一、鍋爐事故的定義

鍋爐在運行（包括試運行）時，其本體受壓元件、輔助受熱面、附件、燃燒室、主煙道、爐墻等發(fā)生損壞，且被迫采取緊急處理措施的或鍋爐在進行水壓試驗時，其本體受壓元件發(fā)生損壞的現(xiàn)象，稱為鍋爐事故。

鍋爐事故根據設備損壞程度，分為爆炸事故、嚴重損壞事故和一般損壞事故。

1.爆炸事故。指鍋爐在使用中或壓力試驗時，受壓部件發(fā)生破壞，其介質蓄積的能量迅速釋放，內壓瞬間降至外界大氣壓力的事故。

2.嚴重損壞事故。指鍋爐在使用時，由于受壓部位、安全附件、安全保護裝置損壞或鍋爐燃燒室發(fā)生爆炸等導致鍋爐被迫停止運行，而必須進行修理的事故。

3.一般損壞事故。指鍋爐在使用中受壓部件輕微損壞，而不需要停止運行進行修理的事故。

*鍋爐故障的定義：

鍋爐在運行（包括試運行）時，因燃燒設備、通風設備、除塵及除灰設備等附屬設備的故障或損壞；水處理設備及給水設備發(fā)生事故或損壞，造成鍋爐停止運行的，稱為鍋爐故障。

1.鍋爐超壓事故。在鍋爐運行中，鍋爐內的壓力超過最高許可工作壓力而危及安全運行的現(xiàn)象，稱為超壓事故。鍋爐超壓的危險性比較大，常常是鍋爐爆炸事故的直接原因。

2.鍋爐缺水事故。在鍋爐運行中，鍋爐水位低于最低安全水位而危及鍋爐安全運行的現(xiàn)象，稱為缺水事故。缺水事故可分為輕微缺水和嚴重缺水兩種。如水位在最低安全水位線以下，但還能看見，或雖然已看不見水位，但允許采用“叫水法”的鍋爐進行“叫水”后水位很快出現(xiàn)時，屬于輕微缺水。如水位已看不見，用“叫水法”也不能出現(xiàn)時，屬于嚴重缺水。鍋爐缺水事故，如果處理不當，會造成設備嚴重損壞，如果在鍋爐嚴重缺水的情況下進水，就會導致鍋爐爆炸。這是因為鍋爐缺水后，一方面鋼板被干燒而過熱，甚至燒紅，使強度大為下降，另一方面由于過熱后的鋼板溫度與給水的溫度相差極為懸殊，鋼板先接觸水的部位因遇冷急劇收縮而龜裂，在蒸汽壓力的作用下，龜裂處隨即撕成大的破口，汽水從破口噴射出來，即造成爆炸事故。

3.鍋爐滿水事故。在鍋爐運行中，鍋爐水位高于最高安全水位而危及鍋爐安全運行的現(xiàn)象，稱為滿水事故。滿水事故可分為輕微滿水和嚴重滿水兩種。如水位超過最高許可水位線，但低于水位表的上部可見邊緣，或水位雖超過水位表的上部可見邊緣，但在開啟水位表的放水旋塞后，能很快見到水位下降時間，均屬于輕微滿水。如水位超過水位表的上部可見邊緣，當打開放水旋塞后，在水位表內看不到水位下降時，屬于嚴重滿水。鍋爐滿水事故的危害，主要是造成蒸汽大量帶水，從而使蒸汽管道發(fā)生“水錘”（水沖擊）現(xiàn)象，降低蒸汽品質，影響正常供汽，嚴重時會使過熱器管積垢，損壞用汽設備。

4.鍋爐汽水共騰事故。在鍋爐運行中，鍋爐鍋水和蒸汽共同升騰發(fā)生泡沫，使鍋水和蒸汽界限模糊不清，水位波動劇烈，蒸汽大量帶水而危及鍋爐安全運行的現(xiàn)象，稱為汽水共騰事故。汽水共騰事故發(fā)生時，難于監(jiān)視水位，由于蒸汽中帶有大量水分，使蒸汽品質下降，使過熱器積垢過熱，嚴重時發(fā)生爆管事故。

5.鍋爐爆管事故。在鍋爐運行中，鍋爐水冷壁管或對流受熱面管發(fā)生破裂而危及鍋爐安全運行的現(xiàn)象，稱為鍋爐爆管事故。這種事故是鍋爐運行中性質嚴重的事故，因為，水冷壁管和對流受熱面管都是鍋爐的主要受熱面，熱強度比較高，一旦破裂鍋水外噴，易傷人和沖塌爐墻，往往會造成鍋爐缺水，嚴重威脅鍋爐安全運行。

6.過熱器管爆破事故。在鍋爐運行中，鍋爐過熱器管因管內結垢、設計不合理、結構不合理、材質不合格、長期超溫運行、飛灰磨損、腐蝕、蠕變等原因發(fā)生破裂的現(xiàn)象，稱為過熱器管爆破事故。過熱器管輕微破裂可降低負荷監(jiān)視維持運行，如情況惡化或屬于破裂嚴重，則必須緊急停爐處理。

7.省煤器管爆破事故。在鍋爐運行中，由于給水質量問題、給水溫度、流量變化頻繁等導致管道腐蝕，或被飛灰磨損、或過熱燒壞，或設計不當、材質不良等原因發(fā)生省煤器管破裂的現(xiàn)象，稱為省煤器管爆破事故。省煤器管爆破后如能維持鍋爐正常水位時，可加大給水量并且關閉所有的放水閥門和再循環(huán)管閥門，以維持短時間運行。如果事故擴大，必須緊急停爐。

8.空氣預熱器管損壞事故。在鍋爐運行中，空氣預熱器管由于腐蝕、飛灰磨損、煙道二次燃燒、材質不良等原因發(fā)生破裂的現(xiàn)象稱為空氣預熱器管損壞事故?？諝忸A熱器管損壞不嚴重有又不致使事故擴大時，可維持短時間運行。如管子嚴重損壞，爐膛溫度過低，難以繼續(xù)運行，應緊急停爐。

9.鍋爐水錘（水沖擊）事故。在鍋爐運行中，鍋筒及管道內蒸汽與低溫水相遇時，蒸汽被冷卻，體積縮小，局部形成“真空”，水和汽發(fā)生高速沖擊、相撞或高速流動的給水突然被截止，具有很大慣性力的流動水撞擊管道部件；同時伴隨巨大響聲和震動的現(xiàn)象，稱為鍋爐水錘（水沖擊）事故。這種現(xiàn)象可以持續(xù)而有節(jié)奏地持續(xù)下去，造成鍋爐和管道的連接部件損壞，如法蘭和焊口開裂，閥門破損等，嚴重威脅鍋爐的安全運行。鍋爐水錘（水沖擊）事故主要有鍋筒內的水錘、蒸汽管道的水錘、省煤器的水錘和給水管道的水錘四種。

10.鍋爐受熱面變形事故。在鍋爐運行中，鍋爐受熱面在受火焰輻射或高溫煙氣沖刷時，因得不到鍋水或蒸汽的及時冷卻，其壁溫超過鋼材允許使用溫度，鋼材強度急劇下降，而發(fā)生燒損變形的現(xiàn)象，稱為鍋爐受熱面變形事故。受熱面變形事故對鍋爐的安全運行威脅也是極大的，如不及時發(fā)現(xiàn)和處理，可能導致鍋爐爆管、防焦箱或鍋筒爆破等。

1.爐膛及煙道爆炸事故。在煤粉蒸汽鍋爐使用燃油啟動蒸汽鍋爐或應急燃燒期間，由于鍋爐點火前，沒有將爐膛內殘余可燃氣體排除，或者點火程序控制裝置誤動，或沒有執(zhí)行操作規(guī)程，盲目點火；鍋爐運行期間突然熄火，沒能及時中斷燃料的供給；當給油泵發(fā)生故障而使鍋爐給油中斷時，未將鍋爐進油總閥關嚴，當給油泵恢復正常時，使大量燃油進入爐內；當電路斷電，引、送風機和給油泵同時停轉，未立即將電源開關拉開，當送電正常后燃油大量進入爐內等原因，導致在爐膛及煙道等有限空間發(fā)生快速的或非控制的燃燒。如果可燃混合物的數量及空氣燃料比例會使鍋爐爐膛內發(fā)生爆炸力的話，則一經點火就會在爐膛內發(fā)生爆炸。這種事故在點火或運行中都可能發(fā)生，尤其是點火中發(fā)生得最多。嚴重時爐墻崩塌，磚塊橫飛，爐頂和煙道掀開，火焰和高溫煙氣向外噴射，這時極易造成人員傷亡。

2.二次燃燒事故。在鍋爐運行中，沉積在鍋爐尾部煙道內的可燃物（油垢、炭黑）再次發(fā)生著火燃燒的現(xiàn)象稱為二次燃燒，或稱鍋爐尾部煙道再燃燒。嚴重時會把尾部煙道、空氣預熱器、引風機甚至省煤器等設備燒毀。

3.鍋爐熄火事故。在煤粉蒸汽鍋爐使用燃油啟動蒸汽鍋爐或應急燃燒期間，由于油中帶水過多、油嘴堵塞、來油中斷、油溫超高、油管破裂等原因，有時會產生突然熄火現(xiàn)象。鍋爐熄火事故發(fā)生后應及時關閉鍋爐總油閥及各運行噴嘴的進、回油閥；保持鍋爐正常水位；查明原因和消除故障后再重新點火。

鍋爐爆炸是指鍋筒（也叫汽包）或爐膽因強度不足突然發(fā)生破裂時，鍋內有一定壓力的飽和蒸汽和飽和水從破裂口迅速沖出，其容積在瞬間迅速膨脹，并釋放出大量的熱能，隨即轉化為破壞能量極大的動能，立即擴大破裂口，其壓力瞬時降至外界大氣壓力的物理過程。

鍋爐爆炸是瞬時完成的物理過程，可以將這一過程看做是絕熱膨脹做功的過程。根據熱力學定律和計算公式，對已發(fā)生的各種鍋爐的爆炸計算表明，鍋爐爆炸所產生的破壞力，即爆炸時鍋爐所釋放的能量與鍋爐容積有關，與破裂前鍋爐的參數，如壓力、汽與水的比例有關。鍋爐的水容積比例愈大，其爆炸的威力也愈大。因此，相同容積和壓力的熱水鍋爐的爆炸威力要比蒸汽鍋爐的爆炸威力大。

鍋爐爆炸時，大量的汽水從裂口處急速沖出，由于具有很高的速度，當與空氣或地面接觸后，便產生了巨大的反作用力而獲得動能，使鍋爐騰空而起，或者朝反作用力的方向運動。這與炮彈或噴氣式飛機被尾部強大氣流推動向前的道理是一樣的

鍋爐爆炸時所放出的能量，其中很小一部分消耗在撕裂鍋爐鋼板，拉斷固定鍋爐的裝置（如地腳螺栓）和與鍋爐連接的各種汽水管道，將鍋爐整體或碎塊拋離原地；大部分的能量在空氣中產生沖擊波，破壞周圍的設備和建筑物。

鍋爐爆炸的原因主要有：

1.超壓。因運行壓力超過鍋爐最高許可工作壓力，鋼板（管）應力增高超過極限值，同時安全閥失靈（安全閥銹死打不開，或安全閥入口裝有盲板），未能釋放出壓力而發(fā)生破裂。

2.過熱。鋼板（管）的工作溫度超過極限值，不能承受額定壓力而破裂。這主要是由于嚴重缺水或受熱面水垢太厚等造成的。

3.服飾。鋼板（管）內外表面腐蝕減薄，強度顯著降低，不能承受額定壓力而破裂。

4.裂紋和起槽。在長期運行中因操作不當，使鍋爐驟冷驟熱，或者負荷波動頻繁，鋼板承受交變壓力，產生疲勞裂紋或形成起槽而開裂。

5.先天性缺陷。設計時采用不合理結構，強度計算錯誤，用材不當或材料有缺陷，制造、安裝及修理的加工工藝不好，特別是焊接質量不合格等隱患，在使用中擴展，導致鍋爐爆炸。

防止鍋爐爆炸的措施主要有：

為了杜絕鍋爐發(fā)生爆炸事故，除了要對鍋爐正確設計和選材，確保制造和安裝質量，以及進行定期檢驗，保持設備完好外，在運行中還要特別做好以下幾項工作。

1.防止超壓。（1）保持鍋爐負荷穩(wěn)定，防止驟然降低負荷，導致汽壓上升。（2）保持安全閥靈敏可靠，防止安全閥失靈。應每隔一定時間人工排放一次，并且定期做自動排汽試驗。如發(fā)現(xiàn)動作呆滯，必須及時修復。（2）定期校驗壓力表，確保壓力表指示準確。如發(fā)現(xiàn)不準確或動作不正常，必須及時調換。

2.防止過熱。（1）防止缺水?？刂扑辉谡Ｋ?，經常沖洗水位，定期維護檢查水位警報裝置或超溫警報裝置。（2）防止積垢。正確使用水處理設備，保持爐水質量符合標準。認真進行排污，及時清除水垢、水渣。

3.防止腐蝕。因爐因水制宜采取有效的水處理和除氧措施，保證給水和爐水質量合格。加強鍋內停爐保養(yǎng)工作，及時清除煙灰，涂用防銹油漆，保持爐內干燥。

4.防止裂紋和起槽。保持燃燒穩(wěn)定，防止鍋爐驟冷驟熱。加強對封頭扳邊等應力集中部位的檢查，一旦發(fā)現(xiàn)裂紋和起槽必須及時修理。

5.杜絕先天性缺陷。采用合理的設計，保證制造、安裝的質量。嚴格把好修理改造鍋爐的審查和技術檢驗關。

指在鍋爐爐膛內由剩余的可燃物與適當比例的空氣組成的危險可燃混合物，在提供點火源的條件下將導致快速的或非控制的燃燒。如果可燃混合物的數量及空氣燃料比例會使鍋爐爐膛內發(fā)生爆炸力的話，則一經點火就會在爐膛內發(fā)生爆炸。

爐膛發(fā)生爆炸的基本原因是，在爐膛的有限空間內或鍋爐通道、煙風道及輸送煙氣至煙囪的風機內，積累的可燃混合物著火引起爆炸。爆炸大小及強度取決于點火瞬間已積累的可燃物的相對數量和混合物中的空氣比例。爆炸（包括爐膛爆燃）均是由于運行者操作不合理、設備或控制系統(tǒng)設計不合理或者設備和控制系統(tǒng)故障所致。

防止爐膛爆炸事故的主要措施：

防止爐膛爆炸事故的關鍵是制定合理的安全啟動與運行程序，并執(zhí)行、制定反事故措施，在遇到緊急情況時及時果斷處理。主要防止措施有：

1.建立正確的運行程序。同時應采取安全保護設計和反事故措施。

2.設計完善的點火系統(tǒng)。點火系統(tǒng)必須實現(xiàn)自動化，這樣才能與正確的啟動方式相適應。

3.鍋爐設計上采取防爆門設計。在事故發(fā)生時，防爆門可以及時及早釋放爆炸能量，從而實現(xiàn)保護爐膛的目的。

4.對于循環(huán)流化床鍋爐，應采取啟動前吹掃、保證啟動中爐膛上部的通風量等反事故措施，同時應掌握好引子煤的粒度和投入時間。

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