燃氣鍋爐火災爆炸危險性分析及其預防措施

1、燃氣鍋爐火災爆炸危險性分析及其預防措施來源：菏澤巨野消防大隊 時間：2008-9-4作者： 宋聚新 隨著社會經(jīng)濟的高速發(fā)展，鍋爐作為生產(chǎn)熱能和動力的工藝設備，在現(xiàn)代工業(yè)、電力及人民生活中普遍使用，而燃氣鍋爐以它優(yōu)質(zhì)、環(huán)保、清潔的特點滿足了人們對環(huán)境、安全、自動化的要求，所以很多工程已經(jīng)采用了燃氣鍋爐作為其加熱設備。但由于各種原因，燃氣鍋爐爆炸事故的頻頻發(fā)生，它不僅在經(jīng)濟方面造成大量損失，嚴重的使人們在身心甚至生命都受到威脅。所以研究燃氣鍋爐爆炸危險性及其預防措施是十分必要的。     一、燃氣鍋爐及其應用    &

2、#160; 11燃氣鍋爐結構簡介     燃氣鍋爐包括燃氣燃燒設備和鍋爐本體兩個系統(tǒng)。燃氣燃燒設備主要指爐膛和燃燒器，也包括其他與燃燒過程有關的設備，它的主要作用是將一定數(shù)量的可燃氣體和空氣通入燃燒設備中，通過可燃氣體的燃燒將化學能轉(zhuǎn)變?yōu)闊崮?，給鍋爐本體提供持續(xù)的熱能。鍋爐本體就是借助燃燒設備提供的熱能將水轉(zhuǎn)化為水蒸汽，使其成為一定數(shù)量和質(zhì)量（壓力和濕度）的蒸汽。整個鍋爐生產(chǎn)過程就是將一定數(shù)量的可燃氣體和相應數(shù)量的空氣送入爐內(nèi)燃燒，燃燒所發(fā)出的熱量傳遞給水，使水在定壓下汽化而形成一定壓力和溫度的水蒸汽。    &#

3、160; 12燃氣鍋爐的應用燃氣鍋爐作為一種產(chǎn)生熱能和動力的工藝設備，廣泛地應用于電力、機械、化工、紡織造紙等工業(yè)部門及賓館、居民區(qū)采暖供熱等方面。我國北方城市由于需要采暖供熱，在用鍋爐數(shù)量更大。燃氣鍋爐已經(jīng)逐步進入人們生活的周圍。      2.燃氣鍋爐爆炸事故類型及其危害燃氣鍋爐運行中出現(xiàn)的事故大致可分為三類：（1）   特大事故：鍋爐中的主要受壓部件鍋筒、管板等發(fā)生破裂爆炸的事故，這種事故常導致設備、廠房破壞和人身傷亡，造成重大損失。（2）   重大事故：燃氣鍋爐無法維持正常運行而被迫停爐

4、的事故，如缺水事故、爐膛爆炸事故等。這類事故雖不象特大事故嚴重，但也常常造成設備、廠房損壞和人身傷亡，并使燃氣鍋爐被迫停運，導致用汽部門局部或全部停工停產(chǎn)，造成嚴重經(jīng)濟損失。（3）   一般事故：在運行中可以排除的事故或經(jīng)過短暫停爐即可排除的事故，其影響和損失較小。燃氣鍋爐事故屬于工業(yè)熱災害三種主要事故類型中造成損失最大的爆炸事故。主要可分為兩種爆炸原因，一是爐膛爆炸，另一種是爐體爆炸。燃氣鍋爐發(fā)生爆炸事故頻率較高。3燃氣鍋爐的火災危險性分析31燃氣的危險特性燃氣鍋爐的燃料是可燃氣體，主要是天然氣或煤氣。天然氣和煤氣的主要成分都是甲烷，還攙雜一些簡單的烷烴，這些組分都是高度

5、易燃易爆的氣體，天然氣的爆炸下限為4%，煤氣的爆炸下限為6.2%，極易發(fā)生爆炸事故。32爐膛爆炸火災危險性爐膛爆炸是由于可燃氣體漏入并與空氣混合形成爆炸性混合物，這種混合物處在爆炸極限范圍時一接觸到適當?shù)狞c火源就會發(fā)生爆炸事故。伴隨著化學變化，爐內(nèi)氣體壓力瞬時劇增，所產(chǎn)生的爆炸力超過結構強度而造成向外爆炸，由于在極短時間內(nèi)大量能量在有限體積內(nèi)積聚，造成鍋爐爐膛處于非尋常的高壓或高溫狀態(tài)，使周圍介質(zhì)發(fā)生震動或鄰近的物質(zhì)遭到破壞。爐膛爆炸主要由以下因素造成。321點火不當在點火時，如啟動操作不當，出現(xiàn)熄火而又未及時切斷氣源、配氣管進行可燃氣體吹掃，或吹掃不徹底、打開閥門時噴嘴也點不著火或者被吹滅，

6、或其他可能使爐膛中存積大量高濃度可燃氣體并處于爆炸極限范圍內(nèi)的情況，則再次點火時引燃這些可燃氣體，引起爆炸。322火焰不穩(wěn)定而熄滅如果煤氣燃燒器出力過大，火焰就會脫開燃燒器，發(fā)生脫火現(xiàn)象；相反出力過小，火焰就會縮回燃燒器內(nèi)，發(fā)生回火現(xiàn)象，使鍋爐運行中火焰不穩(wěn)定而熄滅，由于爐膛呈熾熱狀態(tài)，達到或超過可燃氣體與空氣混合物的著火溫度，且繼續(xù)進可燃氣體時，就有可能立即發(fā)生爆炸。323設備不完善因為閥門漏氣，設備不完善，沒有點火滅火保護裝置和火焰檢測裝置，可燃氣體充滿爐內(nèi)點火發(fā)生爆炸。324輸氣管道泄漏由于燃氣鍋爐輸氣管道龐大，可燃氣體消耗量大，有些管道已經(jīng)存在老化、腐蝕的情況，如不注意管道的維護和檢修

7、，在輸氣過程中容易發(fā)生可燃氣體泄露，而造成爆炸事故。325操作失誤在鍋爐運行時，有些事故是可以避免的，但事故依然發(fā)生了，主要原因是操作人員在鍋爐運行時操作不合理，不按照規(guī)章制度操作，工作人員安全意識不足，工作不負責任，值班、檢修不按規(guī)定進行，最終導致事故的發(fā)生。33爐體爆炸的火災危險性燃氣鍋爐爐體爆炸是由于鍋爐設備材料質(zhì)量問題，受壓元件強度不夠或者嚴重缺水，持續(xù)加熱等因素造成的爆炸事故。331燃氣鍋爐設計制造方面設計不合理造成燃氣鍋爐結構上的缺陷；材料不符合要求；焊接質(zhì)量粗糙；受壓元件強度不夠等，這些因素也是引起燃氣鍋爐爆炸的重要因素。332鍋爐內(nèi)水被燒空造成爆炸在鍋爐運行時，其中的水會被加熱

8、慢慢減少，當鍋爐內(nèi)的水過少甚至燒空時，可燃氣體燃燒所釋放的熱能直接加熱鍋爐設備本身，造成爐體過熱，發(fā)生爆炸事故。由以上可看出燃氣鍋爐的爆炸火災危險性大，因素多種多樣。4利用預先分析法評價燃氣鍋爐火災危險性為了更清晰說明燃氣鍋爐的火災危險性，下面用預先分析法進行分析討論：（具體表格見下頁） 燃氣鍋爐預先危險性分析類 型故   障原   因危險等級措   施爐 膛  爆炸煙囪冒黑煙1、燃料氣通入量過大2、空氣量不足3、燃料氣溫度過低4、爐管燒壞21、關小燃料氣閥門2、開大進風閥門3、提高燃料氣溫度4

9、、更換爐管出口溫度突然升高燃料氣閥門突然開的過大2減小火焰燃燒不穩(wěn)定1、燃料氣壓力不穩(wěn)定2、燃料氣溫度忽高忽低2調(diào)節(jié)燃料氣流量，穩(wěn)定燃料氣壓力出口溫度突然下降出口管線或干線突然斷裂3停爐，搶修管線和干線燃料氣中斷1、爐溫下降2、熄火21、聯(lián)系供氣站保證供氣2、及時向爐膛通入蒸汽吹掃爐管燒壞1、高溫氣體對爐管腐蝕2、操作壓力過高3緊急停產(chǎn)，針對不同情況進行處理爆炸著火1、爐膛內(nèi)有一定量燃燒氣而點火2、操作不當，導致燃燒不完全而產(chǎn)生過多可燃氣體3、過負荷運轉(zhuǎn)，燃料氣過多31、點火前通蒸汽吹掃不少于30min,爆炸氣分析成分2、保證正常操作3、降低鍋爐負荷爆炸鍋爐爆炸著火鍋爐材料元件受壓強度不夠3鍋

10、爐使用前嚴格檢查鍋爐嚴重缺水4在鍋爐運行中經(jīng)常監(jiān)視，注意加水                           結果分析：從上表的燃氣鍋爐預先危險性分析可知預防燃氣鍋爐爆炸應從以下幾方面加以注意：一是點火前的預防。在鍋爐點火前，要確保鍋爐的各項性能符合標準，做好安全檢查工作。二是在鍋爐運行中的合理操作和監(jiān)督。這要求鍋爐操作者有

11、較強的責任心，能及時發(fā)現(xiàn)問題并合理解決。三是鍋爐設備的定期維護。鍋爐設備老化也是燃氣鍋爐爆炸危險性因素之一，也占事故中的一定比例5事例分析燃氣鍋爐爆炸案例1：1990年4月22日6時15分 ，北京人民大會堂一臺SZQ4125型鍋爐發(fā)生爐膛爆炸，爐體南、北側(cè)和頂部發(fā)現(xiàn)有裂縫和部分凸起，爐膛保溫層遭到破壞，鍋爐房窗玻璃震壞，鍋爐房外東院停車場一輛小汽車的后玻璃被擊碎，另一輛汽車的尾燈玻璃也被擊碎。    當天早晨6時10分，鍋爐房值班人員按規(guī)定啟動引風機和鼓風機，排除爐內(nèi)氣體。約35分鐘后關閉鼓風機，接通電打火器的電源，打開上、下點火燃燒器的閥門。此時，因司爐工未認真

12、操作，在上點火燃燒器未點著火的情況下，先打開上主燃燒器的閥門，接著再打開下燃燒器的閥門。這時爐內(nèi)的氣體已達到了爆炸的臨界點，當下主燃燒器一被點著，爐膛“轟”的一聲就立即發(fā)生了爆炸。由于主燃燒器的煤氣閥門只開了三團，進氣量不大，加上爐體安全裝置起了作用，氣浪主要從兩個防爆門向東沖出，爐體破壞不大，但因鍋爐位于重要的場所，其影響和后果甚大。案例2：2003年1月3日19時10分 ，山東省勝利油田管理局河口社區(qū)西區(qū)鍋爐房，一臺熱煤氣發(fā)生爐壓力容器在調(diào)試運行階段，因故障處理不當，使煤氣發(fā)生爐夾套內(nèi)壁頂板處的使用溫度超溫、材料開裂，發(fā)生爆炸，死亡6人，受傷3人，直接經(jīng)濟損失43.5萬元。案例3：2008

13、年6月12日18時46分 ，泉州晉江市福建鳳竹紡織科技有限公司導熱油鍋爐車間發(fā)生導熱油噴濺起火，意外的爆炸使15名消防官兵不同程度燒傷。工作人員正在導熱油鍋爐車間啟動3#鍋爐對導熱油進行加熱，當導熱油溫度升至240度，準備3#鍋爐加熱的導熱油接入廠區(qū)導熱油輸送主管道時，工人在開啟管道閥門的過程中，由于閥門發(fā)生故障破裂，導熱油噴濺而出，并立即氣化燃燒起火。對上面案例分析可知，產(chǎn)生事故原因大致如下：1司爐對業(yè)務不熟悉，工作不認真，雖然點火程序正確，但卻因判斷錯誤而誤操作。2鍋爐啟動時通氣時間過斷，不能使可燃氣體濃度降到爆炸極限以下，造成爆炸事故。3鍋爐本身設備老化，不能正常工作，缺乏安全性。4設備

14、檢修不足，對存在的問題沒能及時的發(fā)現(xiàn)解決，隱患存在時間長，危險性大。6燃氣鍋爐火災危險性預防措施61鍋爐質(zhì)量要求 鍋爐的設計、制造、安裝、運行、檢修、改造、檢驗等必須符合蒸汽鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程及熱水鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程的規(guī)定。62點火時的防火措施（1）在點火前，由于燃氣鍋爐內(nèi)已經(jīng)充滿了殘留的可燃氣體，所以在點火前，要做到先啟動送、引風機強制通風5-10分鐘，充分進行爐膛內(nèi)的氣體置換，清除爐膛內(nèi)的可燃氣體才能正常點火升壓，一次點火未成功需要重新點火時，一定要在點火前再次給爐膛通風，充分清除可燃氣體。當采用手動點火時，人工操作和調(diào)試很難保證準確無誤，根據(jù)監(jiān)察規(guī)程規(guī)定，燃氣鍋爐要安裝自動

15、保護裝置，包括自動點火、熄火保護、燃燒自動調(diào)節(jié)及必要的自動報警保護裝置。（2）當爐內(nèi)溫度低或比較潮濕時，因點火困難，需采取適當方法給爐內(nèi)預熱。（3）在可燃氣體噴嘴前的進氣管上，應裝置壓力表。（4）如火焰熄滅，立即停止供入可燃氣體，只供空氣，換氣后，再進行點火操作。（5）為了防止煤氣鍋爐在點火時發(fā)生爆炸，必須在點火前檢查進氣管中的燃氣壓力，當壓力符合要求時，再使用鼓風機吹掃爐膛，清除爐膛內(nèi)的爆炸性混合物。在點火時應嚴格遵守先點火，后開氣的原則。 63燃氣鍋爐工作時的防火措施（1）防止脫火：可燃氣體燃燒器出力過大，火焰會脫開燃燒器，過多的可燃氣體發(fā)生不完全燃燒，在爐膛內(nèi)存積大量的爆炸混合

16、氣體，隨時存在爆炸危險。所以，應注意脫火現(xiàn)象，具體方法有：a、實行火焰穩(wěn)定化；b、把空燃比調(diào)整到理論混合比附近；c、人為加大燃燒速度；d、使可燃氣體壓力保持穩(wěn)定；e、減小燃料的噴出速度。（2）防止回火：可燃氣體出力過小，火焰會回縮到燃燒器內(nèi)，使鍋爐運行中火焰不穩(wěn)定而熄火。此時繼續(xù)通入可燃氣體，則達到可燃氣體爆炸極限后，爆炸一觸即發(fā)。防止回火現(xiàn)象的措施有：a、加大最小噴出速度；b、必須使燃料從噴嘴噴出的速度大于其燃燒速度，即爐膛保持正壓（3）點火后直到進入穩(wěn)定狀態(tài)的過程中，要很好的監(jiān)視燃燒工況，注意調(diào)節(jié)燃燒氣流量，穩(wěn)定燃燒器壓力，使火焰能夠穩(wěn)定的燃燒。（4）為減少煙囪冒煙，出火星和污染環(huán)境，對煙

17、囪冒火應進行綜合治理，如安裝消煙除塵和火星熄滅裝置等。      （5）平時操作中，注意不能驟冷驟熱，以防發(fā)生爆裂。64防止燃氣鍋爐中嚴重缺水鍋爐中嚴重缺水或燒干事故是化工、石油生產(chǎn)用鍋爐普遍發(fā)生的一種事故。司爐要在鍋爐運行時定期對水位嚴密監(jiān)視，定期上水，經(jīng)常檢查水位指示器是否工作正常，進行排污排垢清洗處理。65燃氣鍋爐的定期維護和檢修（1）應經(jīng)常檢查鍋爐水位表，壓力表，安全閥等安全附件，確保它們的可靠性 。（2）定期對鍋爐內(nèi)部進行檢查，查看爐膛是否破裂，輸氣管路是否完好，保證管路不發(fā)生可燃氣體泄露。66燃氣鍋爐周圍環(huán)境要求（1）禁止

18、在鍋爐房堆放各種可燃物，也不準在鍋爐本體和蒸汽管道上烘烤任何物品。擦拭設備的油棉紗、油抹布要妥善保管。 （2） 禁止在鍋爐內(nèi)焚燒廢紙、廢木材、廢油氈等，以防造成煙囪飛火，引燃周圍可燃物。     （3）鍋爐周圍不能存在火源，鍋爐輸氣管不能靠近其他加熱設備。67加強消防安全管理燃氣鍋爐爆炸危險性大，影響因素復雜多樣，這就要求司爐熟悉燃氣鍋爐的工作原理和操作規(guī)范。不僅要保證不出現(xiàn)誤操作，更重要的是要具有在鍋爐出現(xiàn)問題時處理問題的能力。鍋爐的爆炸危險要求司爐有較強的責任心，熟悉業(yè)務。 鍋爐操作人員必須經(jīng)過專門培訓，經(jīng)考試合格，持證上崗，否則，禁止進鍋爐房操作。值班操作人員應盡職盡責，遵守有關鍋爐安全運行的各項制度。鍋爐房應根據(jù)