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燃气锅炉运行的燃烧事故原因分析及应对措施

作者:张民  来源:山东鲁南铁合金发电厂 
评论: 更新日期:2019年06月26日

文章分析电厂燃气锅炉在运行中发生回火或脱火,灭火及炉膛爆炸事故维护管理,运行监视调整等各方面原因,提出了响应的预防措施,用以提高燃气锅炉安全运行控制水平,确保正常运行。

1、燃气锅炉的回火,脱火的原因及预防措施

影响回火、脱火的根本原因有:燃气的流速,燃气压力的高低,燃烧配置状况,结合各电厂燃气锅炉燃烧运行中回火或脱火,从实际可以看出,回火或脱火大多数是调节燃气流速,燃气压力判断不准确及燃烧设备配置状况差别。下面我主要从这两个方面来分析回火或脱火的原因

1.1回火将燃烧器烧坏,严重时还会在燃烧管道内发生燃气爆炸,脱火能使燃烧不稳定,严重时可能导致单只燃烧器或炉膛熄火。气体燃料燃烧时有一定的速度,当气体燃料在空气中的浓度处于燃烧极限浓度范围内,且可燃气体在燃烧器出口的流速低于燃烧速度时,火焰就会向燃料来源的方向传播而产生回火。炉温越高火焰传播速度就越快,则越产生回火。反之,当可燃气体在燃烧器的流速高于燃烧速度时,会使着火点远离燃烧器而产生脱火,低负荷运行时炉温偏低,更易产生脱火。例如2#燃气炉,炉膛内压力不稳定,忽大忽小,烟气中CO2和O2的表计指示有显著变化,火焰的长度及颜色均有变化,并且还有一只燃烧器烧坏,说明有回火或脱火现象,影响安全运行,气体燃料的速度时由压力转变而来的,如若气体管道压力突然变化或调压站的调压器及锅炉的燃气调节阀的特性不佳,便会使入炉的压力忽高忽低,以及当风量调节不当等均有可能造成燃烧器出口气流的不稳定,而引起回火或脱火,经以上分析可知,我们采取控制燃气的压力,保持在规定的数值内,为防止回火或脱火在燃气管上装了阻火器,当压过低时未能及时发现,采取防火器,可使火焰自动熄灭,得到很好效果。

1.2在燃气锅炉的燃烧过程中,一旦发生回火或脱火,应迅速查明原因,及时处理。

1.2.1首先应检查燃气压力正常与否,若压力过低,应对整个燃气管道进行检查,若锅炉房内总供气管道压力降低,先检查调节站内调压器的进气压力,发现降低时及时与供气站联系,要求提高供气的压力;若进气压力不正常,则应检查调节器是否有故障,并及时加以排除,同时可以投入备用调压器并开启旁通阀。若采取以上措施仍无效,则应检查整个燃气管道中是否有泄漏,应关闭的阀门是否关闭,若仅炉前的燃气管道压力降低,则应检查该段管道上的各阀门是否正常,开度是否合适,是否出现泄漏情况。当燃气压力无法恢复到正常值时,应减少运行的燃烧器数据,降低负荷运行,直至停止锅炉运行。

1.2.2如若燃压过高,应分段检查整个燃气管道上的各调节阀是否正常,其次检查个燃烧器的风门开度是否合适,检查风道上的总风压和燃烧器前风压是否偏高等,并作出相应的调整。

2、燃气的锅炉灭火及预防

2.1造成燃起炉膛发生灭火的原因主要有:锅炉负荷太大,此时燃烧室温度低,不利于新进燃料的加热和着火及稳定燃烧;燃料性质发生变化或燃料短时间中断;燃烧室负压太大,致使火焰被拉断;炉膛严重爆破,大量汽水喷入炉内;风量调整不当,如一次风速太大,低负荷时,风量过大等;风机停电,燃料系统出现故障等;燃气温度大

2.2炉膛发生灭火,一般会影响咕噜的连续发力,更主要是如未能及时发现和处理,容易引起炉内爆炸,例如2#在一次运行的过程中,出现炉内发暗,由看火孔看不到火焰,灭火报警动作,炉膛负压突然增大,气压、气温和蒸汽流量也有不同程度的降低,汽包水位先降后升高,幸亏及时发现避免了一次炉内爆燃,但也一次3#炉发现锅炉灭火较迟,送入炉内的燃气积至某一时刻,在一瞬间全部起燃,形成强大震动,炉门、防爆门及炉砖喷出炉外,整个锅炉房充满烟气,幸运的是没有造成人员伤亡、设备损坏,经认真检查后,重新点火,事后才知道后怕,经上述事例分析可知,在炉膛灭火后,发现不及时或发现后没有立即切断向炉膛的燃气供给,而是更加错误的增加燃气,企图用爆燃的方法挽救灭火,其后果往往和自己的愿望相反,只能招致事故的扩大,造成打炮,使设备损坏和人身伤亡,危害极大。因而我们要尽量避免灭火,但由于种种原因一旦灭火后,绝不能有侥幸的心里继续增加向炉内燃气量,企图用爆燃而复燃的这种做法是非常错误的,应该以正确的方法处理,应立即停止向炉内供应燃气,将所有的制动改为手动,减少锅炉给水,控制汽包水位在较低的位置,以免重新点火后水位过高,加大送风量,适当的加大炉膛负压,通风5—10mm,等排出炉内和烟道内的可燃气体,根据实际情况确认后再重新点燃。

3、燃气锅炉爆炸及预防

1.运行实践证明:燃气锅炉炉膛爆炸都发生在锅炉灭火和点火的过程中,或设备的设计、制造、安装和检修质量不良,运行人员技术部熟练,工作疏忽大意,以及在发现事故时错误判断和错误操作等,锅炉在正常燃烧时,一般不会发生爆炸。例如山西省潞城市潞宝焦化总公司所属煤气发电厂于2000年9月23日发生一起锅炉炉膛爆炸事故,事故造成2人死亡5人重伤3人轻伤,直接经济损失49.42万元,此事故为点火发生爆炸。

1.1火电事故中,炉膛爆炸危险极大,是严重的锅炉事故,炉膛爆炸时,炉内有强烈的爆炸声,火焰会从防爆门、看火孔等处向外喷出,炉膛压力迅速增大,轻则使炉膛裂缝、水冷壁变形,重则使炉腔、炉顶崩塌、构架弯曲、拉破管子和联箱间焊口,引起受热面严重损坏。

1.2造成炉膛爆炸的主要是锅炉熄灭后没有及时切断气源,气继续喷入炉膛,在灭火后的高温作用下,由于自燃而产生爆炸;点火时,先通入煤气,使炉膛在点火前已充满燃气,当投入点火装置时,火焰迅速传播引起整个炉膛内爆炸。

1.3锅炉爆炸事故的处理:发生了爆炸后,则应立即停止向炉腔供应燃气,并停下风机,严闭风道挡板,对锅炉进行全面的检查,如有损坏则应修复后方可点火。如无损坏,将开始的人孔、看火门等关闭后点火。恢复正常运行。如发现烟道中仍有火苗,应进行消防扑火,经仔细检查,确认烟道中(主要是省煤器和空气预热器)已无火苗,可以小心的起送风机,逐渐开启挡板,烟道中必须先通风5—10mm,以排除炉膛内可能存在的可燃气体,点火时,应及时停止点大,在充分通风后,再重新按步骤点火,严格执行运行操作规程。

4、烟道再燃烧及预防

1.导致烟道在燃烧是一些在炉膛内没有完全燃烧的可燃气体,积存烟道内,在一定条件后,在尾部烟道重新着火燃烧,产生的原因有:燃烧过程中调整不妥,使可燃气体积存在尾部烟道内,造成在燃烧的条件;燃烧室上部负压太大,使未燃尽的气体被带到烟道内;烟道漏风;点火初期和低负荷运行时,因燃烧室温度低,风与燃气配合不当,造成大量的可燃气体积存在烟道内;灭火后时间过长或在运行中燃烧室空气严重不足。

1.1烟道再燃会使烟道内的温度过热,蒸汽温度及排烟温度急剧升高,排烟温度最高可达300—400℃;炉膛燃烧不稳定,烟道和炉膛负压波动大活出现正压,烟道阻力增大,从烟道门孔引风机轴封或不严密处向外冒烟和火星,同时引风机轴承温度升高;氧量表或二氧化碳指示不正常,烟囱冒黑烟;再热气温,省煤器出口温度,热风温度全部或部分上升,蒸汽流量和气压均下降。

1.2防止烟道再燃烧的措施:当发现烟道再燃烧,亦即发现烟道内的温度和排烟温度不正常升高时,而气压和蒸发量有所下降,决不可盲目的增加燃气量,必要时可降低负荷运行。如果省煤器空气预热器或烟道内烟温迅速上升,并且有再燃烧现象,应立即停止向燃烧室供应燃气,停止风机,关闭烟道和空气挡板,使锅炉处于密封状态,开启吹灰蒸汽或灭火蒸汽进行灭火。必要时打开汽包至省煤器的再循环门,打开热气硫水门,以便保证过热器、省煤器、空气预热器不致因高温热烧坏。当烟道再燃烧完全消除后,再进行通风5—10mm,对烟道受热面应做全面检查,确定并且具备点火条件,才能重新点火。

为了有效防止燃气锅炉燃烧事故(回火或脱火、灭火、爆炸、烟道再燃烧)除在安装维修、维护管理、运行调整等方面采用以上措施,还要对燃气锅炉的安全技术条件方面加以注意:1、燃烧器的布置应使炉膛火焰充满度好,喷嘴与炉膛出口、四壁及炉底有合适的距离,火焰有足够长且不受四壁干扰,,不能触及受热面管子,有多个燃烧器时,安装时燃烧器间距能保证火焰不相互干扰。2、炉膛封闭良好,否则应加固处理,设备装设的防爆门应灵活可靠。3、燃气管线所设调压器,快速切断电磁阀检漏装置,燃气止回阀,流量调节阀,压力检测装置,疏水阀应运行可靠。4、燃烧器能保证燃气与空气均与的混合,空气、燃气比例可调,高负荷不脱火,低负荷不回火。5、空气管线流量调节阀和压力测量装置应运行可靠。6、燃料自动捡漏系统、自动点火、熄火保护、安全联锁保护、燃烧负荷控制等装置缺陷应及时检查更换。特别要求运行人员在处理事故中,应以认真负责的态度,始终保持头脑清醒,沉着冷静,判断正确,迅速果断的将事故消灭在萌芽状态,只要找到燃烧事故根本原因,采取行之有效的预防措施,就能从根本上解决燃烧事故问题,有效的防止燃烧事故的发生。

参考文献:

1、锅炉设备运行技术 北京:中国电力出本社

2、工业锅炉技术标准规范应用大全 北京:中国建筑工业出版社

3、锅炉设备及运行

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