氨法脱硫电厂CFB锅炉故障停运后风道爆炸的原因分析及预防措施

[摘 要]分析尾部氨法脱硫发电厂锅炉风道爆炸的机理、诱发风道爆炸的主要原因，提出了有效的防范措施，并结合锅炉风道爆炸事故加以分析。

[关键词]火电厂；锅炉；风道；爆炸

中图分类号：TG353 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2015）26-0091-01

锅炉在试运和运行中发生爆炸事故屡见不鲜，它不仅导致了机组非计划停机，危及机组的安全经济运行，还会造成严重的设备损坏和人员伤亡，因此，预防、减少和杜绝锅炉爆炸事故十分重要。

2014年7月2日某电厂4#锅炉正常运行，负荷65t/h左右，床温1030℃，炉膛顶部压力+130Pa，一次风量69000m3/h，风室压力8900Pa。突然“炉膛负压高”MFT动作，造成一次风机和煤泥给料机跳闸，4#锅炉紧急压火、解列，经过20分钟现场检查，确认现场无异常后，运行人员按照规程规定开始扬火，正常启动4#锅炉引风机，然后启动锅炉送风机，发现一次风无流量，风室压力为1.453KPa，远低于正常运行值，立即停止送风机、引风机，进行检查。

经过检查，发现现场锅炉零米热风道左右两侧两处膨胀节裂开约1/3，另外右侧点火风道膨胀节损坏，空预器出口左侧风道上部膨胀节裂开，下级空预器靠省煤器侧后护板水平焊缝开焊约四米和立焊缝开焊约两米。

一、爆炸原因分析

发生爆炸需要三个必要条件：一是有可燃性燃料（可燃性气体或煤粉颗粒）；二是积存的燃料和空气混合物是爆炸性的，并达到了爆炸极限；三是具有足以点燃混合物的火源。三个条件缺一不可，否则不会发生爆炸事故。

由于此锅炉采用床下油点火方式，所以此次风室爆炸有两种可能性，一种可能性是点火风道内油枪关闭不严，漏油，残存点火油引起的爆炸，另一种可能性是可燃气体爆炸。

1.点火油引起的爆炸

打开现场点火风道人孔门进行检查，现场没有闻到柴油的气味，对油枪进行试验检查，油枪没有渗漏油的现象，排除点火油引起的爆炸的可能性。

2.可燃气体引起爆炸

CFB锅炉为防止炉膛内正压物料泄漏，采用膜式水冷壁结构，炉膛封闭严密。此次事故发生时风机突然停运，炉内存有大量未燃烧的煤泥，床内物料温度保持在1000℃左右，炉内为缺氧氛围，此时煤泥中的挥发份大量析出，大量的碳氧化生成CO。

引风机停运后，由于尾部脱硫系统为正压状态，烟气压力反窜回锅炉，炉膛出口压力迅速上升到300Pa左右，并维持，导致炉膛料层中未燃尽的燃料在缺氧环境中形成可燃气体通过床料、布风板、二次风道进入风室、热风道内积聚，并达到爆炸浓度（12.5～74.2%之间），在启动4#锅炉引风机时，炉膛出口负压迅速到达-300Pa左右，炉膛底料中开始出现火星，因负压吸力作用，聚集的可燃气体开始回流入炉膛燃烧，聚集在二次风管中的混合气体开始回流入炉膛燃烧，并将可燃气体引燃，由于混合气体的燃烧速度远远大于气体流动的速度，造成气体的回燃，迅速引起富集可燃气体区域的风室、风道部位的爆炸。

通过查阅历史曲线发现，11时18分00秒风室压力突然上升，18分03秒又突然回落至零，其数值非常大，通过调查此时段4#锅炉炉顶监控录像，发现此时段锅炉本体出现明显晃动，证明此时有异常。

从以上分析得出，引风机停运后，炉膛内产生的可燃气体在风室、热风道内积聚，引风机启动后，聚集在热风道中的混合气体开始回流入炉膛燃烧，混合气体回燃，引起热风道爆炸，是造成事故的直接原因。

二、氨法脱硫电厂锅炉停运时的安全防范措施

1.正常压火操作

压火时锅炉床温呈现下降趋势时，停止给煤机、送风机，保持引风机运行30分钟以上，维持炉膛出口负压在-50Pa左右，避免可燃气体在风室、一次风道及尾部烟道等部位积聚，然后停运引风机，关闭尾部烟道挡板，打开锅炉顶部人孔门，现场悬挂“禁止通行”、“禁止烟火”警示标识牌。

2.一次风机停运，引风机无故障

保持引风机运行30分钟以上，根据现场情况确定压火或停炉，但必须维持炉膛出口负压大于-50Pa，避免可燃气体在风室、一次风道及尾部烟道等部位积聚。

3.引风机故障停运

打开锅炉顶部人孔门，关闭尾部烟道挡板，严禁开启炉膛炉门，视具体情况确定压火或停炉。现场通道悬挂“禁止通行”、“禁止烟火”警示标识牌。

4.在锅炉热风道安装防爆门，防爆门爆破强度稍高于锅炉正常运行时的风室风压值，如发生爆炸，防爆门动作，保护其他部位不受损伤。

5.加强燃油管理。锅炉点火前，做好油枪雾化试验、油枪的泄漏试验，避免油枪喷出的燃油不能完全燃烧在风道聚集，点火成功后，及时严密关闭进油阀门，停运油泵；定期对燃油系统进行巡检，及时发现存在的安全隐患，避免爆炸事故的发生。

作者简介

孔凡新（1975―），工程师，在山东华聚能源股份有限公司从事锅炉工作。