(一)事故概況
循環流化床鍋爐(簡稱CFBCB)不僅具有節能特性,更為突出的它是一種潔凈燃煤設備,因此,在國內外得到廣泛應用。
但是這種鍋爐當時在設計上對安全性能考慮尚不充分,加上操作上的疏漏,啟動時,容易造成風室、風道和尾部煙道內的可燃氣體及積灰中的炭粉爆炸.
1. 1992年11月,新疆吉木乃發電廠使用的一臺10t/h低壓沸騰床鍋爐(除無燃料循環系統外,其余結構與CFBCB相同)尾部煙道爆炸,造成尾部所有人孔門被炸開的事故.
2. 1995年上半年,山東協莊煤礦電廠和河北章村煤礦電廠所使用的75t/h中壓CFBCB在熱啟動過程中,分別發生了風室和風道爆炸.
3. 1996年4月山東嶺子煤礦熱電廠使用的一臺日本生產的30t/h床下點火CFBCB,風室爆炸,造成風室和下部水冷壁被炸壞的事故。
4. 1996年10月,山東臨沂盛能熱電公司所使用的75t/h中壓CFBCB在熱啟動過程中,尾部煙遭突然爆炸,造成左側爐墻倒塌和1人受傷的事故。
(二)事故厚因分析
1.可燃氣體引起的爆炸
在處理一些應急問題時,CFBCB可做臨時壓火處理,壓火時間最長可達24h。在壓火過程中,床體物料溫度保持在900℃以上。由于壓火的需要,整個鍋爐封閉嚴密,床體上大量的碳在高溫缺氧的情況下生成CO。
隨著壓火時間的延長,爐膛內的CO濃度也逐漸提高。
在壓火過程中,可燃氣體逐漸擴散到煙道和風室、風道內并達到較高的濃度水平。在鍋爐熱啟動時,雖然引風機的提前啟動能排除爐膛和煙道的部分氣體,但是由于床體內厚度為450~550mm物料層的阻隔,風室及風道內的氣體被引風機抽出的極少,有時其中可燃氣體的濃度還會保持相當高的水平。當一次風機啟動時,可燃氣體和一次風中的氧形成的混合物的濃度在爆炸濃度范圍內,則其遇到床體900℃的高溫物料時就會發生爆炸.
2. 殘存點火油引起的爆炸
采用風室內預熱煙氣方式點火的CFBCB,點火油槍布置在風室內,如果點火不成功,就會有一部分點火油沉積在風室內。如果沒有及時采取措施清除殘油,則其會在風室內逐漸揮發,形成可燃油蒸氣。再次點燃時,就可能造成爆炸.
3. 鍋爐尾部積灰中的炭粉引起的爆炸
鍋爐運行過程中,尾部煙道常有大量積灰,特別是Ⅱ形布置的鍋爐水平煙道部位,更易積灰。積灰中的含碳量一般可達10%一18%。吉木乃發電廠所使用的沸騰爐,尾部煙道瓣炸時積灰含碳量高達25%,在可燃氣體引黼的情況下,積灰中炭粉的焊燃可將尾部煙道炸毀。
(三)預防同類事故的措施
爆炸是一種急劇氧化的過程,它需要溫度、氧氣和快速反應可燃物三個條件。在CFBCB熱態啟動時,溫度和氧氣是必不可少的。為了預防爆炸,必須將快速氧化反應可燃物(CO、煤的揮發分、油蒸氣等)在啟動前清除掉,這樣才能消除爆炸隱患。
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