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燃氣鍋爐運行的燃燒事故原因分析及應對措施

作者:張民  來源:山東魯南鐵合金發電廠 評論: 更新日期:2019年06月26日

文章分析電廠燃氣鍋爐在運行中發生回火或脫火,滅火及爐膛爆炸事故維護管理,運行監視調整等各方面原因,提出了響應的預防措施,用以提高燃氣鍋爐安全運行控制水平,確保正常運行。

1、燃氣鍋爐的回火,脫火的原因及預防措施

影響回火、脫火的根本原因有:燃氣的流速,燃氣壓力的高低,燃燒配置狀況,結合各電廠燃氣鍋爐燃燒運行中回火或脫火,從實際可以看出,回火或脫火大多數是調節燃氣流速,燃氣壓力判斷不準確及燃燒設備配置狀況差別。下面我主要從這兩個方面來分析回火或脫火的原因

1.1回火將燃燒器燒壞,嚴重時還會在燃燒管道內發生燃氣爆炸,脫火能使燃燒不穩定,嚴重時可能導致單只燃燒器或爐膛熄火。氣體燃料燃燒時有一定的速度,當氣體燃料在空氣中的濃度處于燃燒極限濃度范圍內,且可燃氣體在燃燒器出口的流速低于燃燒速度時,火焰就會向燃料來源的方向傳播而產生回火。爐溫越高火焰傳播速度就越快,則越產生回火。反之,當可燃氣體在燃燒器的流速高于燃燒速度時,會使著火點遠離燃燒器而產生脫火,低負荷運行時爐溫偏低,更易產生脫火。例如2#燃氣爐,爐膛內壓力不穩定,忽大忽小,煙氣中CO2和O2的表計指示有顯著變化,火焰的長度及顏色均有變化,并且還有一只燃燒器燒壞,說明有回火或脫火現象,影響安全運行,氣體燃料的速度時由壓力轉變而來的,如若氣體管道壓力突然變化或調壓站的調壓器及鍋爐的燃氣調節閥的特性不佳,便會使入爐的壓力忽高忽低,以及當風量調節不當等均有可能造成燃燒器出口氣流的不穩定,而引起回火或脫火,經以上分析可知,我們采取控制燃氣的壓力,保持在規定的數值內,為防止回火或脫火在燃氣管上裝了阻火器,當壓過低時未能及時發現,采取防火器,可使火焰自動熄滅,得到很好效果。

1.2在燃氣鍋爐的燃燒過程中,一旦發生回火或脫火,應迅速查明原因,及時處理。

1.2.1首先應檢查燃氣壓力正常與否,若壓力過低,應對整個燃氣管道進行檢查,若鍋爐房內總供氣管道壓力降低,先檢查調節站內調壓器的進氣壓力,發現降低時及時與供氣站聯系,要求提高供氣的壓力;若進氣壓力不正常,則應檢查調節器是否有故障,并及時加以排除,同時可以投入備用調壓器并開啟旁通閥。若采取以上措施仍無效,則應檢查整個燃氣管道中是否有泄漏,應關閉的閥門是否關閉,若僅爐前的燃氣管道壓力降低,則應檢查該段管道上的各閥門是否正常,開度是否合適,是否出現泄漏情況。當燃氣壓力無法恢復到正常值時,應減少運行的燃燒器數據,降低負荷運行,直至停止鍋爐運行。

1.2.2如若燃壓過高,應分段檢查整個燃氣管道上的各調節閥是否正常,其次檢查個燃燒器的風門開度是否合適,檢查風道上的總風壓和燃燒器前風壓是否偏高等,并作出相應的調整。

2、燃氣的鍋爐滅火及預防

2.1造成燃起爐膛發生滅火的原因主要有:鍋爐負荷太大,此時燃燒室溫度低,不利于新進燃料的加熱和著火及穩定燃燒;燃料性質發生變化或燃料短時間中斷;燃燒室負壓太大,致使火焰被拉斷;爐膛嚴重爆破,大量汽水噴入爐內;風量調整不當,如一次風速太大,低負荷時,風量過大等;風機停電,燃料系統出現故障等;燃氣溫度大

2.2爐膛發生滅火,一般會影響咕嚕的連續發力,更主要是如未能及時發現和處理,容易引起爐內爆炸,例如2#在一次運行的過程中,出現爐內發暗,由看火孔看不到火焰,滅火報警動作,爐膛負壓突然增大,氣壓、氣溫和蒸汽流量也有不同程度的降低,汽包水位先降后升高,幸虧及時發現避免了一次爐內爆燃,但也一次3#爐發現鍋爐滅火較遲,送入爐內的燃氣積至某一時刻,在一瞬間全部起燃,形成強大震動,爐門、防爆門及爐磚噴出爐外,整個鍋爐房充滿煙氣,幸運的是沒有造成人員傷亡、設備損壞,經認真檢查后,重新點火,事后才知道后怕,經上述事例分析可知,在爐膛滅火后,發現不及時或發現后沒有立即切斷向爐膛的燃氣供給,而是更加錯誤的增加燃氣,企圖用爆燃的方法挽救滅火,其后果往往和自己的愿望相反,只能招致事故的擴大,造成打炮,使設備損壞和人身傷亡,危害極大。因而我們要盡量避免滅火,但由于種種原因一旦滅火后,絕不能有僥幸的心里繼續增加向爐內燃氣量,企圖用爆燃而復燃的這種做法是非常錯誤的,應該以正確的方法處理,應立即停止向爐內供應燃氣,將所有的制動改為手動,減少鍋爐給水,控制汽包水位在較低的位置,以免重新點火后水位過高,加大送風量,適當的加大爐膛負壓,通風5—10mm,等排出爐內和煙道內的可燃氣體,根據實際情況確認后再重新點燃。

3、燃氣鍋爐爆炸及預防

1.運行實踐證明:燃氣鍋爐爐膛爆炸都發生在鍋爐滅火和點火的過程中,或設備的設計、制造、安裝和檢修質量不良,運行人員技術部熟練,工作疏忽大意,以及在發現事故時錯誤判斷和錯誤操作等,鍋爐在正常燃燒時,一般不會發生爆炸。例如山西省潞城市潞寶焦化總公司所屬煤氣發電廠于2000年9月23日發生一起鍋爐爐膛爆炸事故,事故造成2人死亡5人重傷3人輕傷,直接經濟損失49.42萬元,此事故為點火發生爆炸。

1.1火電事故中,爐膛爆炸危險極大,是嚴重的鍋爐事故,爐膛爆炸時,爐內有強烈的爆炸聲,火焰會從防爆門、看火孔等處向外噴出,爐膛壓力迅速增大,輕則使爐膛裂縫、水冷壁變形,重則使爐腔、爐頂崩塌、構架彎曲、拉破管子和聯箱間焊口,引起受熱面嚴重損壞。

1.2造成爐膛爆炸的主要是鍋爐熄滅后沒有及時切斷氣源,氣繼續噴入爐膛,在滅火后的高溫作用下,由于自燃而產生爆炸;點火時,先通入煤氣,使爐膛在點火前已充滿燃氣,當投入點火裝置時,火焰迅速傳播引起整個爐膛內爆炸。

1.3鍋爐爆炸事故的處理:發生了爆炸后,則應立即停止向爐腔供應燃氣,并停下風機,嚴閉風道擋板,對鍋爐進行全面的檢查,如有損壞則應修復后方可點火。如無損壞,將開始的人孔、看火門等關閉后點火?;謴驼_\行。如發現煙道中仍有火苗,應進行消防撲火,經仔細檢查,確認煙道中(主要是省煤器和空氣預熱器)已無火苗,可以小心的起送風機,逐漸開啟擋板,煙道中必須先通風5—10mm,以排除爐膛內可能存在的可燃氣體,點火時,應及時停止點大,在充分通風后,再重新按步驟點火,嚴格執行運行操作規程。

4、煙道再燃燒及預防

1.導致煙道在燃燒是一些在爐膛內沒有完全燃燒的可燃氣體,積存煙道內,在一定條件后,在尾部煙道重新著火燃燒,產生的原因有:燃燒過程中調整不妥,使可燃氣體積存在尾部煙道內,造成在燃燒的條件;燃燒室上部負壓太大,使未燃盡的氣體被帶到煙道內;煙道漏風;點火初期和低負荷運行時,因燃燒室溫度低,風與燃氣配合不當,造成大量的可燃氣體積存在煙道內;滅火后時間過長或在運行中燃燒室空氣嚴重不足。

1.1煙道再燃會使煙道內的溫度過熱,蒸汽溫度及排煙溫度急劇升高,排煙溫度最高可達300—400℃;爐膛燃燒不穩定,煙道和爐膛負壓波動大活出現正壓,煙道阻力增大,從煙道門孔引風機軸封或不嚴密處向外冒煙和火星,同時引風機軸承溫度升高;氧量表或二氧化碳指示不正常,煙囪冒黑煙;再熱氣溫,省煤器出口溫度,熱風溫度全部或部分上升,蒸汽流量和氣壓均下降。

1.2防止煙道再燃燒的措施:當發現煙道再燃燒,亦即發現煙道內的溫度和排煙溫度不正常升高時,而氣壓和蒸發量有所下降,決不可盲目的增加燃氣量,必要時可降低負荷運行。如果省煤器空氣預熱器或煙道內煙溫迅速上升,并且有再燃燒現象,應立即停止向燃燒室供應燃氣,停止風機,關閉煙道和空氣擋板,使鍋爐處于密封狀態,開啟吹灰蒸汽或滅火蒸汽進行滅火。必要時打開汽包至省煤器的再循環門,打開熱氣硫水門,以便保證過熱器、省煤器、空氣預熱器不致因高溫熱燒壞。當煙道再燃燒完全消除后,再進行通風5—10mm,對煙道受熱面應做全面檢查,確定并且具備點火條件,才能重新點火。

為了有效防止燃氣鍋爐燃燒事故(回火或脫火、滅火、爆炸、煙道再燃燒)除在安裝維修、維護管理、運行調整等方面采用以上措施,還要對燃氣鍋爐的安全技術條件方面加以注意:1、燃燒器的布置應使爐膛火焰充滿度好,噴嘴與爐膛出口、四壁及爐底有合適的距離,火焰有足夠長且不受四壁干擾,,不能觸及受熱面管子,有多個燃燒器時,安裝時燃燒器間距能保證火焰不相互干擾。2、爐膛封閉良好,否則應加固處理,設備裝設的防爆門應靈活可靠。3、燃氣管線所設調壓器,快速切斷電磁閥檢漏裝置,燃氣止回閥,流量調節閥,壓力檢測裝置,疏水閥應運行可靠。4、燃燒器能保證燃氣與空氣均與的混合,空氣、燃氣比例可調,高負荷不脫火,低負荷不回火。5、空氣管線流量調節閥和壓力測量裝置應運行可靠。6、燃料自動撿漏系統、自動點火、熄火保護、安全聯鎖保護、燃燒負荷控制等裝置缺陷應及時檢查更換。特別要求運行人員在處理事故中,應以認真負責的態度,始終保持頭腦清醒,沉著冷靜,判斷正確,迅速果斷的將事故消滅在萌芽狀態,只要找到燃燒事故根本原因,采取行之有效的預防措施,就能從根本上解決燃燒事故問題,有效的防止燃燒事故的發生。

參考文獻:

1、鍋爐設備運行技術 北京:中國電力出本社

2、工業鍋爐技術標準規范應用大全 北京:中國建筑工業出版社

3、鍋爐設備及運行

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