胡为杰
四川广安发电有限责任公司 四川 广安 638000
摘要：近年来随着环保的要求越来越严格，人们的环保意识越来越强烈，燃气及燃油锅炉的使用越来越多，炉膛爆炸事故的发生量在锅炉事故中所占的比例也在不断地增加，炉膛爆炸事故作为锅炉爆炸事故的重大事故之一，不仅会造成机组的停机，也给机组的安全运行造成一定的威胁，严重时会造成设备的严重损坏及出现人员伤亡的情况出现，以及炉墙以及水冷壁遭到破坏。本文对火电厂锅炉炉膛爆炸事故的原因进行分析，并提出相应的解决措施，为火电厂锅炉的安全运行提供保障。
关键词：火电厂锅炉；炉膛爆炸；原因；措施
1.引言
随着经济的飞快发展，用电量在逐年的增加，电厂电能生产的压力也在不断增加，致使电厂规模在不断地扩大，电厂机组的容量也越来越大。目前我国电能主要来自火电厂，火电厂在进行发电时，锅炉在高温及高压的状态下运行，存在较大的安全风险。而破坏力最大的事故就是锅炉炉膛爆炸事故，不仅会致使火电厂机组出现停运的现象，还会对火电厂机组设备造成严重的损坏，严重时更会造成严重的人员伤亡[1]。因此，应对火电厂锅炉炉膛爆炸事故发生的原因进行分析，并采取相应的措施，预防和制止事故的发生，为火电厂的安全运行提供有力地保障。
2.火电厂锅炉炉膛爆炸的机理分析
火电厂锅炉炉膛爆炸主要分为两种：一是正压爆，也被称之为外爆；二是负压爆，也被称之为内爆。
2.1火电厂锅炉炉膛正压爆炸的机理
正压爆也就是炉膛内的可燃物，瞬间同时燃烧导致炉膛烟气侧压力瞬间升高，超出了炉膛设计所允许的范围，炉内侧强大的外向推力会导致锅炉的水冷壁、刚性梁以及炉顶、炉墙遭到一定程度的破坏。对于锅炉炉膛的正压爆而言，炉膛内存在大量的燃料及助燃空气，同时混合物的浓度达到了爆燃的浓度，这样在对燃料进行点火的情况下就会导致爆炸的现象发生。此外当锅炉启动时，由于吹扫的不够充分，炉膛内还残留着停机时的燃料，在点火时可能引起爆燃；或者在正常的运行中，如果煤质发生变化，磨煤机出现异常等现象，会影响燃烧的稳定性，会导致局部熄火的现象发生，这样在投油稳燃时可能会引发爆燃现象，烟气容积突然增加，如未能及时的得到释放，压力的陡增就会导致爆炸的发生。
2.2火电厂锅炉炉膛负压爆炸的机理
负压爆是当炉膛灭火及设备发生故障时，导致炉膛风压骤降，炉膛内的负压过大，达到真空的状态，炉墙在外界空气的作用下，产生巨大的内向推力，导致锅炉炉膛、刚性梁及炉墙遭到一定的破坏。当锅炉炉膛内的燃料在燃烧时产生的烟量大于送入炉膛内的空气量，燃烧的温度较高，炉内气体的体积较大，而当突然熄火时，会致使炉内气体的体积瞬间缩小，风压骤降，在巨大的外部压力下，会导致爆炸事故的发生[2]。
3.火电厂锅炉炉膛出现爆炸事故的原因
火电厂锅炉炉膛出现爆炸事故的原因有很多，其中与锅炉结构的设计、制造的质量、安装及运行管理都有着很大的关系。而最主要的是锅炉在运行的过程中，人员操作的失误以及锅炉在设计上缺乏防爆措施等。
3.1火电厂锅炉炉膛及刚性结构设计的不够合理，防爆门安装的意义不大，缺乏安全防爆措施
锅炉炉膛的炉墙，以前大多数为光管轻型炉墙，目前正在像膜式壁敷管炉墙进行过渡，在以后的设计方向为全膜式全焊接的气密性结构发展，不断增加抗爆能力。当炉膛发生爆炸事故时，四角及顶棚会被撕开，这主要是因为该位置光管节距较大，是炉膛的抗暴能力薄弱位置。
大多数的锅炉都配有防爆门，通常安装在水平烟道两侧的墙上，然而炉膛爆炸发生时，还未等到压力波到达炉膛的上部，爆炸已经发生，此外，即便防爆门安装在燃烧区，在发生爆炸时，防爆门由于自重的原因，不可能瞬间打开，因此，锅炉安装防爆门的意义不大。
锅炉炉膛灭火保护问题，在相关的技术规程中有明确的规定，锅炉燃烧系统需设置炉膛火焰监视，灭火保护，压力保护以及吹扫闭锁等，然而安全防爆措施中的灭火保护及报警、跳闸系统还没有得到有效地解决。
3.2火电厂运行人员误操作
在大多数的锅炉炉膛爆炸事故中，最主要的原因就是运行人员由于经验不足，致使判断失误及操作失误，同时运行人员对炉膛爆燃现象没有给予高度重视，在锅炉燃烧恶化的情况下进行投油稳燃，锅炉灭火时未能及时切断燃料地供给，导致燃料进入炉膛。操作人员对设备检修的不够全面，对于存在缺陷未能及时地发现，导致燃烧方式发生变化，出现燃烧不稳的情况，最终导致爆炸事故的发生。
3.3火电厂运行管理指导不合理
在大多数的锅炉炉膛爆炸事故中，除了运行人员的操作失误外，还有就是运行管理方面存在缺陷，过多的强调经济利益，而忽视了设备安全运行。在设备异常处理责任的界定中并非保持客观科学态度，而是以分析人为责任为导向，其次才分析设备等其它原因，这必造成进行事故处理时过多进行人为干预，冒进采取各种超常手段拼命进行事故抢救，以规避责任考核，而非保护动作，这必将对设备产生致命伤害。
4.火电厂锅炉炉膛爆炸事故的预防措施
4.1对锅炉吹扫程序应严格地按照要求执行
锅炉无论是任何原因下出现熄火后，都应对炉膛及烟道执行吹扫程序，通过锅炉安全监控系统进行吹扫试验，确保其安全可靠。在对炉膛及烟道进行吹扫时，时间为五分钟，进而保障炉膛实现三到五次全面气量的置换。进行暖炉时，燃料输入量应低于吹扫的风量，进而可以增大炉内空气量及燃料量的比值，使其浓度无法达到爆炸的条件[3]。
4.2有效地预防锅炉灭火
首先应对煤的质量进行有效地管理，保障采购的煤质与设计的煤质指标之间相差较小。当燃烧劣质煤时，对锅炉的压力、温度、负荷及氧含量等加强控制，避免灭火的现象出现。其次要保障锅炉在进行燃烧时处于最佳燃烧状态，再加上磨煤机的合理搭配，实现对锅炉负荷进行有效地调节，进而保障锅炉处于最佳燃烧状态。此外，还应做到精心操作，对运行参数进行严格的控制，保障锅炉的安全运行。
4.3火电厂锅炉采用全膜式、全焊接的气密炉膛，取消防爆门
锅炉炉膛发生爆炸时，会导致水冷壁的焊缝出现开裂，刚性梁发生弯曲并变形，四角及炉顶被撕开，烟道膨胀节开裂等现象。因此，应对刚性梁进行改进，研制整体防爆刚性梁结构，增加刚性梁的抗爆能力。
由于锅炉防爆门的作用不仅不大，人们还会将希望寄托在防爆门上，因此，应取消防爆门设计，运用程序控制防爆系统，程序控制点火、灭火保护、报警以及跳闸系统。
4.4加强设备维护及运行人员的培训
加强设备操作人员的技能水平，运行人员应对锅炉的设计及工作原理进行详细地了解，加强操作技能的培训，熟练地掌握各个操作系统及事故应急处理措施，工作人员严格地按照规定的程序进行操作，避免操作中出现失误，预防锅炉事故的发生，有效地避免故障的发生及人员的伤亡。
4.5加强燃煤质量的监督管理
不断加强燃煤质量的管理。各个部门对煤源信息进行及时的沟通，对煤质进行全面的分析，同时当煤质发生变化时，应将煤质情况及时通知给运行人员，便于做好应变措施，能有效避免锅炉出现灭火现象。当实际的燃料与设计中要求的燃料存在较大差异的时，需对燃烧进行一定的调整，以便合理的确定风量、风速、合理的空气量、风煤比、煤粉细度等[4]。加强燃煤掺配掺烧，保证入炉煤质量稳定，保证锅炉设备安全运行。
4.6火电厂锅炉发生灭火时的防范措施
当锅炉炉膛出现灭火、部分灭火及濒临灭火时，不能投放助燃油枪或者等离子点火枪。当锅炉灭火后，需立刻停止燃料地供给，不可使用爆燃法恢复燃烧。在进行重新点火之前，应按照相应的程序先对锅炉进行充分的吹扫，保障炉膛及烟道内，没有可燃物质的存在。
5.结束语
火电厂锅炉炉膛爆炸故障造成的危害较大，因此应对锅炉发生炉膛爆炸事故的机理及原因进行详细分析，对锅炉的结构进行改造，锅炉在运行之前，严格地执行吹扫程序，燃煤在进行采购时严把质量关，加强燃煤掺配掺烧，消除锅炉灭火的问题，同时加强操作人员的技能的培训，提高操作人员的操作水平，此外锅炉在运行管理的过程中，对导致锅炉出现灭火的原因进行有效地控制，全方面防止锅炉炉膛爆燃现象的发生，进而可以避免发生爆炸事故。
参考文献：
[1]陈刚.火电厂锅炉炉膛爆炸事故原因分析及对策[J].科技信息,2013, 000(019):115-115.
[2]李文广,郭朝令.电站锅炉炉膛爆炸事故原因及预防[J].锅炉技术,2009,40(1):58-58.
[3]何君华,梁国安.一起典型锅炉爆炸事故分析[J].工业锅炉, 2019(3).