（福建福清核电有限公司 福建省福清市 350300）
摘要：阴燃指的是氧气与固体燃料表面接触产生异相氧化反应，释放热量达到自维持的缓慢、低温无焰燃烧形式，属于基本的燃烧形式。鉴于此，本文就核电机组蒸汽管道保温层阴燃原因展开分析，同时提出解决阴燃的有效方法，即：油和保温材料展开物理隔离。
关键词：核电机组；蒸汽管道；保温层阴燃；原因分析
阴燃是在规定的试验条件下，物质发生的持续的，有烟，无焰的燃烧现象。阴燃没有火焰，能热解出可燃气，在一定条件下可以转变为有焰燃烧。怎样避免阴燃成为企业重要研究内容。
一、阴燃发生影响因素
第一，内部影响因素。可燃物应是受热分解后出现刚性结构的多孔碳的固体物质，若可燃物受热分解生成的非刚性结构的碳，例如：流动焦油状的产物就无法出现阴燃。由此证明，产物的分子结构与材料热解形式影响物质燃烧。由丙烯腈与苯乙烯指的多元醇酯的柔性泡沫材料在高温下就会出现刚性较强的碳，因而出现阴燃；而纯纤维受热时会有少量的碳则不会出现阴燃。
第二，外部影响因素。外部影响因素集中表现于适合供热强度的热源，具体指的是产生阴燃的适合温度与供热速率。架设阴燃时，活性物、交谈、灰的密度为恒定，占固体质量的份额伴随阴燃发生变化，明确阴燃过程固体颗粒的体积收缩速率与填充孔隙变化数学模型。对上方具有空气掠过的水平纤维质填充床,从点火到稳态传播的阴燃过程进行了模拟计算.计算结果表明,空隙率随阴燃过程增大,从而加快了阴燃传播速度,提高了其峰值温度.水平填充床表面下沉所引起的固-固辐射换热在阴燃模拟计算中则可以忽略不计。
另一方面，阴燃转为有焰燃烧需具备以下条件：阴燃由堆垛中流到外部环境，与空气接触即刻产生有焰燃烧。封闭条件下由于缺少氧气，固体材料出现阴燃并产生不完全燃烧产物；此时当有空气进入随机在封闭空间内生成可燃混合气体，从而发生有焰燃烧甚至发生爆炸。
二、油质调查研究
材料阴燃可以分为三个过程，即：阴燃发生、稳定、转化。聚氨酯泡沫材料与空气接触向上的正向阴燃，也就是阴燃传播与氧气流动方向相同，传播末期转为有焰燃烧，温度与有焰传播温度为350℃与650℃，阴燃传播速度0.067mm/s。燃烧范围内氧气浓度成为影响阴燃与传播的重要因素。此外，可燃物阴燃出现的物质燃烧不完全，例如：一氧化碳含量高于明火燃烧的产量。阴燃时，外部传播热量低于材料燃烧热量，阴燃就会维持向前传播。
以某压水堆核电机组为例，该机组正常运行时蒸汽管道温度在200--300℃，管道外层保温材料为硅酸铝耐火纤维、微孔硅酸钙；部分管段外层包裹的保温材料漏油后发生引燃，严重影响了机组稳定运行。于是，对保温材料与油进行检验检查，确定管道保温层阴燃原因。经过分析可得：NUTO H32抗磨液压油、DTE 728汽轮机油、EH各环节标准全部达到标准要求。研究油和保温材料接触过程中分别在常温、高温催化氧化环境下的变化。首先把保温材料浸泡在油内，放置在室温下4h，观察油的酸值变化。其次，开口杯老化实验，检测老化后的油质。浸泡保温材料前后油的酸值变化：NUTO H32浸泡前为0.525，浸泡后为0.531；DTE 728浸泡前为0.060，浸泡后为0.065；EH油浸泡前为0.062，浸泡后为0.064。
三、保温层阴燃模拟实验
针对蒸汽管道保温阴燃问题设计模拟装置，详见表一，把油滴在包裹保温材料的管路中，按照3℃/min的升温速度不断加热管道，直至达到300℃。检测保温层初始冒烟时与阴燃时温度。实践证明，几种保温材料浸泡在油内加热后，材料出现冒烟与阴燃时的温度全部低于油质检测时的闪点与自然点，浸泡在EH油的保温材料冒烟时温度最高，因为EH油具有较高的阻燃性。油流入保温材料后挥发面积扩大，伴随着温度的升高，油加速分解、挥发使得保温材料内堆积较多可燃油气。一旦超过承受温度就会出现阴燃，同时油阴燃和油、保温材料新旧无直接关系。
表一，模拟阴燃实验结果
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随后，在保温层外层安装彩钢板展开阴燃实验，详见表二。结果显示：NUTO H32油与DTE 728油内的保温材料全部出现明火，主要由于油着火与温度、油气量、氧气有着密切联系，一旦可燃油气堆积在保温层那么在拆卸保温层时空气快速与保温材料接触，导致高浓度的可燃油气在高温与氧气下着火。而在EH油的微孔硅酸钙并没有着火，因为温度没有达到燃点。
表二，保温层外层安装彩钢板展开阴燃实验.png)
结语：
综上所述，首先，电厂蒸汽管道保温材料阴燃主要因为油流入保温材料，可燃油在高温蒸汽管道下迅速挥发，在保温层中堆积直到出现阴燃。其次，油阴燃和油、保温材料新旧没有直接联系，保温材料流入的油量越多、油气越多，阴燃越严重。最后，避免阴燃的有效方法是油和保温材料物理隔离。工作人员检查漏油点，解决渗油问题；如果已经有渗漏应及时拆卸保温材料，把残留的油清洗干净，防止残油引发阴燃。此外，在管道径向规划过程中应远离油箱等其他用油设备。
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论文作者:谢欣余,王晨懿
论文发表刊物:《电力设备》2018年第22期
论文发表时间:2018/12/12
标签：保温材料论文; 管道论文; 蒸汽论文; 温度论文; 保温层论文; 核电论文; 氧气论文; 《电力设备》2018年第22期论文;