摘要：电力工业的安全生产是电力企业经济效益的基础，同时电力工业的安全生产影响着国民经济的发展与人民生活的安定。锅炉机组是燃煤电厂的三大主发动机之一。可靠性统计数据表明，由于机组的计划外停机，造成了100兆瓦以上的电力损失，锅炉机组的强制停机损失占60％～65％，而可燃物的爆炸占了很大比例。因此，如何防止大容量锅炉的电厂发生火灾，防止粉体爆炸等是电厂锅炉安全的关键工程。
关键词：电厂；可燃物质；爆炸；预防
1前言
降低燃料锅炉爆炸造成的直接和间接损失，减少紧张的锅炉事故停机维修工作，火力发电厂锅炉监督、技术监督以及维护、操作管理人员，必须认真落实“安全第一，预防为主”的方针，实现反事故措施，提高设备的可靠性，以防止锅炉事故。
2可燃物质爆炸的机理及其危害
可燃气体或粉尘与空气混合物形成短时间内产生化学反应，产生的高温高压气体和冲激波，超过周围的建筑物容器，管道的承载极限，，使其有损坏，导致设备和人身事故、爆炸事故。一般来说，爆炸有三个条件。一个是燃料和燃烧空气的积累；二是燃料和空气混合物的浓度在爆炸极限以内；三是足够的点火能量。煤粉的爆炸极限为20～60g/m3，爆炸的压力可以达到0.3～1.0MPa。对电厂锅炉来说，可燃物料是指煤粉、一氧化碳气、油雾等。可能发生的爆炸事故有在炉内发生爆炸事故，煤粉煤仓爆炸和制粉系统爆炸。
3防止炉膛内部爆炸事故对策
锅炉在炉内发生爆炸事故，可引起水冷壁墙的焊缝裂纹、刚性梁的弯曲变形、屋顶被抬升、烟道膨胀段开裂等设备损坏。究其原因大致有以下几点：
①设计上缺少可信任的灭火保护和联锁、报警、跳闸装置；
②炉膛刚性梁抗爆能力过低；
③运行人员处理燃烧不稳或熄火时的方法不正确；
④燃料质量的下降、负荷的调节失当、相应控制的机构突然失灵等都会使危险发生。防止锅炉内部爆炸已列入部颁二十五项反措，包括炉膛安全监控系统（FSSS）在内的灭火保护装置已经在许多电厂开始大规模的使用。
3.1常见炉膛中造成爆炸条件及反事故措施
常见炉膛中造成爆炸条件的情况是：
①灭火过程中，进入炉内的燃料不被切断，在估计时间内积累的燃料可以达到爆炸浓度并点燃；
②一个或多个燃火熄灭，而剩下的燃烧器仍在正常燃烧。从未点燃的燃烧器进入燃烧引起可燃性积聚；
③在废弃的炉内的燃料泄漏导致可燃物质的积累；
④燃料或空气的瞬时中断被恢复，导致可燃材料的堆积。可燃物的堆积引起的燃烧比炉子的压力设计强度高，因此造成的破坏，即炉膛爆炸。针对造成爆炸的条件有以下反事故措施：
①一旦全炉灭火，应立即切断进入锅炉的全部燃料，包括给煤、给粉和点火用油、气等。即所谓主燃料切断（MFT）；
②锅炉在点火前必须通风，炉内的可燃物、烟道和其他通道被排除在外。通风在烟风挡板和空气调节器必须开放到一定位置，风量应大于满风量的30%，和时间不小于5分钟，确保通风5倍以上的总量（德国TRD规定是3倍）；
③在点火期间保持吹气量；当一个燃烧器被放置在10s（不包括煤和煤粉的延迟时间）的时候，燃烧器的燃烧应该被切断。一些锅炉没有一个燃烧器的照明和火焰监测条件，除了需要清除保护功能的限制外，我们还应该强调防火和清洗联锁的两个必要性。
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3.2关于保护定值
为了避免爆炸，近年来必须装设炉膛安全保护装置的观点已取得了一致的认可。当前作为安全工作者要解决的是关于固定价值的保护。
目前，在火灾防护和黑炉保护的情况下，不规范行动价值的确定。原则上，固定值不应与炉结构强度和燃烧方式的变化相同。但是，有一种观点认为，炉膛的负压保护是为了防止内爆，而正压保护是为了防止炉膛爆炸，这是不正确的。实际的测量表明，通常在锅炉灭火后，炉边负压增加（即：首先，增加负），然后由于吸力的作用自动调节和煤粉爆炸和炉膛负压，所以炉膛内的负压力保护迅速减少到炉内的燃料中，降低爆炸功率有早期停止的效果。相关安全规程明确指出：“炉膛压力的压力保护报警值与炉膛安全监测系统的功能不同，平衡通风锅炉的压力报警值一般可取±0.4kPa。避免炉膛的正常波动压力（如吹灰、投停燃烧器及一些小的坍焦等等），而且，应远低于抗爆室的承受能力，以确保压力继续上升，炉膛部分不是永久变形”。动作值应由试验确定，作为试验阶段的初始值，高值可以防止误操作，但防止拒动或保护动作过迟的风险似乎没有必要。
3.3炉膛防爆门
经证实，大型锅炉炉门不能防止炉膛爆裂。前苏联防爆法规明确规定，60吨以上的锅炉没有配备防爆门，必须明确说明，以促进和使用炉内的安全防护装置。
4防止制粉系统煤粉爆炸
正常运行中制粉系统中的煤粉浓度在较大的范围内波动，制粉系统中具备爆炸浓度条件几乎不可避免。因此制粉系统防爆对策包括：
4.1防止点火源自燃
主要是指设备的自燃，如煤仓壁的平滑性，风粉管道的布置，以及防止煤粉积累、风粉温度和粉末等的控制等方面的自发燃烧。
4.2提高煤粉仓及制粉系统的结构强度
虽然粉末系统的防爆措施的基础是防止爆炸，但从防爆门爆破的发生率看，制粉系统的爆炸实际上没有根绝。为避免事故的扩大，应重视当前的结构强度问题。由于电厂的维护和操作人员应注意孔门螺栓的完整性，以及煤粉管法兰或箍的连接强度。
4.3保持防爆门的防爆功能
试验表明，在容器内可燃粉尘点燃后，防爆门和卸荷区的压力，可燃粉尘的特征值与爆炸后的实际压力值有关。防火门排气管的长度也与排放压力有关。因此，我们必须根据设计要求提供防爆门，并控制防爆门的卸压压力。此外，大多数的防爆门的磨煤机出口排气箱位于上部的零米层，和火焰发出排放口附近可以很容易地把附近的电缆烧毁，应采取预防措施。
4.4制粉系统具有惰性
在粉化系统中，惰性气体和水蒸气的存在将降低混合物的爆炸风险。在各种工作条件下，粉末系统的含氧量小于16%，不发生煤粉爆炸。一些数据使用氮惰化空气煤粉混合物最大允许氧14%，而事实上炉子少烟干燥制粉系统爆炸，和采用中速磨粉系统没有防爆门，除了设计，提高设计防爆强度也安装在磨煤机进入惰性气体（通常是氮气）管接头，并规定，考虑当动作发生在制粉系统负载，应该是惰性气体，直到温度低于66℃或磨煤将空。电厂是一个技术密集型的工业企业，只有各专业、部门密切合作，才能实现整体的安全和稳定的目的。有严格的规章制度，特别是责任制度的实施。最后，防止事故的重复发生
5结束语
有效防止锅炉爆炸不仅从技术过程中，还应重视锅炉的安全检查、完善管理系统的锅炉，锅炉优化监测设备，不断促进技术进步，提高安全系数，提高锅炉运行的质量等。只有用这种方法我们才能组织能源生产科学、合理、安全，实现精益保护的目标。
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论文作者:彦自明
论文发表刊物:《电力设备》2017年第25期
论文发表时间:2017/12/31
标签：炉膛论文; 锅炉论文; 制粉论文; 电厂论文; 煤粉论文; 燃料论文; 系统论文; 《电力设备》2017年第25期论文;