大型電站鍋爐事故分析與處理畢業(yè)設(shè)計報告

1、 畢 業(yè) 設(shè) 計 報 告 設(shè)計題目:大型電站鍋爐事故分析與處理 學位論文原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的論文是本人在導師的指導下獨立進行研究所取得的研究成果。除了文中特別加以標注引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫的成果作品。對本文的研究做出重要貢獻的個人和集體，均已在文中以明確方式標明。本人完全意識到本聲明的法律后果由本人承擔。作者簽名： 日期： 年 月 日學位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學位論文作者完全了解學校有關(guān)保留、使用學位論文的規(guī)定，同意學校保留并向國家有關(guān)部門或機構(gòu)送交論文的復印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán) 大學可以將本學位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)

2、據(jù)庫進行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復制手段保存和匯編本學位論文。涉密論文按學校規(guī)定處理。作者簽名：日期： 年 月 日導師簽名： 日期： 年 月 日目 錄摘 要3第1章 ：鍋爐基礎(chǔ)知識4 1-1 鍋爐容量及參數(shù)41-2 鍋爐設(shè)備及其工作原理51-3 鍋爐分類7第2章 ：鍋爐事故及其預防措施82-1鍋爐事故及其預防82-2承重部件的損壞及其預防15 2-3可燃物質(zhì)的爆炸及其預防202-4鍋爐中水垢的危害及其預防24第3章 ：汽包事故分析253-1汽包監(jiān)控系統(tǒng)253-2汽包事故處理273-3滿、缺水重大事故案例28第4章 ：鍋爐爆管事故分析29 4-1 運行狀況對過熱器超溫爆管的影響294-2

3、 過熱器爆管的根本原因及對策33 第五章：結(jié)論36 參考文獻37 設(shè)計題目:大型電站鍋爐事故分析與處理任務書.一、設(shè)計原始資料:鍋爐安全技術(shù)二、設(shè)計主要任務:分析電站鍋爐的重大事故三、設(shè)計成果:解決電站鍋爐的重大事故 摘 要 詳細闡述了，電站鍋爐在運行中發(fā)生的幾個重大事故，如鍋爐事故、汽包事故、鍋爐爆管事故等。著重分析事故的產(chǎn)生現(xiàn)象、原因分析及預防措施等幾個方面進行分析論述。 第一章 鍋爐基礎(chǔ)知識 1-1 鍋爐容量及參數(shù)1.1 容量 鍋爐的容量又稱為鍋爐的出力，是鍋爐基本特性參數(shù)，蒸汽鍋爐用蒸發(fā)量表示，熱水鍋爐用供熱量表示。1.1.1 蒸發(fā)量 蒸汽鍋爐長期運行時，每小時所產(chǎn)生的蒸汽量，稱為這臺

4、鍋爐的蒸發(fā)量。用符號“d”表示，常用單位噸/小時（t/h）。1.1.2 供熱量 熱水鍋爐長期連續(xù)運行，在額定回水溫度、壓力和額定循環(huán)水量下，每小時出水的有效帶熱量，稱為這臺鍋爐的額定供熱量(出力)。用符號“q”表示，單位是兆瓦（mw）。熱水鍋爐產(chǎn)生0.7mw（60104kcal/h)的熱量，大體相當蒸汽鍋爐產(chǎn)生1t/h蒸汽的熱量。1.2壓力 垂直作用于單位面積上的人力，叫做壓強，俗稱壓力。常用符號位“p”，單位是兆帕（mpa）。測量壓力有三種標準方法：大一以零壓（即壓力為零）作為測量起點壓力，叫做絕對壓力，常用符號“p絕”；第二是以當時當?shù)氐拇髿鈮毫ψ鳛槠瘘c，也就是用壓力表測出讀數(shù)，叫做表壓力

5、，常用符號為“p表”；第三是某一物體（如水泵的吸水管，鍋爐爐膛等）內(nèi)部的壓力低于壓力時，比大氣壓力時，比大氣壓力低的數(shù)值叫做“負壓”或“真空”，常用符號為“p真”，常用單位是毫米水柱。 鍋爐內(nèi)為什么會產(chǎn)生壓力呢？蒸汽鍋爐和熱水鍋爐和熱水鍋爐壓力產(chǎn)生上網(wǎng)情況不同。蒸汽鍋爐是因為鍋爐內(nèi)的水吸熱后，由液態(tài)變成氣態(tài)，其體積增大，由于鍋爐是個密閉容器，限制了汽水的自由膨脹，結(jié)果是鍋爐個受壓部件受到了汽水膨脹的作用力，而產(chǎn)生壓力。熱水鍋爐產(chǎn)生壓力有兩種情況：一種是自然循環(huán)采暖系統(tǒng)的熱水鍋爐，其壓力來自高位形成的靜壓力；另一種是強制循環(huán)采暖系統(tǒng)的熱水鍋爐，其壓力來源于循環(huán)水泵的壓力。 鍋爐銘牌和設(shè)計資料上標

6、明的壓力，是鍋爐的額定工作壓力，為表壓力。司爐工在操作鍋爐時，要控制鍋爐壓力不能超過鍋爐銘牌上標明的壓力。1.3 溫度 衡量物體冷熱程度的標志，叫做溫度。常用符號“t”表示，單位是攝氏度（c）。物質(zhì)的溫度高，表示處于較熱的狀態(tài)；溫度低，表示處于 較冷的狀態(tài)。所以，溫度表示處于較熱的狀態(tài)；溫度低，表示處于較冷的狀態(tài)。所以，溫度是表示物體冷熱程度的物理量，同時也是反映物質(zhì)熱力狀態(tài)的一個基本參數(shù)。 在鍋爐技術(shù)工作中，溫度是經(jīng)常遇到的基本參數(shù)之一。鍋爐給水、進風、蒸汽、爐膛火焰、煙氣、鍋爐鋼材和爐墻都須要用溫度作重要標志。 1-2 鍋爐設(shè)備及其工作原理 1.2 鍋爐的構(gòu)成 鍋爐是一種把燃亮燃燒后釋放的

7、熱能傳遞給容器內(nèi)的水，使水達到所需要的溫度熱水或蒸汽的設(shè)備。它由“爐”，“鍋”及輔助裝置構(gòu)成一個完整體，以保證其安全運行。1.2.1爐 所謂“爐”就是鍋爐設(shè)備中的風、煤煙系統(tǒng)，又稱燃燒系統(tǒng)。在這一系統(tǒng)中，燃料中的可燃成分與空氣中的氧化物燃燒放熱，產(chǎn)生高溫火焰和煙氣。煙氣在爐膛和煙道中流動時，不斷把熱量傳遞給水系統(tǒng)，本身溫度則逐漸降低，最后排出爐外。這一過程中的主要特點是放熱。1.2.2 鍋 所謂“鍋”就是鍋爐設(shè)備之中的水系統(tǒng)，由汽包、水冷壁管、集箱、過熱器和省煤器的部件組成。進入鍋爐的水，在水氣系統(tǒng)內(nèi)首先吸收熱量，蒸發(fā)成飽和蒸汽，然后在吸收熱量，變成過熱蒸汽，這一過程中的主要特點的吸熱。1.2

8、.3輔助裝置 輔助裝置是安裝在鍋爐本體之外的設(shè)備。它包括：磨煤裝置，如磨煤機、排粉機、粗粉及細粉分離器以及煤粉輸送管道； 送風裝置，如送風機及風道，送風機將空氣預熱器送到爐子中；引風裝置，如引風機及煙囪，將爐子中排出的煙氣送往大氣中；給水裝置，如水泵、給水管道及水處理設(shè)備；燃料供應裝置，將燃料由貯煤場送到鍋爐房，包括裝卸和運輸機械等；除灰裝置，從鍋爐中除去灰渣并送出界外；除塵裝置，除去鍋爐煙氣中的飛灰，改善環(huán)境衛(wèi)生；自動控制儀表，如熱工測量儀表及自動控制設(shè)備等。1.2.4 鍋爐工作原理 鍋爐是一種生產(chǎn)蒸汽換熱設(shè)備。它通過煤、油或天然氣等燃料的燃燒放出化學能，并通過傳熱把能量傳遞給水，使水變成蒸

9、汽，蒸汽直接供給生產(chǎn)和生活中所需的熱能，或通過蒸汽動力機械轉(zhuǎn)換為機械能，或通過汽輪發(fā)電機轉(zhuǎn)化為電能。所以過路的中心任務是把燃燒中的化學能最有效的轉(zhuǎn)換為整齊的熱能。因此，鍋爐亦稱做真氣發(fā)生器。1-3 鍋爐分類1.3鍋爐分類 可以送以下不同角度出發(fā)對鍋爐進行分類 按用途可以分為電站鍋爐、工業(yè)鍋爐、機車船舶鍋爐、生活鍋爐。 按用途可以分為大型鍋爐、中型鍋爐、小型鍋爐 按蒸汽壓力可以分為低壓鍋爐、中壓鍋爐、高壓鍋爐、超高壓鍋爐、亞臨界鍋爐、超臨界鍋爐。 按燃料種類和能源來源可以分為燃煤鍋爐、燃油鍋爐、燃氣鍋爐、原子能鍋爐、廢熱鍋爐等。 按工質(zhì)在蒸發(fā)系統(tǒng)的流動方式可分為自然循環(huán)鍋爐、強制循環(huán)鍋爐、直流鍋

10、爐等。 按鍋爐的結(jié)構(gòu)可以分為鍋殼式鍋爐、水管鍋爐和水火管鍋爐 按燃料在鍋爐中的燃料方式可分為層燃爐、沸騰爐、室燃爐。 電站鍋爐一般是壓力較高、容量較大、采用室燃方式的水管鍋爐，又可以分為許多種。 工業(yè)鍋爐一般壓力較低，容量較小，大都采用層燃，結(jié)構(gòu)形式、燃燒方式和燃燒設(shè)備種類繁多。主要用于工業(yè)生產(chǎn)用汽和采暖供熱之中。 第二章 鍋爐事故及預防措施2-1 鍋爐事故2.1 防止鍋爐事故的重要意義電力工業(yè)的安全生產(chǎn)關(guān)系國民經(jīng)濟發(fā)展與人民生活的安定，也是電力企業(yè)取得經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)。鍋爐機組是火力發(fā)電廠三大主機之一?？煽啃越y(tǒng)計表明，100mw及以上機組非計劃停用所造成的電量損失中，鍋爐機組故障停用損失占60

11、65，1995年100mw及以上鍋爐及其主要輔機故障停用損失電量近120億kwh。故障停用造成的啟停損失（啟動用燃料、電、汽、水）若每次以3萬元計，僅此一項全國每年直接經(jīng)濟損失就達2400萬元。與此同時每次啟停，鍋爐承壓部件必然發(fā)生一次溫度交變導致一次壽命損耗，其中直流鍋爐水冷壁與分離器可能發(fā)生幾百度溫度的變化，從而誘發(fā)疲勞破壞。因此，防止鍋爐機組的非計劃故障停用，歷來受到各級領(lǐng)導的重視。部防止電力生產(chǎn)重大事故的二十項重點要求中列出了防止大容量鍋爐承壓部件爆漏、防止鍋爐滅火放炮，防止制粉系統(tǒng)爆炸等三項反措要求，要求逐項續(xù)貫徹。 為減少鍋爐機組故障引起的直接與間接損失，減少故障停用帶來的緊張的搶

12、修工作，發(fā)電廠的安全監(jiān)察、鍋爐監(jiān)察、技術(shù)監(jiān)督工作者及全體檢修、運行、管理人員，必須認真貫徹“安全第一、預防為主”的方針，落實反事故措施，提高設(shè)備的可用率，防止鍋爐事故的發(fā)生。2.2 當前鍋爐機組事故的特點 鍋爐機組的事故特點是與鍋爐所用的燃燒、鍋爐結(jié)構(gòu)、控制手段與工藝水平密切相關(guān)的。1955年發(fā)生在天津的田熊式鍋爐下泥包苛性脆性，死亡77人的事故，如今由于淘汰了鉚接、脹接工藝，此類事故已被消滅。由于給水品質(zhì)的提高及蒸汽參數(shù)的提高，出現(xiàn)在中小型鍋爐的水循環(huán)事故及表面式減溫器事故也趨于消滅。隨著自動控制水平的提高，鍋爐缺滿水及滅火放炮事故也逐步得到控制。與此同時，由于采用亞臨界、超臨界參數(shù)，采用懸

13、吊式全密封結(jié)構(gòu)，以及實現(xiàn)計算機控制等等，也帶來了一些新問題需要研究解決。鑒于各局、廠情況不同，防范措施理當有所區(qū)別，本文僅根據(jù)國內(nèi)電廠發(fā)生的鍋爐故障情況，按嚴重程度與分布頻率，提出以下分析意見。 （1）鍋爐承重結(jié)構(gòu)的變形、失穩(wěn)使懸吊式鍋爐坍塌是導致近年來鍋爐報廢的最終原因，必須高度重視支吊、承重結(jié)構(gòu)的安 （2） 爐外管道爆漏、受熱面腐蝕、轉(zhuǎn)動機械飛車、制粉系統(tǒng)爆炸、鍋爐尾部受熱面燒損是造成人員傷亡，設(shè)備嚴重損壞的主要原因。 （3）鍋爐四管爆漏仍居當前鍋爐機組非計劃停用原因的首位。鍋爐四管因蠕變、磨損、腐蝕、疲勞損壞以及焊口泄漏，常?？梢砸蛘{(diào)度同意使用而不構(gòu)成事故，但因其停用時間較長，直接、間接

14、損失大仍是鍋爐故障損失的主要因素，必須加以重視。 （4）鍋爐輔機故障，包括送風機、引風機、磨煤機、排粉機、一次鳳機、撈渣機、回轉(zhuǎn)式空氣預熱器等轉(zhuǎn)動機械卡轉(zhuǎn)、振動、燒瓦等，此類故障約占鍋爐機組故障停用次數(shù)的10左右，常常是機組降出力的原因。 （5）熱工保護裝置故障誤動引起機組跳閘，其次數(shù)隨保護裝置采用范圍的擴大而有所增加，這是當前新機組投產(chǎn)初期運行階段的常見故障。說明要解決如何進行設(shè)計、安裝，使控制手段與設(shè)備性能相匹配，并縮短磨合期等問題特別需要對基建工序的安排與配合問題加以研究。但當前主要應防止因耽心誤動而隨意退用保護裝置的傾向。 2.3 預防事故發(fā)生與擴大的措施 綜合分析全國大型鍋爐故障停用

15、的原因，可以明顯地發(fā)現(xiàn)，必須從設(shè)計標準、設(shè)計選型、制造安裝、運行調(diào)試全過程努力，才能最有效地防止事故的發(fā)生。作為發(fā)電廠必須搞好檢查、修理，認真整治設(shè)備，嚴格各項規(guī)章制度的貫徹執(zhí)行，才能真正提高設(shè)備的可靠性。 同防止發(fā)電廠其他設(shè)備故障一樣，防止事故發(fā)生與擴大的措施是： （1）重視運行分析，推廣在線診斷技術(shù)，提高預防性檢修的質(zhì)量。 （2）重視熱工報警及自動保護裝置的投用，反對強撐硬拼，把事故消滅在萌芽狀態(tài)。 （3）事故后要認真分析事故原因，以便采取針對性的措施。同時要研究其他單位事故案例，分析潛在的不安全因素并采取相應措施。 （4）加強燃料、汽、水品質(zhì)、金屬焊接管理，做好防磨防爆工作。 （5）要認

16、真審定事故處理規(guī)程及“防災預案”，運行人員要訓練有素以正確判斷與處理事故，避免災難性事故的發(fā)生。 2.4 故障分析的目的、方法 控制電站鍋爐故障主要在于預防，在于把缺陷消滅在釀成事故前。但是一旦發(fā)生了故障，在組織搶修的同時，分析故障原因也是安監(jiān)人員與鍋爐專業(yè)人員義不容辭的責任，不可偏廢。 成功的故障分析可以避免類似事故的重演，加速搶修恢復，工作不有利于分清責任，從而提高設(shè)計、制造、檢修、運行工作質(zhì)量，也有利于合同的執(zhí)行。不成功的故障分析往往導致事故的再次發(fā)生或?qū)е路创胭Y金的浪費。 例如，1984年10月，一臺300mw機組的一臺風扇磨炸裂飛車，風扇磨葉輪碎裂成23塊，飛散在鍋爐房零米層，當場打

17、死檢修班長李，事故發(fā)生在檢修后試轉(zhuǎn)時，迅速查明原因才能在避免人身事故的前提下解決電網(wǎng)用電的需要。事故調(diào)查組在記錄好葉輪碎塊分布狀況的基礎(chǔ)上，組織力量通過拼湊葉輪原貌，從分析斷口裂紋發(fā)展方向著手找出了原始裂紋及裂紋起源點，從而把疑點迅速集中到修復葉輪磨損所用鑲條的拼接點上。接著用著色探傷法逐臺檢查，發(fā)現(xiàn)只用此工藝修復的幾臺風扇磨葉輪的相應部位，都發(fā)現(xiàn)裂紋。由于很快找出了事故原因，從而可以有針對性地更換葉輪備件，使機組很快投入正常運行。而如某廠屏式過熱器聯(lián)箱管座角焊縫泄漏事故，從焊接接頭斷口宏觀檢查看，焊縫焊接質(zhì)量確實存在缺陷，但由于沒有細致分析，即決定全部管座重新施焊，事隔不到一年該處又連續(xù)發(fā)生

18、管座焊口泄漏。最后查明原因是：該屏式過熱器用振動吹灰，為了使全屏都振動而達到除灰的目的，在管間加裝了固接棍，這樣屏式過熱器管上部由聯(lián)箱管座固定，中部由固接棍固定，由于管間不可避免地存在溫差膨脹不暢以及對接時存在的焊接殘余應力，導致焊口一再泄漏。當取消固接棍后，這部分焊口泄漏才能解決。說明第一次故障分析由于沒有找到事故根源，不僅多耗了返修的資金，也導致事故的重復發(fā)生。當然對于一些多因素、復雜的或不常見的事故，要求一次抓住主要故障原因，從而采取針對性的措施解決問題有一定的難度，但作為事故調(diào)查工作的目標與責任應該是：要找出事故根源防止重復性事故發(fā)生。 根據(jù)多數(shù)安監(jiān)工作者成功的經(jīng)驗，在事故調(diào)查方法方面

19、應該做到：（1）掌握故障第一手材料。包括故障前運行記錄，事故追憶打印記錄，損壞部位的宏觀狀況，部件損壞的起源點及擴大損壞面的狀況等。（2）以事實及各項化驗，試驗數(shù)據(jù)為依據(jù)，避免主觀忄意斷或過多的推論。（3）在掌握各種損壞方式的特征及各種分析手段所能得出的結(jié)論的前提下，事故調(diào)查人員應當迅速組織取樣、化驗與測試。（4）分析情況要有數(shù)量概念。在設(shè)計范圍內(nèi)超過設(shè)計范圍，保護正確動作或定值不當或誤動等都要用數(shù)據(jù)說明。（5）根據(jù)部件失效的直接原因，查制造、安裝、檢修、運行歷史情況，以規(guī)程、標準的規(guī)定為依據(jù)判定是非。（6）要分析故障的起因，也要分析事故處理過程，從中找出故障擴大的原因與對策。2.5承重部件的

20、損壞及其預防 電力工業(yè)鍋爐監(jiān)察規(guī)程規(guī)定鍋爐結(jié)構(gòu)必須安全可靠的基本要求是：鍋爐各受熱面均應得到可靠的冷卻；鍋爐各部分受熱后，其熱膨脹應符合要求；鍋爐各受壓部件、受壓元件有足夠的強度與嚴密性；鍋爐爐膛、煙道有一定的抗爆能力；鍋爐承重部件應有足夠的強度、剛度與穩(wěn)定性，并能適應所在地區(qū)的抗震要求；鍋爐結(jié)構(gòu)應便于安裝、維修與運行。以往分析鍋爐部件故障失效，比較重視超溫過熱、腐蝕、磨損與焊接質(zhì)量，是因為水管鍋爐在汽、水壓力作用下一旦汽管、水管、管道不能承受內(nèi)壓作用時，即發(fā)生爆破、泄漏；但自從采用懸吊式鍋爐結(jié)構(gòu)后，由于鍋爐受熱面、汽水聯(lián)箱、管道、煙風煤粉管道都通過支吊架、梁、桁架，由鋼柱承重；并以膨脹中心為

21、零點，向下，向四周膨脹。一旦承重系統(tǒng)失效，部件附落，部件的幾何形狀即發(fā)生變化，同樣可以導致鍋爐部件故障失效。理論計算表明，一根細長的受熱管可以承受很高的內(nèi)壓，但卻不能承受一般的軸向壓力，更不能承受側(cè)向彎曲力的作用，所以必須重視由此而產(chǎn)生的變形失效。事故案例表明此類失效會導致鍋爐報廢，不可大意。 1988年4月某熱電廠一臺220t/h鍋爐，由于爐膛內(nèi)聚集的可燃氣體爆炸，鍋爐鋼架不能承受爆炸引起的側(cè)向作用力，爐后鋼柱扭曲、斷裂，爐頂大板梁失去支承點，向下向右塌落。于是鍋爐省煤器、過熱器、水冷壁也隨之掉落并發(fā)生彎曲變形，回轉(zhuǎn)式空氣預熱器也被壓下沉，導致整臺鍋爐報廢。 1994年3月某熱電廠的一臺22

22、0t/h鍋爐由于鍋爐房起火，鍋爐鋼柱遇熱屈服強度下降發(fā)生彎曲變形，致爐整體后傾10，后移5.3m，汽包下沉2m，所有受熱面下坍彎曲變形，鍋爐報廢。1993年3月某廠一臺2008t/h鍋爐由于大量堆集以及可能存在的塌焦、爐壓突升等沖擊力，使支撐該爐冷灰斗的鋼結(jié)構(gòu)失穩(wěn)，組成冷灰斗的水冷壁管嚴重變形。除此以外，近年來國內(nèi)電力系統(tǒng)由于支吊件失效，而發(fā)生的灰斗、煤斗、煙道、風道坍塌、受熱面下沉的事故還有十余次，其中一次爐底風道跌落事故見圖。這些事故雖然沒有構(gòu)成全爐報廢的特大、重大事故，但所造成的損失以及可能造成的人員傷亡，應該同樣引起我們對承重部件安全狀況的重視。 縱觀鍋爐承重件損壞事故，我們不難發(fā)現(xiàn)支

23、吊件損壞事故的幾個特點：（1）事故的突發(fā)性。鍋爐承重部件基本可以分成三類。一類是受拉部件，如吊桿；另一類是受壓部件，如鋼柱、支承桿；再有一類就是受彎部件，如梁。他們都具有突發(fā)性損壞的特點，如吊桿斷裂、壓桿失穩(wěn)和桁架失穩(wěn)。所謂失穩(wěn)或翹曲失效是指作用在支撐桿、支柱上的壓力達到某一臨界水平時，它們有時會突然發(fā)生例如弓起、褶皺、彎曲等幾何形狀上的劇烈變化。這時從強度觀點，作用力產(chǎn)生的應力完全在設(shè)計范圍內(nèi)，但劇烈的幾何變形而引起的大撓度可能破壞結(jié)構(gòu)的平衡，形成不穩(wěn)定的構(gòu)形，使其突然崩潰，即通常所謂的失穩(wěn)或翹曲失效。而吊桿的斷裂因為常發(fā)生在具有應力集中特征的螺扣處，因而也具有突發(fā)性。（2）修復困難。承重件

24、一旦安裝就位，就很難卸載，因而給修復帶來難度。（3）力的不確定性。鍋爐受熱膨脹，其他受力桿件的變形，將嚴重影響承重部件受力狀況，除帶受力指示標記的吊標外，一般難以了解受力狀況。（4）常常導致事故擴大。承重件的損壞使相鄰承重件負載增加促進聯(lián)鎖損壞，同時也常常導致相關(guān)部件受力狀況的變化而損壞。嚴重時可導致該部件的報廢。防止支、吊件損壞，應從防止超載及維持支、吊件承載能力兩方面著手。當前應注意以下問題。（1）鍋爐鋼結(jié)構(gòu)的工作溫度。美國鍋爐規(guī)范規(guī)定承重構(gòu)件受熱后溫度不得大于315，這是因為鋼材的屈服強度因溫度上升而急劇下降。鍋爐鋼柱、鋼梁急劇升溫發(fā)生在鍋爐房著火時。建筑設(shè)計防火規(guī)范中規(guī)定無保護層的鋼柱

25、、鋼架、鋼層架耐火極限只有15分鐘，說是說在大火中鋼結(jié)構(gòu)很快變形失效。為此要求：鍋爐油管路，電纜的鋪設(shè)要離開承重部件；一旦發(fā)生火災要組織力量控制承重部件的溫度，此時立柱和大梁的冷卻至關(guān)重要。（2）要避免爐膛嚴重堆焦、轉(zhuǎn)向室灰斗存灰、風道積灰與煙道存水等超載現(xiàn)象。（3）鍋爐剛性梁的作用是承受一定的爐膛爆炸力，其薄弱環(huán)節(jié)是角部絞接結(jié)構(gòu)。在設(shè)計抗爆壓力下，剛性梁的撓度f1/500。有懷疑時，應通過測試，確定是否需要加固。（4）吊桿的安全性取決于力的分配及披屋內(nèi)吊桿高溫部位的強度是否滿足要求，最好使用有承力指示的吊架。個別吊桿彈簧壓死或不承力都是不正常的現(xiàn)象，要作為鍋爐定期檢驗內(nèi)容加以確認調(diào)整。（5）

26、現(xiàn)代鍋爐普遍采用全密封膜式爐壁，并確立膨脹中心，為此在鍋爐周圍、上下設(shè)許多向構(gòu)件，保證以膨脹中心為零點，一定方向膨脹。凡是沒有按設(shè)計值脹出的，必然存在殘余應力，將涉及支吊架安全，務必要究其原因，以防意外。（6）要弄清鍋爐承重部件的設(shè)計意圖，哪些是受拉桿件，哪些是受壓桿件，哪些接合部位要留間隙，哪些部件是要焊牢的。在安裝與檢修中嚴格貫徹設(shè)計意圖，維持結(jié)構(gòu)承重功能。 2-2可燃物質(zhì)的爆炸及其預防 2.1可燃物質(zhì)爆炸的機理及其危害 可燃氣體或粉塵與空氣形成的混合物在短時間內(nèi)發(fā)生化學反應，產(chǎn)生的高溫、高壓氣體與沖擊波，超過周圍建筑物、容器、管道的承載能力，使其發(fā)生破壞，導致人身、設(shè)備事故，稱為爆炸事故

27、。通常說，發(fā)生爆炸要有三個條件，一是有燃料和助燃空氣的積存；二是燃料和空氣的混合物的濃度在爆炸極限內(nèi)；三是有足夠的點火能源。天然氣的爆炸下限約為5，煤粉的爆炸下限是2060g/m3，爆炸產(chǎn)生的壓力可達0.31.0mpa。就鍋爐范圍而言，可燃物質(zhì)是指天然氣、煤氣、石油氣、油霧和煤粉；構(gòu)成爆炸事故的有爐膛放炮、煤粉倉爆炸及制粉系統(tǒng)爆炸。 1979年3月，某廠一臺1025t/h微正壓燃油爐，因煙道出口擋板運行中自行關(guān)閉，爐膛燃燒惡化，汽壓下降。由于沒有正確處理，自動裝置又由于汽壓下降而自動加風加油，反向調(diào)節(jié)進一步惡化燃燒。爐膛內(nèi)形成了可燃油氣聚集火爆炸的條件，導致鍋爐煙、風道及爐膛損壞，停用半年，僅

28、修理費用就高達50萬元。 1982年8月，某廠在檢修后啟動制粉系統(tǒng)時，煤粉倉爆炸，倉頂9塊水泥板被掀起，一名輸煤值班工被火、熱煙燙傷，搶救無效死亡。其他諸如制粉系統(tǒng)防爆門爆破引燃電纜架上積粉的火災事故電纜及其它可燃物的火災事故及煤粉管內(nèi)爆燃使風管斷裂的事故都說明鍋爐可燃物質(zhì)的爆炸威脅人身設(shè)備安全，修復困難應予重視。2.2防止爐膛放炮事故對策 據(jù)統(tǒng)計自1980年以來，至少有30臺鍋爐發(fā)生爐膛放炮事故，以致水冷壁焊縫開裂，剛性梁彎曲變形，頂棚被掀起，煙道膨脹節(jié)開裂等設(shè)備損傷屢屢發(fā)生。究其原因：設(shè)計上缺乏可靠的滅火保護和可靠的聯(lián)鎖、報警、跳閘裝置；爐膛剛性梁抗爆能力低；運行人員處理燃燒不穩(wěn)或熄火時方

29、法不對，錯誤采用“爆燃法”搶救，導致滅火放炮；燃料質(zhì)量下降、負荷調(diào)節(jié)失當、給粉裝及控制機構(gòu)突然失靈等。防止鍋爐滅火放炮已列入部頒二十項反措，包括爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)（fsss）在內(nèi)的滅火保護裝置已經(jīng)在許多電廠推廣使用，本文不再重復相關(guān)反措。以下強調(diào)說明幾個觀點2.2.1放炮事故 關(guān)于滅火放炮的提法部頒二十項重點反措之五，稱為防止鍋爐滅火放炮事故。正確的提法是爐膛爆炸（furnaceexplosion），因為爐膛發(fā)生爆炸而致爐膛損壞不僅發(fā)生在運行中滅火時，檢修動火點燃聚集的可燃物及點火時吹掃不夠同樣會發(fā)生爆炸而導致爐膛損壞。常見爐膛中造成爆炸條件的情況是：運行中滅火，進入爐膛的燃料沒有切，經(jīng)過一估時

30、間聚集的可燃物達至爆炸濃度并點燃；一個或幾個燃燒器火焰熄滅，而其余燃燒器仍正常燃燒。從未點燃的燃燒器進入燃燒造成可燃物聚集；燃料漏入停用中的爐膛造成可燃物聚集；燃料或空氣瞬時中斷又恢復，造成可燃物聚集。可燃物聚集后引燃造成的爐膛壓力升高超過爐膛承壓設(shè)計強度，以致發(fā)生損壞，稱為爐膛放炮或爐膛爆炸。不發(fā)生損壞的俗稱“反正”或“打搶”。正確的提法為的是有利于完整的引入以下反事故措施。一旦全爐滅火，應立即切斷進入鍋爐的全部燃料，包括給煤、給粉和點火用油、氣等。即所謂主燃料切斷（mft）；鍋爐點火前必須通風，排除爐膛、煙風道及其他通道中的可燃物聚集。通風時必須將煙風擋板及調(diào)風器打開到一定的位置，風量應大

31、于滿負荷風量的25，時間不少于5min，以保證換氣量大于全部容積的5倍（德國trd規(guī)定是3倍）；點火時要維持吹掃風量；一個燃燒器投運10s內(nèi)（不包括投煤及煤粉達到燃燒器所需的延滯時間）點不著，就應切斷該燃燒器的燃燒。有一些鍋爐不具備單個燃燒器自身點燃及火焰監(jiān)視的條件，除了需明了其保護功能的局限外，我們還是應強調(diào)滅火保護及吹掃聯(lián)鎖的兩個必要性，不可偏廢。2.2.2 保護定值 關(guān)于保護定值。為了避免爆炸，近年來必須裝設(shè)爐膛安全保護裝置的觀點已取得了一致的認可?；鹆Πl(fā)電廠設(shè)計技術(shù)規(guī)程1994年版本已明確：“鍋爐燃燒系統(tǒng)應設(shè)置爐膛火焰監(jiān)視、爐膛滅火保護、爐膛壓力保護和爐膛吹掃閉鎖”。雖然此提法與美國防

32、火協(xié)會（nfpa）的標準還有差別，但畢竟大大控制了爐膛爆炸事故。當前作為安全工作者要解決的是：監(jiān)督保護裝置的投用，越是燃燒不穩(wěn)、低負荷運行、或是新爐投煤運行，就越要投用保護裝置。在投用過程中發(fā)現(xiàn)問題、解決問題。作為廠技術(shù)負責人要清醒地看到退出保護可能帶來的后果；關(guān)于保護定值問題。當前不論火焰監(jiān)視相關(guān)的熄火保護和黑爐膛保護，單就爐膛壓力保護而言，動作值的確定并不規(guī)范。從原則上講隨爐膛結(jié)構(gòu)強度的提高以及燃燒方式的變化，定值不應相同。但有一種觀點認為爐膛負壓保護是為防止內(nèi)爆的，而正壓保護是防止爐膛爆炸的，這不對的。實際測量表明，正常情況下一旦鍋爐滅火，爐膛負壓先增大（即負值增大），而后由于吸風自動調(diào)

33、節(jié)的作用以及煤粉爆燃而爐膛負壓反正，所以爐膛負壓保護對于火焰熄滅時迅速切斷進入爐膛的燃料，從而減少爆炸威力有先期制止的作用。電力鍋爐監(jiān)察規(guī)程修訂說明寫明：“爐膛壓保護報警值視爐膛安全監(jiān)控系統(tǒng)的功能而異，平衡通風鍋爐爐膛壓力報警值一般可取0.4kpa；動作值應避開爐膛壓力的正常波動（如吹灰、投停燃燒器及一些小的坍焦等等），當然慶遠低于爐膛抗爆強度，以保證保護動作后爐膛壓力繼續(xù)升高時，爐膛各部分不發(fā)生永久變形”?！皠幼髦祽ㄟ^試驗確定，作為試運行階段的初始值，動作值可取1.5kpa和0.75kpa?！边^高的值也許可以防止誤動，但冒拒動或保護動作過遲的風險似乎沒有必要。 （3）關(guān)于爐膛防爆門。事實已

34、經(jīng)證明大型鍋爐爐膛防爆門不能防止爐膛爆燃時爐膛損壞。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裝置的推廣使用。 （4）使用氣體燃燒的鍋爐要執(zhí)行g(shù)b6222工業(yè)企業(yè)煤氣安全規(guī)程的規(guī)定，防止可燃氣體在爐膛內(nèi)聚集、爆炸。2.3 防止制粉系統(tǒng)煤粉爆炸 正常運行中制粉系統(tǒng)中的煤粉濃度在較大的范圍內(nèi)波動，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)防爆對策包括：防止點火源（如積粉自燃），提高結(jié)構(gòu)抗爆強度，加設(shè)爆炸卸壓裝置，惰性化處理。2.3.1 防止點火源自燃 其反措主要指積粉自燃，如煤粉倉壁的平滑，風粉管道及擋板的布置要避免煤粉聚集，運行中控制

35、風粉溫度及檢修前放粉等。2.3.2 提高煤粉倉及制粉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)強度 雖然制粉系統(tǒng)防爆反事故措施的基點是防止爆炸，但從防爆門爆破的發(fā)生率看，制粉系統(tǒng)的爆炸實際上沒有根絕。要避免事故擴大，當前結(jié)構(gòu)強度的問題應引起各方面的重視。前面提到的煤粉倉掀頂事故，就是結(jié)構(gòu)強度不足的結(jié)果。粉倉頂是由9塊厚6cm的水泥預制板加24cm水泥抹面（并無鋼筋、螺栓固定）組成，計算表明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)強度嚴重不足。蘇聯(lián)防爆規(guī)程規(guī)定裝防爆門的制粉系統(tǒng)的部件計算壓力為150kpa，而美國防爆規(guī)程規(guī)定，除制粉系統(tǒng)啟動、運行中均勻充滿惰性氣體的情況外，制粉系統(tǒng)的設(shè)計壓力應大

36、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、運行工作者應注意制粉系統(tǒng)入孔門螺栓的完整以及煤粉管道法蘭或抱箍的連接強度。2.3.3 保持防爆門的防爆功能 試驗表明容器中可燃粉塵點燃引爆后，防爆門動作壓力、卸壓面積，可燃粉塵特性值與爆后實際壓力值有關(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，當容器的抗爆強度小于0.1mpa時，有長排氣管的防爆門已不能達到防止容器損壞的目的。因此必須按設(shè)計要求布置足量的防爆門，并控制防爆門的卸壓動作壓力。此外，多數(shù)磨煤機防爆門與排粉機出口風箱防爆門位于零米層上部，一旦動作后從排放口噴出的火焰極易燒損附

37、近的電纜，應注意防范。2.3.4 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，會減少混合物的爆炸危險性。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的含最高允許氧量為14，事實上用爐煙干燥的制粉系統(tǒng)較少發(fā)生爆炸，而引進的中速磨制粉系統(tǒng)雖不設(shè)防爆門，除在設(shè)計上提高設(shè)計抗爆強度外，還在磨煤機上裝設(shè)了通入惰性氣體（一般為氮氣）的管接，并規(guī)定，制粉系統(tǒng)帶負荷跳閘時，應通惰性氣體，一直到磨煤機溫度低于66或?qū)⑹Ｃ号趴諡橹?。此點應引起各方面重視以免誤事。 2-3鍋爐中水垢的危害及其預防 鍋爐是工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和人民生活中廣泛使用的

38、特種設(shè)備，是生產(chǎn)蒸氣或熱水的熱工設(shè)備之一，其傳能介質(zhì)原料是水。鍋爐用水水質(zhì)的好壞，對其安全運行及能源消耗有很大的影響。當鍋爐用水不合要求時，鍋爐受熱面就會結(jié)生水垢，因而不僅浪費大量的燃料，還會危及鍋爐安全運行。據(jù)有關(guān)資料介紹，目前全國有近40萬余臺鍋爐，在每年的事故統(tǒng)計中，因水質(zhì)不良，水垢嚴重引起的事故超過事故總數(shù)的20%；由于結(jié)生水垢，每年要浪費燃料達千萬噸，并造成幾億元的經(jīng)濟損失。本文試圖對鍋爐水垢的危害及其預防作一介紹，以引起鍋爐使用單位的高度重視。2.1 水垢的形成及性質(zhì)水垢的形成是一個復雜的物理化學過程，其原因有內(nèi)因和外因兩個方面。一是水中有鈣、鎂離子及其它重金屬離子存在，是水垢形成

39、的根本原因也叫內(nèi)因；二是固態(tài)物質(zhì)從過飽和的爐水中沉淀析出并粘附在金屬受熱面上，是水垢形成的外因。當含有鈣、鎂等鹽類雜質(zhì)的水進入鍋爐后，吸收高溫煙氣傳給的熱量，鈣、鎂鹽類雜質(zhì)便會發(fā)生化學反應，生成難溶物質(zhì)析出。隨著爐水的不斷蒸發(fā)逐漸濃縮，當達到一定濃度時，析出物就會成為固體沉淀析出，附著在鍋筒、水冷壁管等受熱面的內(nèi)壁上，形成一層“膜”，阻礙熱量傳遞，這層“膜”稱之為水垢。水垢的組成或成分是比較復雜的，通常都不是一種單一化合物，而是以一種化學成分為主，并同時含有其它化學成分。按其水垢的化學成分，一般可分為碳酸鹽水垢、硫酸鹽水垢、硅酸鹽水垢、氧化鐵水垢、含油水垢、混合水垢及泥垢等幾種。水垢是一種導熱

40、性能極差的物質(zhì)，僅為鍋爐鋼材的十分之一到數(shù)百分之一（鋼材的導熱系數(shù)為465582w/mk），是“百害之源”。在各種水垢中，硅酸鹽水垢最為堅硬，導熱性能非常小，容易附著在鍋爐受熱面最強的蒸發(fā)面上，是危害最大的一種水垢。2.2水垢對鍋爐安全、經(jīng)濟運行的危害2.2.1 降低鍋爐熱效率 鍋爐結(jié)生水垢后，受熱面的傳熱性能變差，燃料燃燒時所放出的熱量不能迅速傳遞給爐水，因而大量熱量被煙氣帶走，造成排煙溫度升高，增加排煙熱損失，使鍋爐熱效率降低。在這種情況下，要想保住鍋爐額定參數(shù)，就必須更多地向爐膛投加燃料，并加大鼓風和引風來強化燃燒。其結(jié)果是使大量未完全燃燒的物質(zhì)排出煙囪，無形中增加了燃料消耗。大家知道，

41、鍋爐爐膛容積和爐排面積是一定的，無論投加多少燃料，燃料燃燒是受到限制的，因而鍋爐的熱效率也就不可能提高。鍋爐中水垢結(jié)生得越厚，熱效率就越低，燃料消耗就越大。實驗數(shù)據(jù)表明，當結(jié)生水垢達1.5毫米時，就要多消耗6%的燃料；為5毫米時，燃料消耗就要達到15%；為8毫米時，燃料消耗量則增至34%。就我國目前40余萬臺鍋爐來看，如果僅一部分鍋爐結(jié)有不同程度的水垢的話，所浪費的燃料也是十分驚人的。2.2.2 金屬過熱 鍋爐受熱面使用的鋼材，一般均為碳素鋼，在使用過程中，允許金屬壁溫在450以下。鍋爐在正常運行時，金屬壁溫一般在280以下。當鍋爐受熱面無垢時，金屬受熱后能很快將熱量傳遞給水，此時兩者的溫差約

42、為30。但是，如果受熱面結(jié)生水垢，情況就不大一樣了。例如，當工作壓力為125mpa的鍋爐受熱面結(jié)有1毫米厚水垢時（混合水垢），金屬壁與爐水溫差就會達到200左右。也就是說此時金屬壁溫在鋼材允許溫度之內(nèi)。但當水垢是3毫米時，金屬壁溫則上升到580，遠遠超過了鋼材的允許溫度。因而，這時鋼材的抗拉強度就會由原來的392mpa下降到098mpa，鍋爐受壓元件就會在內(nèi)壓作用下發(fā)生過熱鼓皰、變形、泄漏，甚至爆炸。另外，金屬壁溫的升高會使金屬伸長，如1米長的爐管，每升高100，伸長1.2毫米，這對于沒有伸縮余量的受熱面來說，就會引起爐管的龜裂。實測數(shù)據(jù)表明，金屬壁溫是隨著水垢厚度增加而增加的，水垢越厚，金屬

43、壁溫就越高，因而事故發(fā)生的機率就越大。2.2.3 破壞水循環(huán) 鍋爐水循環(huán)有自然水循環(huán)和強迫水循環(huán)兩種形式。前者是靠上升管和下降管的汽水比重不同產(chǎn)生的壓力差而進行的水循環(huán)。后者主要是依靠水泵的機械動力的作用而迫使循環(huán)的。無論是哪一種循環(huán)形式，都是經(jīng)過設(shè)計計算的，也就是說保證有足夠的流通截面積。當爐管內(nèi)壁結(jié)生水垢后，會使得管內(nèi)流通截面積減少，流動阻力增大，破壞了正常的水循環(huán)，使得向火面的金屬壁溫升高。當管路安全被水垢堵死后，水循環(huán)則完全停止，金屬壁溫則更高，長期下去就易因過燒發(fā)生爆管事故。水冷壁管是均勻布置在爐膛內(nèi)的，吸收的是輻射熱。在離聯(lián)箱400毫米左右的向火面高溫區(qū)，如果結(jié)生水垢，就最易發(fā)生鼓

44、皰、泄漏、彎曲、爆破等事故。2.2.4 增加檢修量 鍋爐一旦結(jié)垢，就必須要清除，這樣才能保證鍋爐安全經(jīng)濟運行。因此，清除水垢就必須要采用化學藥劑，如酸、堿等。水垢結(jié)生得越厚，消耗的藥劑就越多，投入的資金也就越多。例如，1t/h型鍋爐若平均結(jié)垢3毫米，除一次垢就需藥劑0.5噸，加上人工費，就需資金2500元左右。按照鍋爐噸位的不同，噸位增加，所需藥劑就增加三分之一，資金也相應增加。一般鍋筒內(nèi)結(jié)垢，消除略方便，但若管內(nèi)結(jié)垢，消除就相當困難。不僅如此，若發(fā)生爆管事故，換上一節(jié)新管時，焊接很不方便。鍋筒鼓皰挖補時，要求高，時間長，施工更為困難。一次大的鼓皰挖補修復，就要耗費資金1至2萬元左右。總之，無

45、論是化學除垢還是購買材料修理，都要花費大量的人力、物力和財力。2.2.5 縮短鍋爐使用壽命一般鍋爐使用壽命，在正常使用條件下，能夠連續(xù)運行20年左右。但為什么現(xiàn)在大部分使用單位的鍋爐沒有達到這一壽命呢？其原因是多方面的，其中之一就有水垢的影響。鍋筒發(fā)生鼓皰，挖補修復后，應該對其適當降壓使用，以確保安全。這樣一來，對于要求蒸汽壓力較高的單位來說，就不得不更換新的鍋爐。有些單位也會因蒸汽壓力過低而影響產(chǎn)品質(zhì)量，甚至出現(xiàn)次品，直接影響經(jīng)濟效益。有些鍋爐因鼓皰面積過大且變形嚴重而不得不作報廢處理；有的鍋爐雖然可以修復，但因修理費用過高，無價值，也不得不報廢。當酸洗方法不當或酸洗頻繁也會影響鍋爐的使用壽

46、命。另外，因為水垢中含有鹵素的離子，在高溫下對鐵有腐蝕作用，會使金屬內(nèi)壁變脆，并不斷地向金屬壁的深處發(fā)展，造成金屬的腐蝕，縮短鍋爐使用壽命。2-4 水垢的預防要保證鍋爐不結(jié)垢或薄垢運行，就要加強鍋爐給水處理，這是保證鍋爐安 全和經(jīng)濟運行的重要環(huán)節(jié)。預防水垢生成，通常采用下列方法來預防：1、鍋外水處理。這種方法適用于各種的鍋爐。目前鍋外水處理效果可靠的有石灰+純堿軟化法，是向已經(jīng)澄清的水中加入適量的生石灰和純堿達到軟化目的。石灰純堿軟化法有冷法和熱法兩種。冷法是在室溫下進行，使水中殘余硬度降至152毫克當量/升。熱法是將水溫加熱到2080，使水中殘余硬度降至0304毫克當量/升。因此，應盡量采用

47、熱法，以提高軟化效果。離子交換軟化法主要是依靠鈉離子交換器中的交換樹脂進行軟化處理。由于交換樹脂吸附能力強，能將游離在水中的鈣、鎂離子吸附，從而使鍋爐給水硬度達到合格標準。離子交換劑有無機和有機兩大類。無機交換樹脂只能進行表面交換，軟化效果差，使用較少。而有機交換樹脂的特點是顆粒核心結(jié)構(gòu)疏松，交換反應在顆粒表面和內(nèi)部同時可進行，軟化效果好，故使用較多。 2、鍋內(nèi)水處理。此法主要是向爐水中加入化學藥品，與爐水中形成水垢的鈣、鎂鹽形成疏松的沉渣，然后用排污的方法將沉渣排出爐外，起到防止（或減少）鍋爐結(jié)垢的作用。爐內(nèi)加藥水處理一般用于小型低壓火管鍋爐。鍋內(nèi)水處理常用的藥品有：磷酸三鈉、碳酸鈉（純堿）

48、、氫氧化鈉（火堿、也稱燒堿）及有機膠體（栲膠）等。加藥時，應首先將各種藥品配制成溶液，然后再加入鍋爐內(nèi)。通常磷酸三鈉的溶液濃度為58%，碳酸鈉的溶液濃度不大于5%，氫氧化鈉的濃度不大于12%。加藥方法有定期和連續(xù)加藥兩種。定期加藥主要靠加藥罐進行加藥；連續(xù)加藥則在給水設(shè)備前，將藥連續(xù)加入給水中。對于蒸汽鍋爐，最好采用連續(xù)加藥法，這樣可使爐內(nèi)保持藥液的均勻。凡采用鍋內(nèi)水處理的，應加強鍋爐排污，使已形成的泥渣、泥垢等排出爐外，收到較好果 第三章 汽包事故分析 3-1 汽包監(jiān)控系統(tǒng) 電站鍋爐汽包滿、缺水保護是鍋爐運行中最重要的保護項目。水位過低，可能導致汽包缺水而損壞鍋爐；水位過高則增加旋風分離器阻

49、力，降低水循環(huán)速度，增加飽和汽濕度，使鍋爐熱效率下降明顯，甚至導致汽機進水事故的發(fā)生。因此，滿、缺水保護屬于“設(shè)備危機保護”，運行中必不可少，其可靠性之高應居電站設(shè)備保護可靠性水平之最，不能誤動，更不能拒動。為了確保電站鍋爐汽包水位的安全運行，通常汽包水位監(jiān)控系統(tǒng)由水位儀表、自動調(diào)節(jié)、信號報警、連鎖保護和停爐保護等幾個子系統(tǒng)組成。只要這些設(shè)備處于可靠的工作狀態(tài)，汽包水位自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)就能隨時將水位準確地鉗制在正常允許范圍內(nèi)，水位參數(shù)正常就意味著安全。因此，水位自動調(diào)節(jié)也是一個安全系統(tǒng)。1 汽包滿、缺水保護系統(tǒng)的獨立性汽包滿、缺水保護屬于保安系統(tǒng)，而水位自動調(diào)節(jié)屬于過程控制系統(tǒng)。國際上一些權(quán)威機構(gòu)

50、對控制與保安系統(tǒng)的獨立性做出明確的規(guī)定。如：aiche(美國化學工程師協(xié)會)指出，基本控制系統(tǒng)和安全聯(lián)鎖系統(tǒng)之間應在地理上和功能上分開；iectc65wg10標準規(guī)定，受控設(shè)備的控制系統(tǒng)應與安全相關(guān)系統(tǒng)及減小危險的外部設(shè)施相分開和獨立；isasp84標準也指出，用于控制系統(tǒng)的傳感器不應用于安全系統(tǒng)。nerc(美國電力可靠性協(xié)會)規(guī)定：保護裝置設(shè)計必須避免同一元件用于兩套裝置，兩套裝置的共同部分必須保持到最小程度，以便減少由于單一事故使兩套裝置同時失效的可能性。美國核工業(yè)系統(tǒng)有關(guān)規(guī)定也指出，安全系統(tǒng)應考慮冗余，冗余系統(tǒng)應相互獨立，并在地理上和功能上互相分開。我國的dis000 2000標準也規(guī)定

51、，熱控系統(tǒng)保護應遵守“獨立性”原則?？梢姡Ｗo系統(tǒng)的獨立性比過程控制系統(tǒng)的獨立性更為重要。對此，應從如下兩點來理解保護系統(tǒng)的“獨立性”和“地理上分開”的含義：(1)系統(tǒng)內(nèi)部的3個信號應從取樣端開始就彼此獨立，即各有獨立的取樣點和取樣裝置。否則，可能因合用測孔管路堵塞或取樣裝置泄漏等原因，使冗余系統(tǒng)失去本意。(2)不同系統(tǒng)之間的信號必須相互隔離，從取樣端開始彼此獨立。否則，同一個測孑l、管路、二次信號裝置、線路等出現(xiàn)故障，將使不同系統(tǒng)同時癱瘓。如某廠610 kw機組低真空保護3取2判斷邏輯合用同一測孔，曾因測孔泄漏使3取2判斷邏輯失去應有作用，造成誤停機1次；又如某電廠310 kw機組汽包滿、缺

52、水停爐保護與監(jiān)視儀表、自動調(diào)節(jié)系統(tǒng)合用同一對測孔管路，經(jīng)常因監(jiān)視和自動2系統(tǒng)排污、泄漏、維護消缺或維修等需要而退出運行，由于隔離措施不徹底，曾引發(fā)2次誤動停爐事故；又如今年2月，某電廠35 x 10kw機組汽包水位保護系統(tǒng)3差壓變送器采用同一取樣管，因取樣管接頭泄漏造成3只差壓變送器同時失效，造成機組停爐。許多運行設(shè)備嚴重損壞事故案例證明，合用同一信號或取樣孔是極為危險的。因此，25項反應措施881條明確規(guī)定：鍋爐汽包水位高、低保護應采用獨立測量的3取2判斷邏輯方式。 3-2 汽包事故處理汽包滿、缺水保護系統(tǒng)的功能基于鍋爐汽包滿、缺水保護的重要性，通常水位保護設(shè)有高i值、高值、高值和低i值、低

53、值、低值報警和保護功能。其功能是：當水位升高至“高值”時，自動打開事故放水閥，向排污擴容器放水，使水位降低至“高i值”以下時自動關(guān)閉事故放水閥。由于事故放水閥的放水口徑較大，又是向排污擴容器放水，故放水流量較大。因此，只要能可靠地自動打開事故放水閥，就能使水位快速回降，避免汽包水位繼續(xù)上升。由于放水管口位于“0水位”高度，水位只能回降至“0水位”，因此即使放水閥拒關(guān)，也不會造成缺水事故。由此可見，該保護能較可靠地將水位鉗制在“0水位”與“高值”之間，可有效地預防滿水事故的發(fā)生。當水位降低至“低值”時，自動關(guān)閉連續(xù)排污總閥，當水位高于“低i值”時，自動打開連續(xù)排污總閥。由于連續(xù)排污管口的口徑較小、實際運行中的連續(xù)排污量與給水流量相比很小，所以通過低值保護來防止汽包缺水事故發(fā)生的能力是很有限的。因某種原因使水位高過“高值”，且事故放水閥保護又拒絕自動打開，水位將升高至廠家認為可能危及鍋爐安全的“高值”時，為防止鍋爐滿水而進入汽輪機，“高水位停爐保護”功能將起最后作用，實行自動停爐。反之，如果水位降低至“低值”時，為防止下降管嚴重帶汽或水循環(huán)中斷而燒干鍋事故的發(fā)生，“低水位停爐保護”功能將實行自動停爐?！案咚煌t保護”和“低水位停爐保護”是鍋爐滿、缺水保護的最后一道防線，也是確保鍋爐安全運行的最重要保護項目。不少慘痛教訓已經(jīng)證