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淺析一臺SZL101.25-A鍋爐爆燃原因及應(yīng)對措施

文檔作者：鄧益忠文檔來源：江蘇四方鍋爐有限公司		點(diǎn) 擊數(shù)：	更新時間： 2025年09月04日
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· 事故與分析· 淺析一臺SZL 10—1．25一AⅡ鍋爐爆燃原因及應(yīng)對措施 61
文章編號：1004．8774(2013)04-0061-03
淺析一臺SZL 10—1．25一AⅡ鍋爐
爆燃原因及應(yīng)對措施
鄧益忠
(江蘇四方鍋爐有限公司，江蘇徐州221142)
Analysis and Countermeasures of Deflagration of
0ne SZL 10— 1．25一A lI Steam Bolier
DENG Yi—zhong
(Jiansu Sifang Bolier Co．Ltd．，Xuzhou 221 142，China)
摘要：通過對一臺蒸汽鍋爐爆燃事故的原因分析，提出了在鍋爐安裝和運(yùn)行中應(yīng)注意的
事項(xiàng)。
關(guān)鍵詞：蒸汽鍋爐；爆燃；腐蝕穿孔；水冷壁；結(jié)焦；水循環(huán)
中圖分類號：TK227 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B
0 前言
某煤礦2010年11月安裝一臺SZL 10—1．25一
AⅡ蒸汽鍋爐，運(yùn)行27天后，前墻水冷壁左側(cè)第一
根管發(fā)生爆管。因煤礦當(dāng)時備用鍋爐尚未安裝結(jié)
束，生產(chǎn)急用蒸汽，經(jīng)當(dāng)?shù)靥貦z院同意，直接把這根
水冷壁管堵死，接著運(yùn)行17天后，發(fā)現(xiàn)爐膛正壓嚴(yán)
重，且從爐門噴出大量蒸汽。當(dāng)班司爐工驚慌失措，
直接停爐(即關(guān)閉鼓風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、爐排減速機(jī))，并
且相關(guān)人員撤離現(xiàn)場，半小時后，發(fā)生爐膛爆炸，爐
膛兩側(cè)墻及包裝鐵皮全部炸開，所幸無人員傷亡。
1 鍋爐基本情況
該鍋爐為雙鍋筒縱置式鏈條爐排水管鍋爐，蒸
發(fā)受熱面(水冷壁，對流管束)為自然循環(huán)，鍋爐按
Ⅱ類煙煤設(shè)計(jì)，采用輕型鏈條爐排。鍋爐在廠內(nèi)組
裝成兩大件出廠，即上部鍋爐本體和下部鏈條爐排
兩大件，兩大件在工地上合攏后需進(jìn)行下部爐墻及
前后拱的砌筑。水冷壁管全部采用20號鋼管(GB
3087)，規(guī)格為 51 X 3。鍋爐配風(fēng)結(jié)構(gòu)采用雙側(cè)進(jìn)
風(fēng)的密封倉形式，能實(shí)現(xiàn)按燃燒階段控制通風(fēng)，在鍋
爐兩側(cè)沿長度方向裝有6個調(diào)風(fēng)門和6個清灰手
把。鍋爐結(jié)構(gòu)如圖1所示。
收稿日期：2013-01—18
作者簡介：鄧益忠
(1964一)，工程師，
現(xiàn)從事鍋爐、壓力容
器制造質(zhì)量管理工
作。
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前墻水冷壁i ll＼上鍋筒硼 l『r
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圖1 SZL 10—1．25一AⅡ鍋爐總圖
2 現(xiàn)場檢查發(fā)現(xiàn)的問題
2010年12月28日，當(dāng)?shù)靥貦z院檢驗(yàn)人員、制
造單位、用戶對此鍋爐進(jìn)行現(xiàn)場聯(lián)合檢查，發(fā)現(xiàn)存在
以下問題。
(1)前墻水冷壁(從左側(cè)數(shù)第8根)彎頭處(在向
火側(cè))有9個穿透圓形小孔，直徑在5 mm左右，另有
一個不規(guī)則穿透大孔，尺寸為50 mm×20 mm。管子
表面無任何機(jī)械損傷，有魚鱗狀腐蝕痕跡。切開此處
斷面測量，向火側(cè)管子壁厚減薄至0．5 mm以下，側(cè)面
壁厚為2．5 mm，背火側(cè)壁厚無減薄，壁厚為3 mm。
(2)前集箱絕熱程度不夠；安裝公司未按圖紙要
求施工。
(3)前墻水冷壁結(jié)焦嚴(yán)重有過熱脫碳現(xiàn)象，且
有火焰沖刷的痕跡，爐膛大量結(jié)焦。
(4)水冷壁腐蝕部位水側(cè)結(jié)垢(實(shí)物為
1～2 mm)，鍋筒及集箱內(nèi)部結(jié)垢在0．8 mm左右。
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62 工業(yè)鍋爐 2013年第4期(總第140期)
(5)查看備用鍋爐的運(yùn)行狀況(備用鍋爐與此
臺鍋爐為同型號、同制造單位、同煤種)，鍋爐運(yùn)行時，
煤在距煤閘板10 mln左右開始燃燒，即火床前移。
(6)燃用煤種經(jīng)工業(yè)分析含硫量為1．6％ ，可燃
基揮發(fā)分為28％ ，應(yīng)用基低位發(fā)熱量為
24 283 kJ／kg(5 800 kal／kg)，屬于Ⅲ類煙煤。
(7)鍋爐初始運(yùn)行的20天內(nèi)無任何水質(zhì)檢測
記錄，后來的水質(zhì)檢測運(yùn)行記錄中數(shù)據(jù)符合GB／T
表1
1576-2008(工業(yè)鍋爐水質(zhì)》的要求。
3 腐蝕穿孔原因分析
前墻水冷壁管規(guī)格為651×3，材料為20(GB
3087-2008)。通過檢查前墻水冷壁管化學(xué)成分、力
學(xué)性能復(fù)驗(yàn)數(shù)據(jù)，并對爆管試樣進(jìn)行相關(guān)理化分析
檢測(見表1、表2)，證明管材符合GB 3087-2008
《低中壓鍋爐無縫鋼管》的質(zhì)量要求。
爆管試樣 2。 ’×s 標(biāo)準(zhǔn)暑值 41047～5 50 不少2于92 245 不少29于％2 0％
下面對爆管原因進(jìn)一步分析。
(1)前墻水冷壁水循環(huán)受到破壞。
一旦鍋爐水循環(huán)受到破壞，出現(xiàn)流動停滯會造
成管子內(nèi)壁產(chǎn)生蒸汽積聚，不能被水冷卻，壁溫會急
劇升高而將管子燒壞。
造成前墻水冷壁水循環(huán)受到破壞的原因是：
① 前集箱受熱，安裝公司未按圖紙要求對前集
箱絕熱保護(hù)(如圖2、圖3)。
由于集箱受熱，集箱中的汽泡會沿著下降管上
升，造成下降管中的水的重度減小，也就是下降管中
的水與水冷壁管(上升管)中的水的重度差減小，降
低了前墻水冷壁的運(yùn)動壓頭，致使水冷壁管中的水
不流動，或流動得很慢，不能把管壁熱量帶走，將導(dǎo)
致管壁溫度升高，以致使水冷壁管超溫而破壞。
② 前墻水冷壁結(jié)焦
由于運(yùn)行操作不當(dāng)使管外結(jié)焦，受熱不均勻，破
壞了正常水循環(huán)。這里所說的操作不當(dāng)，主要指配
圖2 前拱上部筑爐設(shè)計(jì)詳圖
圖3 實(shí)際筑爐情況不意圖
風(fēng)不合理。原煤在爐排上由前往后的運(yùn)動過程中，
其燃燒分為三個階段：首先是預(yù)熱干燥并分解揮發(fā)
分；其次是著火燃燒；最后是燃盡出渣。據(jù)此，鍋爐
在運(yùn)行過程中，爐排進(jìn)風(fēng)室的風(fēng)門應(yīng)根據(jù)燃燒工況
進(jìn)行調(diào)整。首尾風(fēng)門應(yīng)開得很小或全關(guān)，中問風(fēng)門
根據(jù)燃燒情況全開或稍作調(diào)整。經(jīng)查證此臺鍋爐的
實(shí)際運(yùn)行情況，首風(fēng)門及中間風(fēng)門全開，致使剛進(jìn)入
爐膛中的煤灰被大量吹起，火焰又貼近前墻水冷壁
壁燃燒，從而使一部分尚在燃燒的高溫炭粒和呈熔
融狀態(tài)的煤灰在還未燃盡和得到充分冷卻之前，就
隨著煙氣流動與前墻水冷壁管相碰，使之無法凝固
而導(dǎo)致結(jié)焦。
(2)鍋爐運(yùn)行時火床前移，造成前墻水冷壁熱
負(fù)荷加大。
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· 事故與分析· 淺析一臺SZL 10—1．25一AⅡ鍋爐爆燃原因及應(yīng)對措施 63
鏈條爐排運(yùn)行正常時，煤層應(yīng)在距煤閘板后
200～300 mm處開始燃燒，在距后滾筒前400～
500 nlm處燃盡。此臺鍋爐，煤在距煤閘板10 mm左
右開始燃燒，即火床前移。火床前移的原因是鍋爐
燃燒煤種與設(shè)計(jì)不符，設(shè)計(jì)煤種為Ⅱ類煙煤，實(shí)際采
用煤種為Ⅲ類煙煤。可燃基揮發(fā)分及應(yīng)用基低位發(fā)
熱量較高，煤種易于著火，再加上鍋爐運(yùn)行時，首風(fēng)
門全開，故出現(xiàn)火床前移現(xiàn)象嚴(yán)重，造成前墻水冷壁
熱負(fù)荷加大。
(3)水冷壁腐蝕部位水側(cè)結(jié)垢(實(shí)物為1—
2 mm)。
對給水和鍋水的質(zhì)量監(jiān)督不夠，使管子結(jié)垢，造
成管壁過熱，強(qiáng)度下降使管子破裂。
綜合以上原因，即前墻水冷壁水循環(huán)不良，火焰
直接沖刷前墻水冷壁管，從而導(dǎo)致水冷壁管超溫、結(jié)
焦。煙氣中SO 能夠穿過灰渣層，在管壁和灰渣層
的接觸面與鋼管發(fā)生反應(yīng)，從而導(dǎo)致管子發(fā)生嚴(yán)重
腐蝕。
4 鍋爐爆燃原因分析
燃用煤粉、油或氣體燃料的爐膛才有發(fā)生爐膛
爆炸的可能性。發(fā)生爐膛爆炸必須同時具備三個條
件：一是燃料以氣態(tài)形式存在于爐膛內(nèi)，二是燃料與
空氣的混合比(混合濃度)達(dá)到了爆炸極限(各種燃
料的爆炸極限見表3)，三是有點(diǎn)燃燃料的溫度。三
者的關(guān)鍵是可燃?xì)怏w的混合比達(dá)到了爆炸極限。當(dāng)
混合比低于爆炸極限的下限或高于爆炸極限的上
限，均不會發(fā)生爐膛爆炸。
表3 幾種可燃物質(zhì)的爆炸極限
此臺鍋爐前墻水冷壁爆管漏水時，鍋爐還在運(yùn)
行，爐膛溫度很高，進(jìn)入爐膛的水瞬間變成蒸汽，引
風(fēng)機(jī)負(fù)荷急劇增加，不能克服這些氣體產(chǎn)生的阻力，
故爐膛由負(fù)壓變?yōu)檎龎海羝蜔煔鈺拈T孔處大
量噴出。司爐工判斷失誤、忙中出亂，未按安裝使用
說明書的要求進(jìn)行緊急停爐，而是盲目地停止?fàn)t排、
鼓風(fēng)、引風(fēng)。由于停爐后大量未燃燒的煤在爐排上，
且爐膛溫度很高，煤在缺氧的情況下，產(chǎn)生大量一氧
化碳，達(dá)到爆炸極限時造成爐膛爆炸。
5 修復(fù)方案及保障措施
(1)更換前墻全部水冷壁管，對前墻集箱及左
右集箱按圖紙要求絕熱。對前墻水冷壁中的下降管
施工時先用石棉繩繞緊，再用耐火水泥抹面20 mm，
然后砌筑前墻，嚴(yán)防下降管受熱；
(2)更換在用煤種，使用含s量<1．5％ 的AⅡ
類煙煤，以符合GB／T 18432-2009《鏈條爐排用煤
技術(shù)條件》及鍋爐設(shè)計(jì)煤種的要求；
(3)調(diào)整燃燒狀況，杜絕火床前移及前墻水冷
壁結(jié)焦、結(jié)渣現(xiàn)象；
(4)加強(qiáng)水質(zhì)監(jiān)督，做好鍋爐的排污T作，使鍋
爐的水質(zhì)符合GB／T 1576-2008(工業(yè)鍋爐水質(zhì)》要
求；
(5)加強(qiáng)對司爐工的培訓(xùn)，杜絕任何違規(guī)操作
現(xiàn)象。
6 結(jié)束語
鍋爐經(jīng)過改造后，從2011年1月運(yùn)行至今，再
未發(fā)生水冷壁腐蝕爆管及爐膛爆燃事故，運(yùn)行狀態(tài)
良好。此次事故分析告訴我們，鍋爐的安全運(yùn)行與
鍋爐制造、安裝、使用環(huán)節(jié)密不可分。只有嚴(yán)格控制
制造、安裝質(zhì)量，切實(shí)加強(qiáng)使用管理，才能有效地避
免事故的發(fā)生，保證鍋爐安全經(jīng)濟(jì)地運(yùn)行。強(qiáng)
參考文獻(xiàn)
[1]江蘇省機(jī)械工業(yè)鍋爐科技情報網(wǎng)．工業(yè)鍋爐實(shí)用手冊
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[2]劉福仁．1996年版蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程解析分析
[M]．北京：勞動部中國鍋爐壓力容器安全雜志社，1997．
合理利用自然資源 有效保護(hù)生態(tài)平衡
索取資源力求簡單 利用資源轉(zhuǎn)化完全
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