查，发现B空预器主电机变频器发出过流故障信号，其它信号正常。其后运行人员进行主、辅电机切换，主电机启动失败；再切至辅助电机运行，辅助电机运行3分钟后跳闸。经现场检查为辅助电机控制电缆烧坏。随即安排人员进行手动盘车，因盘车力矩过大，手动盘车失败。

3.15时07分，调总下令：停B侧送、引风机，切除B侧空预器运行，机组继续保持单侧风机运行。期间，安排多次就地手动盘车B空预器均未成功。

4.16时30分，调总组织开会讨论决定： 停炉处理，隔绝B空预器，开各侧人孔门进行自然冷却；同时根据空预器烟温下降情况采取进一步的处理措施；汽轮机打闸，降低锅炉燃烧。18时06分，停炉操作完成；安装值班人员开B空预器各侧人孔门进行自然冷却。

5.晚上交班后，运行人员就地检查B空预器无异常。

6.21：10分，运行值班人员发现B空预器出口二次风温有上升趋势，但就地检查空预器无异常。

7.21：30分，现场业主人员通知我方运行人员，B空预器从玻璃观察孔内看到火星掉落。运行人员确认B空预器二次风侧内部已着火。安装人员接通知后迅速到就地查看，立即投入空预器吹灰器，并开启二次风热端人孔门向空预器内部喷消防水进行灭火。后又开启一次风热端人孔门和打碎观察孔玻璃用消防水灭火。

8.23：15分，着火点被扑灭。从发现着火到扑经历1小时45分钟。

9.经统计此次B空预器着火事故共造成传热元件损坏149片。直接经济损失折合人民币约：752620元。

三、事故原因分析

1.空预器换热元件上存有未完全燃烧的燃料附着物是造成本次事故的主要原因。此次点火期间辅助蒸汽压力偏低（约0.66-0.7MPa，设计压力0.8-1.2Mpa），使得燃油雾化效果降低，未完全燃烧燃料在经过空预器换热元件时产生积聚，增加了附着物在高温下自燃的风险。

2.因辅助蒸汽压力低，导致空预器吹灰效果差，不能有效清除换热元件上的未完全燃烧物，是本次着火事故的重要原因。

3.扇形板上部保温棉冒烟着火是本次事故的重要诱发因素。施工人员加注油期间未做好注油时的防护和清理工作，致使油渍洒落在保温岩棉上。试运行期间岩棉内的油渍因温升着火导致经过此处的主电机动力电缆和辅助电机控制电缆烧坏，引发主、辅电机故障停运。相继的电机故障使空预器在烟气侧加温后不能旋转到空气侧进行换热，引发因受热不均匀导致局部膨胀、变形，最终因手动盘车力矩过大而失败。

4.会议决定的方案未得到严格执行，也是本次着火事故的重要原因。讨论会上决定在隔绝B空预器的情况下，全开空预器各侧人孔门进行自然冷却。但此项措施未得到完全落实。安装值班人员只打开了烟气侧的人孔门进行冷却，空气侧人孔门未打开，使得空气侧内部集聚的热量没能得到尽快散发。

5.运行人员发现二次风温异常未能引起足够重视，也是造成本次着火事故的原因之一。着火区在二次风侧，空预器火灾报警装置未能发出报警信号（报警测点设计安装在烟气侧）；从DCS曲线可以看出：锅炉灭火后，B预热器热二次风出口温度一直缓慢上升，虽然运行人员发现B侧空预器热二次风温度异常，但未能引起足够的重视，只在就地检查设备无异常后，就认为设备没有什么问题，未能及时进行汇报、分析。

四、总结

1.加强现场文明施工管理，空预器范围内注油后不得有任何油污、油渍、破布等易燃物品及其它杂物遗留。机组启动前应对空预器全面检查，若发现或判断空预器内有较多未燃尽的可燃物堆积时，决不能投入热态运行，一定要进行清洗。

2.组织检查全场的电缆敷设情况，所有电缆尽最大可能远离保温材料，防止电缆受热损坏，引起事故。

3.投油期间，注意观察油枪雾化情况，发现雾化不好应及时处理，防止空气预热器内部换热元件积油。

4.严格控制启动阶段参数及负荷控制。机组点火前，检查辅助蒸汽的压力和温度，必须达到点火需要的参数，如果达不到要求，不能点火。

5.运行期间、空预器突然停转和停炉后，应严密监视空预器的端点温度（空预器烟风进、出口温度）。若其中的一点或多点温度不正常升高，则应立即分析研究，以便即时发现着火。

6.试运期间启、停频繁，常有不完全燃烧产物积聚于换热元件上，为防止可燃物达到燃点引起空气预热器着火，必须即时清除换热元件上的积灰；建议从点火到60%MCR工况期间，每1-2小时蒸气吹灰一次。

7.停炉时应严格执行空预器操作规范。

8.锅炉在停炉前对空预器进行一次吹灰，在机组负荷降至60%时，再进行一次，锅炉停炉燃油期间保持空预器吹灰器连续运行。

9.严密监视烟气和空气进出口温度变化。

10.加强设备单体调试质量与启动条件的检查。在分部试运阶段，对于单体调备调试之前，由调试运行部牵头，对设备所处环境、试运条件、单体完善程度等进行综合检查，严格按照《调试检查卡》中的规定要求进行检查、确认，达不到条件的坚决不允许调试。

11.组织对现场油料管理，进行专项检查。各专业在注油、滤油等施工过程中，必须采取防止油料外溅措施。发生了外溅，必须清理干净；被油料污染的保温材料一定清理干净或全部更换。空预器在检修后关闭各人孔门前要仔细检查，不要遗漏物品，如易燃的木头、布类制品等，要清理干净。

12.加强分部试运与总启动阶段的设备管理，重要设备监护由专人负责，必须监护到位、管理到位，在设备范围内进行消缺工作，除按规定办理热力工作票、动火工作票外，必须通知设备主人，并必须办理《机组吹管及总启动期间施工项目申请表》，以加强消缺过程控制。

13.在分系统调试与总启动阶段，试运指挥部加强对各种类型的调试会议的管理，会议纪要存档管理。试运指挥部安排带班指挥负责督促、跟踪调试会议安排事项的落实与执行，加大奖惩力度，提高值班人员的主动性与自觉性。

参考文献

[1]《火电工程调试技术手册：锅炉卷》中国电力出版社

[2]《电厂锅炉运行》出版单位：水利电力 作者：李聪