鍋爐可燃物質(zhì)的爆炸及其預(yù)防

　一、可燃物質(zhì)爆炸的機理及其危害
　　
　　可燃氣體或粉塵與空氣形成的混合物在短時間內(nèi)發(fā)生化學(xué)反應(yīng)，產(chǎn)生的高溫、高壓氣體與沖擊波，超過周圍建筑物、容器、管道的承載能力，使其發(fā)生破壞，導(dǎo)致人身、設(shè)備事故，稱為爆炸事故。
　　
　　通常說，發(fā)生爆炸要有三個條件，一是有燃料和助燃空氣的積存；二是燃料和空氣的混合物的濃度在爆炸極限內(nèi)；三是有足夠的點火能源。天然氣的爆炸下限約為5％，煤粉的爆炸下限是20～60g/m3，爆炸產(chǎn)生的壓力可達0.3～1.0MPa。就鍋爐范圍而言，可燃物質(zhì)是指天然氣、煤氣、石油氣、油霧和煤粉；構(gòu)成爆炸事故的有爐膛放炮、煤粉倉爆炸及制粉系統(tǒng)爆炸。
　　
　　1979年3月，某廠一臺1025t/h微正壓燃油爐，因煙道出口擋板運行中自行關(guān)閉，爐膛燃燒惡化，汽壓下降。由于沒有正確處理，自動裝置又由于汽壓下降而自動加風加油，反向調(diào)節(jié)進一步惡化燃燒。爐膛內(nèi)形成了可燃油氣聚集火爆炸的條件，導(dǎo)致鍋爐煙、風道及爐膛損壞，停用半年，僅修理費用就高達50萬元。
　　
　　1982年8月，某廠在檢修后啟動制粉系統(tǒng)時，煤粉倉爆炸，倉頂9塊水泥板被掀起，一名輸煤值班工被火、熱煙燙傷，搶救無效死亡。
　　
　　其他諸如制粉系統(tǒng)防爆門爆破引燃電纜架上積粉的火災(zāi)事故電纜及其它可燃物的火災(zāi)事故及煤粉管內(nèi)爆燃使風管斷裂的事故都說明鍋爐可燃物質(zhì)的爆炸威脅人身設(shè)備安全，修復(fù)困難應(yīng)予重視。
　　
　　二、防止爐膛放炮事故對策
　　
　　據(jù)統(tǒng)計自1980年以來，至少有30臺鍋爐發(fā)生爐膛放炮事故，以致水冷壁焊縫開裂，剛性梁彎曲變形（見圖4-3-5），頂棚被掀起，煙道膨脹節(jié)開裂等設(shè)備損傷屢屢發(fā)生。究其原因：①設(shè)計上缺乏可靠的滅火保護和可靠的聯(lián)鎖、報警、跳閘裝置；②爐膛剛性梁抗爆能力低；③運行人員處理燃燒不穩(wěn)或熄火時方法不對，錯誤采用“爆燃法”搶救，導(dǎo)致滅火放炮；④燃料質(zhì)量下降、負荷調(diào)節(jié)失當、給粉裝及控制機構(gòu)突然失靈等。防止鍋爐滅火放炮已列入部頒二十項反措，包括爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（FSSS）在內(nèi)的滅火保護裝置已經(jīng)在許多電廠推廣使用，本文不再重復(fù)相關(guān)反措。以下強調(diào)說明幾個觀點
　　
　　（1）關(guān)于滅火放炮的提法。部頒二十項重點反措之五，稱為防止鍋爐滅火放炮事故。正確的提法是爐膛爆炸（Furnaceexplosion），因為爐膛發(fā)生爆炸而致爐膛損壞不僅發(fā)生在運行中滅火時，檢修動火點燃聚集的可燃物及點火時吹掃不夠同樣會發(fā)生爆炸而導(dǎo)致爐膛損壞。
　　
　　
　　常見爐膛中造成爆炸條件的情況是：①運行中滅火，進入爐膛的燃料沒有切，經(jīng)過一估時間聚集的可燃物達至爆炸濃度并點燃；②一個或幾個燃燒器火焰熄滅，而其余燃燒器仍正常燃燒。從未點燃的燃燒器進入燃燒造成可燃物聚集；③燃料漏入停用中的爐膛造成可燃物聚集；④燃料或空氣瞬時中斷又恢復(fù)，造成可燃物聚集。可燃物聚集后引燃造成的爐膛壓力升高超過爐膛承壓設(shè)計強度，以致發(fā)生損壞，稱為爐膛放炮或爐膛爆炸。不發(fā)生損壞的俗稱“反正”或“打搶”。
　　
　　正確的提法為的是有利于完整的引入以下反事故措施。①一旦全爐滅火，應(yīng)立即切斷進入鍋爐的全部燃料，包括給煤、給粉和點火用油、氣等。即所謂主燃料切斷（MFT）；②鍋爐點火前必須通風，排除爐膛、煙風道及其他通道中的可燃物聚集。通風時必須將煙風擋板及調(diào)風器打開到一定的位置，風量應(yīng)大于滿負荷風量的25％，時間不少于5min，以保證換氣量大于全部容積的5倍（德國TRD規(guī)定是3倍）；③點火時要維持吹掃風量；一個燃燒器投運10s內(nèi)（不包括投煤及煤粉達到燃燒器所需的延滯時間）點不著，就應(yīng)切斷該燃燒器的燃燒。有一些鍋爐不具備單個燃燒器自身點燃及火焰監(jiān)視的條件，除了需明了其保護功能的局限外，我們還是應(yīng)強調(diào)滅火保護及吹掃聯(lián)鎖的兩個必要性，不可偏廢。