爐膛爆炸

爐膛爆炸

爐膛爆炸、爐膛姍炸(furnaee explosion)鍋爐膛或煙道內燃料突然強烈燃燒或熄火,燃氣壓力驟增或軟減,超過爐牆或煙道所能承受能力而造成破裂的事故。

基本介紹

  • 中文名:爐膛爆炸
  • 外文名:Furnace explosion
  • 主要:防止爐膛滅火
  • 大於Ikg/ m3:爆炸產生的壓力反而減小
  • 種類:外爆和內爆
  • 傷害:人身傷亡
機理,分類,原因,防措施,

機理

在正常情況下,送入爐膛的燃料立即被點燃,燃燒後生成的煙氣隨時被排出,爐膛和煙道內沒有可燃混合物積存,因而也就不會發生爆炸。但如果運行人員操作順序不當,設備或控制系統設計不合理,或者是設備和控制系統出現故障等就有可能發生大量可燃物聚集在爐膛內的情況,當遇到符合發生燃料爆燃的點火能(爐膛溫度)時,爐內積存的可燃物會突然被點燃,其火焰的傳播速度很快,生成的煙氣容積突然增大,來不及由爐膛排出,使得爐內壓力聚增,超過了爐牆所承受的最大壓力時便造成爐膛爆炸。

  

  

分類

有外爆和內爆兩種,前者是爐膛或煙道內聚集的可燃 混合物被引燃,導致急劇不可控的爆炸性燃燒,燃氣體 積迅速膨脹,使爐牆或煙道向外爆裂。後者是爐膛滅 火,煙氣體積隨溫度降低迅速減小,這時,如送、引風 機調整不當引風機抽力瞬間過大,使爐牆或煙道承受 很大的負壓力而向內爆裂(大容量鍋爐易出現此問 題)。爆裂危害很大,特別是外爆,不僅會造成爐膛或 煙道破裂,鍋爐的鋼架彎曲或斷裂,也會使有關的受熱 面管子破壞和造成人身傷亡,修復工作困難,停用時間 長,直接和間接損失都很大。

原因

爐膛內可燃混合物的積存
爐膛正常運行時,送入爐膛的燃料立即被點燃,燃燒後生成的煙氣也隨即排走,爐膛和煙道內無可燃混合物積存,因而也就不會發生爐膛爆炸。大容積爐膛中積存少量的可燃混合物,即使爆燃,也只是“打炮”,不會造成破壞。
爐膛滅火時,應動作以及時切斷全部燃料,切斷越迅速,進入爐膛的燃料量越少鍋爐越安全。如果爐膛滅火後不能及時切斷全部燃料,可燃物的儲存容積就會隨時間而增大。同時,一少部分可燃物被抽到鍋爐尾部積存起來,大量的可燃物在高溫的爐膛中溫度慢慢升高,氧化反應不斷加速,此時若再有油引燃或關小引風量使爐膛呈正壓甚至“打炮”,會使大量的煤粉等可燃物在短時間內迅速燃燒,造成爆燃。這種爆燃的能量很大,易造成傷人或損壞鍋爐設備。實際上,從發現滅火到斷絕燃料這段時間內,已有一定數量的燃料進入爐膛,再加上給煤機的滯後時間,閥門和擋板的滯後及關閉不嚴等都可能使送入爐膛的燃料量達到爆燃的濃度。誤判斷、誤操作(例如繼續投粉、投油)更會加劇燃料和助燃空氣的積存。爐膛內最可能發生可燃混合物積存的危險工況有以下幾種:
(1)整個爐膛熄火而未能發現,造成燃料和空氣可燃混合物的積存,一旦再次點火,將會引起爆燃;
(2)在多個燃燒器正常運行時,一個或幾個燃燒器突然失去火焰而不能在爐內被繼續點燃時,從而積聚可燃混合物;
(3)燃料漏入停用的爐膛。因此,鍋爐點火前和滅火後按程式進行爐膛吹掃以及鍋爐停運後及時關閉磨煤機的各閘板、油槍手動門和燃氣門極為重要。
爐膛滅火或燃燒惡化
實踐證明,爐膛滅火是導致爐膛爆炸最常見的原因。爐膛滅火是指爐內燃燒的突然中斷,鍋爐燃燒不穩往往是爐膛滅火的預兆。下列原因常常引起鍋爐燃燒不穩,甚至發生爐膛滅火:
(1)鍋爐輔機發生故障,如引風機、送風機、磨煤機等突然停止運行;
(2)燃燒器的切換及磨煤機的操作不當;
(3)水冷壁吹灰不及時造成大面積掉渣,撲滅火焰;
(4)水冷壁爆管,大量汽水噴出,將火焰吹滅,同時爐溫降低;
(5)雙進雙出磨煤機單端運行,使投運的燃燒器之間間隔太大;
(6)發生(汽輪機故障快降負荷)或 (鍋爐故障快降負荷)時,自動處理(燃燒器管理)不當;
(7)燃料性質突然改變,司爐未及時調整,變化後的新燃料不能適應原燃料配風,特別是當燃料揮發分降低時更為突出;
(8)種種原因造成斷煤(例如直吹系統中磨煤機、給煤機故障,原煤管、分離器、一次風管堵,原煤倉燒空,中貯系統中給粉機故障、粉倉燒空、下粉管堵、一次風管堵,乾燥劑送粉系統中排粉機故障等);
(9)長時間低負荷運行或向爐膛內漏入大量的冷風,致使爐內溫度水平降得很低,嚴重時就造成滅火;
(10)爐內嚴重結焦,破壞了爐內正常的動力場,使爐內風粉混合不良;
(11)吹灰、除焦操作不當,倒換風機及噴嘴操作失調,燃燒不穩調整不及時,誤操作等;
(12)鍋爐起動過程中,投入第一台磨煤機運行前未充分暖磨,或爐膛內沒有足夠點燃煤粉的溫度和點火能量。

防措施

主要是防止爐膛滅火及滅火後能正確 處理,停止向爐內送人燃料,進行吹掃後再按規定點 火。另外應根據鍋爐容量的大小,設定爐膛安全監拉系 統,如爐膛壓力保護和火焰監視器等。對較大容量的鍋 爐應配t較完善的爐膛安全監控系統,它具有對爐膛 火焰監視、報替、自動定時吹掃以及爐膛壓力保護、滅 火保護、自動切除燃料(MFT)等功能,是防止爐膛 外姆最有效的手段之一。在防止內爆方面,除對爐膛和 煙道的強度設計應考慮低煙氣流量下引風機可能產生 的最大抽力外,在控制系統上應有爐膛壓力信號傳送 給引風機的控制系統,使其在負壓過大時直接閉鎖和減載,以降低內爆的可能性。

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