2010年安全工程师考试《安全生产技术》：炉膛爆炸事故
（8）炉膛爆炸事故
1）炉膛爆炸事故。炉膛爆炸是指炉膛内积存的可燃性混合物瞬间同时爆燃，从而使炉膛烟气侧压力突然升高，超过了设计结构的允许值而造成水冷壁、刚性梁及炉顶、炉墙破坏的现象，即正压爆炸。此外还有负压爆炸，即在送风机突然停转时，引风机继续运转，烟气侧压力急降，造成炉膛、刚性梁及炉墙破坏的现象。本节中着重讨论正压爆炸。
炉膛爆炸（外爆）要有3个条件：一是燃料必须是以气态积存在炉膛中，二是燃料和空气的混合物达到爆燃的浓度，三是有足够的点火能源，三者缺一不可。炉膛爆炸常发生在燃油、燃气、燃煤粉的锅炉上。不同的可燃物的爆炸极限和爆炸范围各不相同。
由于爆炸过程中火焰传播速度非常快，每秒达数百米甚至数千米，火焰激波以球面向各方传播，近于燃料，同时被点燃，烟气容积突然增大，因来不及泄压而使炉膛内压力陡增而发生爆炸。
2）引起炉膛爆炸的主要原因包括：
一是在设计上缺乏可靠的点火装置及可靠的熄火保护装置及联锁、报警和跳闸系统，炉膛及刚性梁结构抗爆能力差，制粉系统及燃油雾化系统有缺陷；
二是在运行过程中操作人员误判断、误操作，此类事故占炉膛爆炸事故总数的90％以上。有时因采用“爆燃法”点火而发生爆炸。此外还有因烟道闸板关闭而发生炉膛爆炸事故。
3）炉膛爆炸事故的预防。为防止炉膛爆炸事故的发生，应根据锅炉的容量和大小，装设可靠的炉膛安全保护装置，如：防爆门、炉膛火焰和压力检测装置，连锁、报警、跳闸系统及点火程序、熄火程序控制系统。同时，尽量提高炉膛及刚性梁的抗爆能力。此外，应加强使用管理，提高司炉工人技术水平。在启动锅炉点火时要认真按操作规程进行点火，严禁采用“爆燃法”，点火失败后先通风吹扫5～10min后才能重新点火；在燃烧不稳，炉膛负压波动较大时，如除大灰、燃料变更、制粉系统及雾化系统发生故障、低负荷运行时，应精心控制燃烧，严格控制负压。
9）尾部烟道二次燃烧
1）尾部烟道二次燃烧事故结果。尾部烟道二次燃烧主要发生在燃油锅炉上。当锅炉运行中燃烧不完全时，部分可燃物随着烟气进入尾部烟道，积存于烟道内或粘附在尾部受热面上，在一定条件下这些可燃物自行着火燃烧，尾部烟道二次燃烧常将空气预热器、省煤器破坏。引起尾部烟道二次燃烧的条件是，在锅炉尾部烟道上有可燃物堆积下来，并达到一定的温度及有一定量的空气可供燃烧。这3个条件同时满足时，可燃物就有可能自燃或被引燃着火。
2）尾部烟道二次燃烧事故原因。尾部烟道二次燃烧易在停炉之后不久发生。
①可燃物在尾部烟道积存。锅炉启动或停炉时燃烧不稳定，不完全，可燃物随烟气进入尾部烟道，积存在尾部烟道；燃油雾化不良，来不及在炉膛完全燃烧而随烟气进入尾部烟道；鼓风机停转后炉膛内负压过大，引风机有可能将尚未燃烧的可燃物吸引到尾部烟道上。
②可燃物着火的温度条件：刚停炉时尾部烟道上尚有烟气存在，烟气流速很低甚至不流动，受热面上积有可燃物，传热系数差难以向周围散热；在较高温度下，可燃物自氧化加剧放出一定能量，从而使温度更进一步上升。
③保持一定空气量。尾部烟道门孔和挡板关闭不严密；空气预热器密封不严，空气泄漏。
（3）尾部烟道二次燃烧的预防。为防止产生尾部二次燃烧，要提高燃烧效率，尽可能减少不完全燃烧损失，减少锅炉的启停次数；加强尾部受热面的吹灰：保证烟道各种门孔及烟风挡板的密封良好；在燃油锅炉的尾部烟道上应装设灭火装置。
10）锅炉结渣
1）锅炉结渣结果。锅炉结渣，指灰渣在高温下粘结于受热面、炉墙、炉排之上，并越积越多的现象。燃煤锅炉结渣是个普遍性的问题，层燃炉、沸腾炉、煤粉炉都有可能结渣。由于煤粉炉炉膛温度较高，煤粉燃烧后的细灰呈飞腾状态，因而更易在受热面上结渣。结渣使受热面吸热能力减弱，降低锅炉的出力和效率；局部水冷壁管结渣会影响和破坏水循环，甚至造成水循环故障；结渣会造成过热蒸汽温度的变化，使过热器金属超温；严重的结渣会妨碍燃烧设备的正常运行，甚至造成被迫停炉。结渣对锅炉的经济性、安全性都有不利影响。
2）锅炉结渣的原因。产生结渣的原因主要是：煤的灰渣熔点低，燃烧设备设计不合理，运行操作不当等。
3）锅炉结渣预防。预防结渣的主要措施有：
①在设计上要控制炉膛燃烧热负荷，在炉膛中布置足够的受热面，控制炉膛出口温度，使之不超过灰渣变形温度；合理设计炉膛形状，正确设置燃烧器，在燃烧器结构性能设计中充分考虑结渣问题；控制水冷壁间距不要太大。要把炉膛出口处受热面管间距拉开；炉排两侧装设防焦集箱等。
②在运行上要避免超负荷运行；控制火焰中心位置，避免火焰偏斜和火焰冲墙；合理控制过量空气系数和减少漏风。
③对沸腾炉和层燃炉，要控制送煤量，均匀送煤，及时调整燃料层和煤层厚度。
④发现锅炉结渣要及时清除。清渣应在负荷较低、燃烧稳定时进行，操作人员应注意防护和安全。
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