天津大港电厂锅炉炉膛爆炸事故
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天津大港电厂锅炉炉膛爆炸事故1.事故概况
1979年3月1日,天津大港电厂1台300MW发电机组亚临界锅炉在运行中发生炉膛爆炸。该锅炉系从意大利
进口,额定蒸发量为1025t/h,额定蒸汽压力17.8MPa,额定蒸汽温度540/540℃。事故发生前,锅炉控制室接到中心调度室的命令,要求发电机组减负荷20MW,在尚未进行操作,发现锅筒水位下降,蒸汽压力下降到
10MPa。而燃油和总风量却同时上升,燃油量由43t/h增至50t/h,各风压表指示均达最大值。锅炉操作人员发现异常,立即进行处理,给水切为手动,水位由-100mm调整到正常水位;主控制器切为手动未成;燃油切为
手动,燃油量回落到43t/h。在进行处理的同时又发现,2台送风机导向板开度已达100%,所有风压表指示已
达最大值;火焰电视显示无火焰,2个火焰扫描器指示灯却亮着,当即按下电视伸进按钮以消除摄影机未伸进
的可能性,火焰扫描器指示灯仍然未灭,当即判断燃烧不正常是由于送风挡板自动失灵,进风量过大造成。将
送风自动切为手动,并将挡板关小。由于燃烧不好,汽压继续下降,负荷也自动下降。当送风挡板关到40%位
置时,各风压表指示仍在最大值附近摆动。此时一声巨响,发生炉膛爆炸,“火焰故障”自动跳闸。事故发生后,炉膛甲乙两侧燃烧器的风箱的风道均被炸开,甲侧比乙侧严重;甲侧空气预热器出口风道变形,乙侧空气预热
器出口风道破裂;烟气再循环入口烟道和部分伸缩节也有损坏;燃油变压器的电缆遭到破坏。直接经济损失40万元,停发电半年。
2.事故分析
1)锅炉烟道出口挡板既无操作机构,又无固定装置,锅炉运行时烟道挡板自行关闭。由于锅炉运行时烟道产生震动,而烟气流动时对挡板形成一个自行关闭的趋势。同时,挡板结构上10个中轴的曲臂和公共连杆自重较大,对挡板也产生一个自行关闭的力矩。挡板关闭后,炉膛燃烧产物无法排出,造成炉膛压力升高,燃烧恶化。由于正常燃烧工况遭到破坏,蒸汽压力和负荷下降,自动调节系统动作,加大给油(由43t/h增至50t/h)和进风(各风压表指示均达最大值),进一步恶化了燃烧工况,造成炉膛灭火。灭火后并未立即切断给油与进风,
使炉膛中的油与空气混合物达到爆炸极限。此时炉膛第一层燃烧器的点火装置仍在运行以及炉膛灭火后炉墙的
高温蓄热,引起炉膛爆炸,是一起典型炉膛灭火而引发的炉膛爆炸事故。
2)炉膛超压保护装置未投入使用。该锅炉设计有炉膛超压保护装置,从试运行直至事故前,该保护装置由于未调试好,一直未投入使用。按超压保护要求,当炉膛压力超过6kPa时,自动立即切断给油与送风。但由于未投入炉膛超压保护装置,烟道挡板关闭,炉膛压力超过了规定值,无法自动切断给油与送风,进一步恶化了燃烧工况,造成灭火爆炸。
3)燃烧器的火焰扫描器灵敏度未进行调整,不能反映燃烧器运行状态。当燃烧恶化,电视显示无火焰时,火焰扫描器的指示灯却依然亮着。为操作人员正确判断延误了时间。
4)由于相关保护装置或未投入,或灵敏度未调试,不能为操作人员判断提供正确信息,致使操作人员错误判断炉膛燃烧不好是由于送风机挡板失灵所致,错过了采取紧急措施的时机。
简评锅炉发生炉膛爆炸必须具备3个条件:一是燃料是以气态形态存在炉膛中,发生炉膛爆炸的锅炉应是以油、可燃气体或煤粉为燃料;二是燃料与空气的混合比达到了爆炸极限,不同燃料的爆炸极限不同。爆炸极限的范围是从下限到上限之间,低于下限,或高于上限,均不会发生爆炸;三是存在点燃混合物的温度。3者缺一不可。燃油、燃气、燃煤粉锅炉在锅炉点火启动过程或锅炉运行突然灭火,就可能形成炉膛爆炸3个条件同时存在。天津大港电厂炉膛爆炸事故以及其他一些炉膛爆炸的教训,在1980版和1987版《蒸汽锅炉安全技术监察规程》,为了防止燃油、燃气以及燃煤粉锅炉发生炉膛爆炸,相继作出了一些规定:烟道挡板应有操作与固定装置是吸取了天津大港电厂事故的教训;必须有点火程序控制和熄火保护装置。点火程序控制防止点火启动过程中爆炸3要素同时存在,熄火保护装置是防止锅炉运行突然熄火爆炸3要素同时存在。安全规范的一些要求是在总结事故经验教训的基础上提出的。