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鍋爐可燃物質(zhì)的爆炸及其預(yù)防

  
評(píng)論: 更新日期:2011年01月16日


  
 ?。?)關(guān)于保護(hù)定值。為了避免爆炸,近年來必須裝設(shè)爐膛安全保護(hù)裝置的觀點(diǎn)已取得了一致的認(rèn)可。《火力發(fā)電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)程》1994年版本已明確:“鍋爐燃燒系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置爐膛火焰監(jiān)視、爐膛滅火保護(hù)、爐膛壓力保護(hù)和爐膛吹掃閉鎖”。雖然此提法與美國防火協(xié)會(huì)(NFPA)的標(biāo)準(zhǔn)還有差別,但畢竟大大控制了爐膛爆炸事故。當(dāng)前作為安全工作者要解決的是:①監(jiān)督保護(hù)裝置的投用,越是燃燒不穩(wěn)、低負(fù)荷運(yùn)行、或是新爐投煤運(yùn)行,就越要投用保護(hù)裝置。在投用過程中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。作為廠技術(shù)負(fù)責(zé)人要清醒地看到退出保護(hù)可能帶來的后果;②關(guān)于保護(hù)定值問題。當(dāng)前不論火焰監(jiān)視相關(guān)的熄火保護(hù)和黑爐膛保護(hù),單就爐膛壓力保護(hù)而言,動(dòng)作值的確定并不規(guī)范。從原則上講隨爐膛結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的提高以及燃燒方式的變化,定值不應(yīng)相同。但有一種觀點(diǎn)認(rèn)為爐膛負(fù)壓保護(hù)是為防止內(nèi)爆的,而正壓保護(hù)是防止?fàn)t膛爆炸的,這不對(duì)的。實(shí)際測量表明,正常情況下一旦鍋爐滅火,爐膛負(fù)壓先增大(即負(fù)值增大),而后由于吸風(fēng)自動(dòng)調(diào)節(jié)的作用以及煤粉爆燃而爐膛負(fù)壓反正,所以爐膛負(fù)壓保護(hù)對(duì)于火焰熄滅時(shí)迅速切斷進(jìn)入爐膛的燃料,從而減少爆炸威力有先期制止的作用?!峨娏﹀仩t監(jiān)察規(guī)程修訂說明》寫明:“爐膛壓力保護(hù)報(bào)警值視爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)的功能而異,平衡通風(fēng)鍋爐爐膛壓力報(bào)警值一般可取±0.4kPa;動(dòng)作值應(yīng)避開爐膛壓力的正常波動(dòng)(如吹灰、投停燃燒器及一些小的坍焦等等),當(dāng)然慶遠(yuǎn)低于爐膛抗爆強(qiáng)度,以保證保護(hù)動(dòng)作后爐膛壓力繼續(xù)升高時(shí),爐膛各部分不發(fā)生永久變形”。“動(dòng)作值應(yīng)通過試驗(yàn)確定,作為試運(yùn)行階段的初始值,動(dòng)作值可?。?.5kPa和-0.75kPa?!边^高的值也許可以防止誤動(dòng),但冒拒動(dòng)或保護(hù)動(dòng)作過遲的風(fēng)險(xiǎn)似乎沒有必要。
  
 ?。?)關(guān)于爐膛防爆門。事實(shí)已經(jīng)證明大型鍋爐爐膛防爆門不能防止?fàn)t膛爆燃時(shí)爐膛損壞。原蘇聯(lián)防爆規(guī)程已明確規(guī)定:60t/h以上的鍋爐不裝防爆門,在此必須予以明確,以利于爐膛安全保護(hù)裝置的推廣使用。
  
 ?。?)使用氣體燃燒的鍋爐要執(zhí)行GB6222《工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程》的規(guī)定,防止可燃?xì)怏w在爐膛內(nèi)聚集、爆炸。
  
  三、防止制粉系統(tǒng)煤粉爆炸
  
  正常運(yùn)行中制粉系統(tǒng)中的煤粉濃度在較大的范圍內(nèi)波動(dòng),制粉系統(tǒng)中具備爆炸濃度條件幾乎不可避免。因此制粉系統(tǒng)防爆對(duì)策包括:①防止點(diǎn)火源(如積粉自燃),②提高結(jié)構(gòu)抗爆強(qiáng)度,③加設(shè)爆炸卸壓裝置,④惰性化處理。
  
  (1)防止點(diǎn)火源自燃。其反措主要指積粉自燃,如煤粉倉壁的平滑,風(fēng)粉管道及擋板的布置要避免煤粉聚集,運(yùn)行中控制風(fēng)粉溫度及檢修前放粉等。
  
 ?。?)提高煤粉倉及制粉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。雖然制粉系統(tǒng)防爆反事故措施的基點(diǎn)是防止爆炸,但從防爆門爆破的發(fā)生率看,制粉系統(tǒng)的爆炸實(shí)際上沒有根絕。要避免事故擴(kuò)大,當(dāng)前結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的問題應(yīng)引起各方面的重視。前面提到的煤粉倉掀頂事故,就是結(jié)構(gòu)強(qiáng)度不足的結(jié)果。粉倉頂是由9塊厚6cm的水泥預(yù)制板加2~4cm水泥抹面(并無鋼筋、螺栓固定)組成,計(jì)算表明2kPa的壓力即可掀頂,而粉倉防爆門的爆破壓力卻為10kPa,足見其結(jié)構(gòu)強(qiáng)度嚴(yán)重不足。蘇聯(lián)防爆規(guī)程規(guī)定裝防爆門的制粉系統(tǒng)的部件計(jì)算壓力為150kPa,而美國防爆規(guī)程規(guī)定,除制粉系統(tǒng)啟動(dòng)、運(yùn)行中均勻充滿惰性氣體的情況外,制粉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)大于344kPa,按NFPA68“爆炸排放指南”所規(guī)定的原則設(shè)爆炸排放口的不在比例,作為電廠檢修、運(yùn)行工作者應(yīng)注意制粉系統(tǒng)入孔門螺栓的完整以及煤粉管道法蘭或抱箍的連接強(qiáng)度。
  
 ?。?)保持防爆門的防爆功能。試驗(yàn)表明容器中可燃粉塵點(diǎn)燃引爆后,防爆門動(dòng)作壓力、卸壓面積,可燃粉塵特性值與爆后實(shí)際壓力值有關(guān)。防爆門排氣管的長度也與卸壓能力有關(guān)。有的資料甚至斷定,當(dāng)容器的抗爆強(qiáng)度小于0.1MPa時(shí),有長排氣管的防爆門已不能達(dá)到防止容器損壞的目的。因此必須按設(shè)計(jì)要求布置足量的防爆門,并控制防爆門的卸壓動(dòng)作壓力。此外,多數(shù)磨煤機(jī)防爆門與排粉機(jī)出口風(fēng)箱防爆門位于零米層上部,一旦動(dòng)作后從排放口噴出的火焰極易燒損附近的電纜,應(yīng)注意防范。
  
 ?。?)制粉系統(tǒng)惰性化。在制粉系統(tǒng)中惰性氣體及水蒸汽的存在,會(huì)減少混合物的爆炸危險(xiǎn)性。蘇聯(lián)防爆規(guī)程說明,在各種工況下,制粉系統(tǒng)中氧的容積份額小于16%,則不發(fā)生煤粉爆炸。有的資料提出用氮惰化空氣煤粉混合物時(shí)的含最高允許氧量為14%,事實(shí)上用爐煙干燥的制粉系統(tǒng)較少發(fā)生爆炸,而引進(jìn)的中速磨制粉系統(tǒng)雖不設(shè)防爆門,除在設(shè)計(jì)上提高設(shè)計(jì)抗爆強(qiáng)度外,還在磨煤機(jī)上裝設(shè)了通入惰性氣體(一般為氮?dú)猓┑墓芙?,并?guī)定,制粉系統(tǒng)帶負(fù)荷跳閘時(shí),應(yīng)通惰性氣體,一直到磨煤機(jī)溫度低于66℃或?qū)⑹C号趴諡橹?。此點(diǎn)應(yīng)引起各方面重視以免誤事。

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