【文章內(nèi)容簡介】 濃度條件幾乎不可避免。因此制粉系統(tǒng)防爆對(duì)策包括：①防止點(diǎn)火源（如積粉自燃），②提高結(jié)構(gòu)抗爆強(qiáng)度，③加設(shè)爆炸卸壓裝置，④惰性化處理。（1）防止點(diǎn)火源自燃。其反措主要指積粉自燃，如煤粉倉壁的平滑，風(fēng)粉管道及擋板的布置要避免煤粉聚集，運(yùn)行中控制風(fēng)粉溫度及檢修前放粉等。（2）提高煤粉倉及制粉系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)強(qiáng)度。雖然制粉系統(tǒng)防爆反事故措施的基點(diǎn)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(shí)際上沒有根絕。要避免事故擴(kuò)大，當(dāng)前結(jié)構(gòu)強(qiáng)度的問題應(yīng)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(qiáng)度不足的結(jié)果。粉倉頂是由9塊厚6cm的水泥預(yù)制板加2～4cm水泥抹面（并無鋼筋、螺栓固定）組成，計(jì)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(qiáng)度嚴(yán)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(jì)算壓力為150kPa，而美國防爆規(guī)程規(guī)定，除制粉系統(tǒng)啟動(dòng)、運(yùn)行中均勻充滿惰性氣體的情況外，制粉系統(tǒng)的設(shè)計(jì)壓力應(yīng)大于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(yùn)行工作者應(yīng)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(qiáng)度。（3）保持防爆門的防爆功能。試驗(yàn)表明容器中可燃粉塵點(diǎn)燃引爆后，防爆門動(dòng)作壓力、卸壓面積，可燃粉塵特性值與爆后實(shí)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，有長排氣管的防爆門已不能達(dá)到防止容器損壞的目的。因此必須按設(shè)計(jì)要求布置足量的防爆門，并控制防爆門的卸壓動(dòng)作壓力。此外，多數(shù)磨煤機(jī)防爆門與排粉機(jī)出口風(fēng)箱防爆門位于零米層上部，一旦動(dòng)作后從排放口噴出的火焰極易燒損附近的電纜，應(yīng)注意防范。（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(huì)減少混合物的爆炸危險(xiǎn)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(shí)的含最高允許氧量為14％，事實(shí)上用爐煙干燥的制粉系統(tǒng)較少發(fā)生爆炸，而引進(jìn)的中速磨制粉系統(tǒng)雖不設(shè)防爆門，除在設(shè)計(jì)上提高設(shè)計(jì)抗爆強(qiáng)度外，還在磨煤機(jī)上裝設(shè)了通入惰性氣體（一般為氮?dú)猓┑墓芙?，并?guī)定，制粉系統(tǒng)帶負(fù)荷跳閘時(shí)，應(yīng)通惰性氣體，一直到磨煤機(jī)溫度低于66℃或?qū)⑹Ｃ号趴諡橹?。此點(diǎn)應(yīng)引起各方面重視以免誤事。第四節(jié)受熱面燒損及預(yù)防一、鍋爐受熱面燒損的原因二、防止尾部煙道再燃燒的措施一、鍋爐受熱面燒損的原因鍋爐受熱面是將煙氣中的熱量傳遞給汽、水、空氣的界面，在沒有汽、水、空氣這些冷卻介質(zhì)時(shí)，受熱面的溫度便會(huì)很快接近或達(dá)到煙溫。煤、油正常燃燒可能達(dá)到的溫度為1500℃～1600℃，高于鋼鐵的熔點(diǎn)，由此引起的鋼材熔融、氧化稱為燒損。一臺(tái)670t/h爐為了停爐保養(yǎng)烘干過熱器內(nèi)的積水，錯(cuò)誤的點(diǎn)油槍升溫，由于當(dāng)時(shí)水冷壁無水，不久水冷壁管被燒穿，當(dāng)然這樣的例子是極個(gè)別的。發(fā)生在發(fā)電廠中受熱面燒損離主要是空氣預(yù)熱器及省煤器受熱面燒損（也有過電氣除塵器燒損的報(bào)導(dǎo)），通常稱為鍋爐尾部煙道再燃燒，或稱二次燃燒，見圖43圖437。一臺(tái)2008t/h鍋爐在調(diào)試過程中先后于1995年10月13日和11月20日發(fā)生空氣預(yù)熱器著火，兩臺(tái)空預(yù)器傳熱元件遭受不同程度的損壞。究其原因是爐膛內(nèi)未燃燒的可燃油垢（炭黑和油滴）沉積在尾部受熱面上。當(dāng)溫度與氧量條件合適，便自燃起火。緊急停爐后空氣預(yù)熱器停轉(zhuǎn)，從關(guān)不嚴(yán)的煙、風(fēng)擋板漏入空氣等，常常是促進(jìn)油垢著火的原因。二、防止尾部煙道再燃燒的措施鍋爐尾部煙道再燃燒的主要原因是爐膛燃燒惡化，特別是啟動(dòng)和帶低負(fù)荷期間燃燒不完全，可燃物帶至鍋爐尾部并在那兒聚集。防范措施包括防止可燃物沉積以及著火后的撲救兩部分。通常包括，①油槍投用前應(yīng)逐個(gè)試點(diǎn)火，點(diǎn)火成功后再調(diào)試自動(dòng)點(diǎn)火，避免盲目試點(diǎn)火；②點(diǎn)火不著10～30s內(nèi)停槍，最好退出油槍倒出管內(nèi)存油，以免殘油入爐；③用好油槍根部風(fēng)，保持油槍冷卻，維持油槍良好的霧化功能以控制低負(fù)荷階段油霧的完全燃燒；④鍋爐點(diǎn)火前，空氣預(yù)熱器蒸汽吹灰、水沖洗（或消防水）裝置必須投用（有的水沖洗裝置在預(yù)熱器停轉(zhuǎn)后不能覆蓋全部受熱面，應(yīng)該改進(jìn)）；⑤發(fā)現(xiàn)排煙溫度異常升高等再燃燒現(xiàn)象時(shí)，要及時(shí)正確處理確保省煤器與鋼結(jié)構(gòu)的冷卻，防止事故擴(kuò)大；⑥長期低負(fù)荷燃油要考慮熱堿水沖洗方案。第五節(jié)防止鍋爐承壓部件的損傷一、爐外承壓部件的損壞二、防止磨損三、防止管壁過熱損壞四、防止受熱面疲勞損壞五、防止人員責(zé)任引起的承壓部件損壞鍋爐承壓部件的爆漏是大型火電機(jī)組強(qiáng)迫停用的主要原因，占鍋爐機(jī)組強(qiáng)迫停用次數(shù)的82％，強(qiáng)迫停用時(shí)間的78％。因而預(yù)防鍋爐承壓部件損壞，有其明顯的經(jīng)濟(jì)效益。本節(jié)敘述的是鍋爐承壓部件因各種原因，使管壁不能承受內(nèi)壓應(yīng)力而發(fā)生的爆漏。通常是指管壁的局部應(yīng)力超過材料的屈服極限、持久強(qiáng)度，包括管壁磨損、腐蝕、侵蝕減薄使應(yīng)力升高的因素，包括管壁溫度升高材料組織發(fā)生變化而使材料強(qiáng)度下降的因素，以及附加應(yīng)力或交變應(yīng)力的存在使管壁爆漏等。其中受熱面內(nèi)、外壁腐蝕因涉及化學(xué)專業(yè)，修復(fù)工作量一般較大，同時(shí)發(fā)生在一大批承壓部件上，所以另節(jié)敘述。一、爐外承壓部件的損壞鍋爐爐外承壓部件的損壞，雖然為數(shù)不多，因其涉及人身安全，故必須引起電廠安全工作者的重視。國內(nèi)外事故統(tǒng)計(jì)表明，飽和汽水混合物管道、主蒸汽管道及超臨界壓力鍋爐下輻射區(qū)聯(lián)絡(luò)管彎頭以及汽水聯(lián)箱封頭、手孔堵是鍋爐爐外承壓部件的薄弱環(huán)節(jié)。就彎頭而言，分析表明，在內(nèi)壓作用下彎頭橢圓斷面上存在三個(gè)高應(yīng)力區(qū)（見圖438）。汽水管道彎頭內(nèi)表的兩個(gè)高應(yīng)力區(qū)，在鍋爐啟停、溫度變化其局部應(yīng)力超過材料屈服極限時(shí)，表面原有的磁性氧化鐵保護(hù)膜會(huì)損壞，在含氧水的作用下再次氧化造膜，如此反復(fù)，形成應(yīng)力腐蝕疲勞破壞。因其發(fā)生在內(nèi)壁不易發(fā)現(xiàn)，且因?yàn)橛卸€(gè)薄弱點(diǎn)，一般爆破口較大；對(duì)于主汽或再熱器管道，外表的高應(yīng)力區(qū)促進(jìn)高溫蠕變的發(fā)展，較早發(fā)生蠕變孔洞或蠕變裂紋而提前損壞（見圖438）。一些早期蘇聯(lián)和國內(nèi)生產(chǎn)的平封頭聯(lián)箱及手孔堵，不適當(dāng)?shù)脑诠芏硕螒?yīng)力區(qū)采用未焊透的焊接結(jié)構(gòu)，也容易發(fā)生應(yīng)力腐蝕疲勞裂紋。從而構(gòu)成了爐外承壓部件的薄弱環(huán)節(jié)。對(duì)此類運(yùn)行年久的鍋爐，備必重視爐外承壓部件的損壞問題。防止?fàn)t外承壓部件損壞，應(yīng)采取如下防范措施：①制作管道彎頭要嚴(yán)格控制彎頭不圓度，必要時(shí)增加壁厚，采用回火工藝以消除冷彎時(shí)引起的加工硬化與殘余應(yīng)力；②對(duì)于已運(yùn)行多年的鍋爐，汽水管道不圓度超過8％的彎頭，在鍋爐啟停次數(shù)超過允許值時(shí)，要加強(qiáng)彎頭內(nèi)表面的檢查。③主蒸汽、再熱汽管道要重點(diǎn)監(jiān)視彎頭的外弧側(cè)外表的微裂紋，對(duì)10－14MPa，510℃～540℃參數(shù)的φ133φ1941φ2191φ273φ32522的12Cr1MoV主汽管和導(dǎo)汽管，以及φ42617Cr1MoV再熱汽管要重點(diǎn)檢查。④要改善停爐保護(hù)工作，認(rèn)真控制化學(xué)清洗工作的質(zhì)量。⑤要加強(qiáng)金屬監(jiān)督，防止錯(cuò)用鋼材、焊接缺陷擴(kuò)展和法蘭螺栓斷裂。二、防止磨損鍋爐承壓部件磨損是一種機(jī)械性損壞，一般有四種形式：即飛灰磨損、吹灰器磨損、落渣磨損與煤粒磨損。磨損使管壁減薄，當(dāng)管壁應(yīng)力超過材料的屈服極限時(shí)，管子爆破。近年來采用小管徑、小節(jié)距、高煙速以減少省煤器體積及鋼材消耗的做法已逐步淘汰。當(dāng)前飛灰磨損主要發(fā)生在煙氣走廊地帶、管排不均勻處及導(dǎo)流板異常位移處。加強(qiáng)防磨、防爆檢查，避免爐墻漏風(fēng)以及正確使用與維護(hù)防磨裝置是防止飛灰磨損的主要措施，中國電力出版社出版的《防止電力生產(chǎn)重大事故安全系列片》第三集有形象化的描述，值得一看。吹灰介質(zhì)（空氣或蒸汽）帶水，吹灰器卡澀在一個(gè)位置上不動(dòng)以及吹灰器定位不當(dāng)是吹灰磨損管壁變薄的主要原因。吹灰操作程控，吹灰器位置的正確信號(hào)顯示及采用其他吹灰方式清潔受熱面是解決吹灰器磨損的途徑。鍋爐冷灰斗斜面被爐膛上部下落的灰渣沖刷使冷灰斗邊排管壁爆管的事故還不多見，一旦發(fā)現(xiàn)防范措施是在此部份管壁上堆焊防磨層或加焊防磨棒。煤粒磨損主要發(fā)生在噴燃器出口處。主要原因是噴口位置不正確，防磨保護(hù)層磨耗、脫落或管排異常變形。三、防止管壁過熱損壞管壁在高溫?zé)煔庵惺軣?，如果得不到可靠的冷卻，其運(yùn)行溫度超過設(shè)計(jì)值或超過運(yùn)行時(shí)限發(fā)生損壞，稱為過熱。短期過熱造成的損壞是因高溫使管材強(qiáng)度下降，例如管子內(nèi)部堵塞，缺水、水循環(huán)破壞或膜態(tài)沸騰等，大部分短期過熱損壞處會(huì)呈現(xiàn)明顯的延伸和收縮變形，在破裂處呈現(xiàn)刀刃狀邊緣；只有當(dāng)過熱溫度超過相變溫度AC3，鋼材的鐵素體轉(zhuǎn)變?yōu)閵W氏體時(shí)，管壁減薄才不明顯。高溫蠕變或稱中、長期過熱是因?yàn)殇摬拈L期工作在蠕變溫度以上，金相組織發(fā)生變化；包括：珠光體球化，碳鋼和鉬鋼的石墨化，碳化物聚集，奧氏體鋼發(fā)生σ相沉淀等，從而降低了金屬的晶間強(qiáng)度而損壞。這種損壞管壁沒有明顯減薄，厚唇狀破口是高溫蠕變的特性。短期過熱損壞有不同的起因，防范措施亦因此而不同。一般的要求是，應(yīng)建立防止作業(yè)工具、切削悄粒以及焊渣進(jìn)入管段的檢修工藝，建立防止汽包低水位及過量使用減溫水導(dǎo)致過熱器管內(nèi)出現(xiàn)水塞的操作規(guī)程。高溫蠕變的原因差異更大，一般情況下，首先要弄清是汽溫長期超溫、個(gè)別蛇形管超溫、還是爐內(nèi)管壁超溫；弄清是因?yàn)闊崃ζ睢⑺ζ钸€是結(jié)構(gòu)偏差引起的蛇形