一起SHXF35-1.25/250-AQ型鍋爐爐膛發(fā)生嚴(yán)重爆炸事故的原因分析

張文斌 晏榮華 鮑穎群

（浙江省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院 杭州 310020）

一起SHXF35-1.25/250-AQ型鍋爐爐膛發(fā)生嚴(yán)重爆炸事故的原因分析

張文斌 晏榮華 鮑穎群

（浙江省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院 杭州 310020）

針對(duì)一起SHXF35-1.25/250-AQ型鍋爐爐膛發(fā)生嚴(yán)重爆炸事故，通過(guò)對(duì)現(xiàn)場(chǎng)破損情況、燃燒控制系統(tǒng)、控制線路等分析著重闡述了鍋爐爆炸事故的起因。分析認(rèn)為，燃燒器前控制閥門機(jī)械故障和控制系統(tǒng)失效，導(dǎo)致鼓風(fēng)吹掃過(guò)程中大量高爐煤氣泄漏進(jìn)入爐膛，當(dāng)爐膛內(nèi)燃?xì)鉂舛冗_(dá)到爆炸極限，此時(shí)進(jìn)行點(diǎn)火操作，高爐煤氣遇明火瞬間發(fā)生爐膛爆炸事故。結(jié)合實(shí)際應(yīng)用和工作經(jīng)驗(yàn)，提出了燃高爐煤氣鍋爐安全使用的建議和相關(guān)措施，對(duì)安全管理具有參考價(jià)值和實(shí)際意義。

高爐煤氣 鍋爐爆炸 閥門故障 控制失效

為適應(yīng)我國(guó)當(dāng)前可持續(xù)發(fā)展的產(chǎn)業(yè)政策，滿足大氣環(huán)保要求，降低企業(yè)綜合能耗，部分鋼鐵企業(yè)將燃煤鍋爐改造成燃高爐煤氣鍋爐。高爐煤氣是一種無(wú)色無(wú)味、易燃易爆的氣體，是由煉鐵高爐中的焦炭和鐵礦石兩部分燃燒還原作用產(chǎn)生的余熱，每煉一噸生鐵可以得到高爐煤氣3500～4000m3［1］。高爐煤氣熱值較低，但如果鍋爐在點(diǎn)火、運(yùn)行中操作不當(dāng)，很容易引起爆炸。如果高爐煤氣除塵設(shè)備不佳，從高爐來(lái)的粉塵中含有大量的焦粉和鐵及鋅、鈣、鈉、鉀等元素，進(jìn)入鍋爐后焦粉很難燃盡易結(jié)焦［2］。鍋爐爆炸會(huì)帶來(lái)嚴(yán)重危害，因而有必要對(duì)爐膛爆炸的原因進(jìn)行分析并制定防止對(duì)策。

1 事故概況

今年，某單位一臺(tái)SHXF35-1.25/250-AQ型燃用高爐煤氣鍋爐在運(yùn)行過(guò)程中，因自動(dòng)給水調(diào)節(jié)閥嚴(yán)重滲漏需更換進(jìn)行停爐檢修，當(dāng)班司爐工關(guān)閉了該爐DN450高爐煤氣總閥門、燃燒器前DN350分閥門（手動(dòng)蝶閥）及燃燒器電源。自動(dòng)給水調(diào)節(jié)閥更換后，司爐工啟動(dòng)引風(fēng)機(jī)吹掃，8min后開(kāi)啟鍋爐煤氣DN450總閥門和DN350分閥門，啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)開(kāi)啟風(fēng)門，司爐工啟動(dòng)鼓風(fēng)機(jī)吹掃9min后，煤氣調(diào)節(jié)閥指示為10最小，隨后啟動(dòng)鍋爐燃燒器點(diǎn)火按紐，待點(diǎn)火焰指示燈亮后3～5s內(nèi)啟動(dòng)煤氣氣動(dòng)快關(guān)蝶閥時(shí)，該鍋爐爐膛立即發(fā)生嚴(yán)重爆炸事故。爆炸造成鍋爐四周爐墻倒塌，耐火磚、耐火泥、紅磚散落鍋爐四周，右側(cè)部分水冷壁管變形損壞漏水，部分儀表?yè)p壞，如圖1所示。

圖1 鍋爐爆炸后爐墻破損情況

2 爆炸的原因分析

通過(guò)現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，燃燒器前的氣動(dòng)快關(guān)蝶閥與電動(dòng)流量調(diào)節(jié)蝶閥閥體內(nèi)壁結(jié)生焦油嚴(yán)重，如圖2所示，均無(wú)法完全關(guān)閉到零位，導(dǎo)致在9min鼓風(fēng)機(jī)吹掃過(guò)程中大量高爐煤氣泄漏進(jìn)入爐膛，當(dāng)爐膛內(nèi)燃?xì)鉂舛冗_(dá)到爆炸極限，此時(shí)進(jìn)行點(diǎn)火操作，高爐煤氣遇明火瞬間發(fā)生爐膛爆炸事故，這是發(fā)生本次事故的直接原因。即鍋爐燃燒器控制系統(tǒng)有缺陷是發(fā)生事故的主要原因。

1）對(duì)該臺(tái)鍋爐燃燒控制圖檢查發(fā)現(xiàn)，燃燒控制系統(tǒng)未設(shè)計(jì)“氣動(dòng)快關(guān)蝶閥全關(guān)允許點(diǎn)火”的機(jī)械和電氣聯(lián)鎖保護(hù)條件（見(jiàn)圖3），在氣動(dòng)快關(guān)蝶閥無(wú)法完全關(guān)閉的情況下進(jìn)行了前吹掃，此時(shí)實(shí)際上大量煤氣已經(jīng)由DN350手動(dòng)蝶閥、氣動(dòng)快關(guān)蝶閥、電動(dòng)流量調(diào)節(jié)蝶閥進(jìn)入爐膛，當(dāng)爐膛內(nèi)燃?xì)鉂舛冗_(dá)到爆炸極限，此時(shí)點(diǎn)火操作，爐膛內(nèi)達(dá)到爆炸極限的煤氣遇明火時(shí)發(fā)生爆炸。

圖2 燃燒器前控制閥門機(jī)械故障圖

圖3 鍋爐燃燒控制圖

2）該臺(tái)鍋爐燃燒控制系統(tǒng)未設(shè)計(jì)氣動(dòng)快關(guān)蝶閥上下限位置角度報(bào)警信號(hào)（見(jiàn)圖4），當(dāng)發(fā)生故障關(guān)不嚴(yán)密時(shí)不能報(bào)警聯(lián)鎖，也就是停爐后若氣動(dòng)快關(guān)蝶閥關(guān)不到0%，應(yīng)該發(fā)出報(bào)警信號(hào)提醒檢查閥門，實(shí)際上不會(huì)提醒檢查閥門。

圖4 燃燒控制系統(tǒng)圖

3）該臺(tái)鍋爐燃燒器部分控制線路損壞（見(jiàn)圖5），在現(xiàn)場(chǎng)檢驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，氣動(dòng)快關(guān)蝶閥檢查反饋信號(hào)沒(méi)有與控制系統(tǒng)聯(lián)鎖，電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥沒(méi)有設(shè)置上下限位置反饋信號(hào)，導(dǎo)致電動(dòng)流量調(diào)節(jié)閥動(dòng)作不到位沒(méi)有反饋信號(hào)，發(fā)生故障時(shí)不能聯(lián)鎖。

Reason Analysis of Serious Explosion Accident of SHXF35-1.25/250-AQ Type Boiler Furnace

Zhang Wenbin Yan Ronghua Bao Yingqun
（Zhejiang Provincial Special Equipment Inspection And Research Institute Hangzhou 310020）

In this work， the consequence of serious explosion accident of SHXF35-1.25/250-AQ type boiler furnace was briefly introduced. The underlying reasons for the explosion accident were mainly discussed in terms of breakage condition， combustion control system， and control circuit. It was found that due to the mechanical fault of valves and control failure， lots of blast furnace gas leaked into the furnace during blowing process， when the gas concentration reached the explosion limit， the blast furnace gas furnace explosion accident occurred in the event of fi re moment. Based on the practical application and work experience， we proposed some advices on the burning blast furnace gas boiler to provide some guidance on the safety management of boiler and to benefi t the practical signifi cance manufacture.

Blast furnace gas Boiler explosion Valve failure Control failure

X928.3

B

1673—257X（2015）03-65-03

10.3969/j.issn.1673-257X.2015.03.017

張文斌（1965～），男，碩士，部門負(fù)責(zé)人，高級(jí)工程師，主要從事鍋爐壓力容器檢驗(yàn)檢測(cè)工作。

2014-11-02）