1. 事故概況
2008年4月7日上午,深圳市某公司一臺WNS6-1.25-Y(Q)型燃油(0#柴油)蒸汽鍋爐爐膛發(fā)生爆炸事故。事故當日早晨7時,司爐工在檢查該爐一切正常的情況下,按下全自動控制面板上的開機鍵啟動鍋爐,系統(tǒng)進入全自動運行狀態(tài),在正常運行到8時26分時,爐膛發(fā)生爆炸,鍋爐燃燒器及前煙箱蓋板(門)均被炸開,損毀嚴重,有部件脫落飛出,幸未造成人員傷亡。
2. 原因分析
2.1一、鍋爐概況:
鍋爐名稱:臥式三回程自動燃油蒸汽鍋爐 型號:WNS6-1.25-Y(Q)
額定工作壓力:1.25MPa 蒸發(fā)量:6t/h 使用燃料:柴油
配置:德國Weishaupt RL11 輕油燃燒機 國產(chǎn)PLC帶觸摸屏顯示器的控制柜
制造日期:2007年6月 投用日期:2007年10月23日
制造廠家:浙江XX鍋爐有限公司
2.2宏觀檢驗
經(jīng)宏觀檢驗,發(fā)現(xiàn)爆炸造成前煙箱左蓋板上部旋轉(zhuǎn)銷斷開,右蓋板上、下旋鈕與銷子連接板彎曲變形,前煙箱左右蓋板被炸開,蓋板內(nèi)隔熱層炸爛;水位計放水管被前煙箱碰撞變形;燃燒機蓋板及鍋爐銘牌固定座飛出,固定座右下角斷開,燃燒機機座的固定鋼板與上部連接筋板斷開并向前鼓出100mm,致燃燒機向下傾斜;鍋爐尾部觀火孔裝置外耐火材料破損;設(shè)置在煙囪接口處的防爆門彈開;未發(fā)現(xiàn)爐膽、鍋殼、煙管、管板等主要受壓元件有變形情況。初步判定為爐膛爆炸事故。
2.3無損檢測
通過對爐膽及回燃室內(nèi)表面(火側(cè))所有對接焊縫進行熒光磁粉檢測,未發(fā)現(xiàn)可記錄相關(guān)缺陷顯示;對爐膽對接焊縫的超聲波檢測,也未發(fā)現(xiàn)可記錄缺陷顯示;對鍋爐前管板與二回程出口煙管焊接角焊縫及爐膽與前管板焊接角焊縫的滲透檢測,仍未發(fā)現(xiàn)相關(guān)缺陷顯示。以上對鍋爐的宏觀及無損檢測,發(fā)現(xiàn)鍋爐本體承壓部件未受到損壞,可以斷定此次事故為爐膛化學(xué)爆炸事故。
2.4電腦故障記錄檢查
通過查看鍋爐電腦故障記錄,發(fā)現(xiàn)2008年4月7日8時26分:燃燒器故障熄火的記錄,由此判斷此前鍋爐運行正常。
2.5燃燒器分步運轉(zhuǎn)試驗及解體檢驗
該爐采用的是德國weishaupt RL11 型燃燒器。燃燒器馬達通過同一根軸驅(qū)動鼓風(fēng)葉輪及油泵。其功能示意圖如圖1所示。
圖例:
1.油泵 3.電磁閥(常閉) 4.電磁閥(常開) 6.電磁閥(常閉) 7.電磁閥(常閉)
12.噴油座R(含進油和回油的關(guān)斷裝置) 13.節(jié)流孔 14.過濾器 15.回油調(diào)節(jié)器
17.回油壓力開關(guān)
對鍋爐燃燒器進行分步試運轉(zhuǎn),首先啟動燃燒器風(fēng)機-油泵馬達試運轉(zhuǎn)(斷開點火變壓器接線,使其不點火),油壓可升至正常壓力(1.8MPa),噴油咀未見漏油現(xiàn)象;第二步,啟動燃燒器自動點火程序(不點火),程序運轉(zhuǎn)正常,即前吹風(fēng)--風(fēng)門打開--風(fēng)門點火前關(guān)小至點火位置--在點火時油咀打開噴油正常;火焰監(jiān)察器(電眼)工作正常,超過安全時間(5秒)即停爐報警;第三步,啟動燃燒器自動點火程序(斷開油路電磁閥電纜,使其不噴油),觀察點火情況,風(fēng)機啟動,點火電極即有火花。
通過查看鍋爐燃燒器接線圖(見圖2),發(fā)現(xiàn)有兩種接法,第一種是與端子15連接,即風(fēng)機啟動電極就點火,是長點火;第二種是與端子16連接,即油咀打開噴油前2.5秒電極點火,是短點火。檢查事故鍋爐控制線路,其點火變壓器與燃燒器程控器(LAL2.25)端子15連接,屬第一種接法,該接法也是符合設(shè)計要求的。但是如果點火前爐膛已積聚大量可燃油氣,該接法因風(fēng)機啟動同時點火,沒有前吹掃,就增加了爐膛爆燃的可能性。
對燃燒器油咀及油咀座進行拆卸解體檢查,各組件未見損壞情況,油咀座內(nèi)油壓腔未見異物,活塞移動稍緊;供給燃燒器的燃油外觀性狀無異常(用戶提供一份燃油自行送檢報告,結(jié)果為合格),使用同樣燃油的同一鍋爐房內(nèi)另一臺爐點火燃燒正常。
3. 事故結(jié)論
綜合事故調(diào)查及技術(shù)檢驗試驗結(jié)果,對事故原因初步分析認為:這是一起燃燒器故障引發(fā)的爐膛爆炸事故。至于引起爆炸的具體時間,則存在兩種可能:第一種情況,在燃燒器自動點火程序啟動至點火時間油咀正常打開噴油之前,已有燃油進入爐膛,并在爐膛高溫作用下?lián)]發(fā)成可燃氣體,可燃氣體未及時排出而接觸到點火電極火花引起爆炸;第二種情況,至點火時間油咀正常打開噴油之前,沒有燃油泄漏進入爐膛,而是因為油咀正常打開噴油之后,未能及時點火成功,延遲一段時間才點著而引起爆燃。就本次事故而言,假如燃燒器程控器(LAL2.25)接線為第二種接線方式,在完成22.5秒的前吹掃后再點火,即使爆炸,威力也會小很多。根據(jù)現(xiàn)場檢查、試驗的結(jié)果,以及此次爆炸對鍋爐造成破壞的能量估算,筆者認為此次事故的發(fā)生為第一種情況。
4. 事故的預(yù)防措施及建議
4.1對鍋爐的燃燒、控制系統(tǒng)及油路系統(tǒng)加強日常的維護保養(yǎng)工作,出現(xiàn)異常情況要及
時查明原因,檢修調(diào)試正常,防止鍋爐帶病運行。
4.2對于本次爐膛爆炸事故,煙囪出口處的防爆門雖然能正常打開,但仍造成較大破壞,如果該鍋爐在爐膛出口處(第一回程后煙室)設(shè)置合適的防爆門,則可大大減輕爐膛爆炸對鍋爐造成的破壞。但因在該處設(shè)置防爆門技術(shù)要求較高,經(jīng)常會出現(xiàn)漏火情況,多數(shù)鍋爐均未在該處設(shè)置防爆門,并且相關(guān)規(guī)程及國家標準也未要求設(shè)置。建議鍋爐制造廠設(shè)計、制造時應(yīng)考慮加裝防爆門。
4.3正常運行操作中,如果出現(xiàn)兩次以上點火失敗,爐膛內(nèi)積聚較多油氣的情況,應(yīng)
先、手動啟動風(fēng)機將油氣強制排出,并檢查點火失敗原因后再試點火。
4.4在燃油鍋爐燃燒機調(diào)試時,盡量將點火時的噴油量調(diào)小,也可減少爐膛爆燃時的能
量。
作者單位:趙卓君 陳偉(深圳市特種設(shè)備安全檢驗研究院 廣東 518029)
李松生(深圳市基準熱能技術(shù)有限公司 廣東 518028)