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,系統進入全自動運行狀態,在正常運行到8時26分時,爐膛發生爆炸,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 蒸發量:6t/h 使用燃料:柴油
配置:德國Weishaupt RL11 輕油燃燒機 國產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
經宏觀檢驗,發現爆炸造成前煙箱左蓋板上部旋轉銷斷開,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;設置在煙囪接口處的防爆門彈開;未發現爐膽、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表面(火側)所有對接焊縫進行熒光磁粉檢測,未發現可記錄相關缺陷顯示;對爐膽對接焊縫的超聲波檢測,也未發現可記錄缺陷顯示;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,仍未發現相關缺陷顯示。以上對鍋爐的宏觀及無損檢測,發現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,發現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動鼓風葉輪及油泵。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(含進油和回油的關斷裝置) 13.節流孔 14.過濾器 15.回油調節器
17.回油壓力開關
對鍋爐燃燒器進行分步試運轉,首先啟動燃燒器風機-油泵馬達試運轉(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),噴油咀未見漏油現象;第二步,啟動燃燒器自動點火程序(不點火),程序運轉正常,即前吹風--風門打開--風門點火前關小至點火位置--在點火時油咀打開噴油正常;火焰監察器(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),發現有兩種接法,第一種是與端子15連接,即風機啟動電極就點火,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,結果為合格),使用同樣燃油的同一鍋爐房內另一臺爐點火燃燒正常。
3. 事故結論
綜合事故調查及技術檢驗試驗結果,對事故原因初步分析認為:這是一起燃燒器故障引發的爐膛爆炸事故。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揮發成可燃氣體,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。根據現場檢查、試驗的結果,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生為第一種情況。
4. 事故的預防措施及建議
4.1對鍋爐的燃燒、控制系統及油路系統加強日常的維護保養工作,出現異常情況要及
時查明原因,檢修調試正常,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。但因在該處設置防爆門技術要求較高,經常會出現漏火情況,多數鍋爐均未在該處設置防爆門,并且相關規程及國家標準也未要求設置。建議鍋爐制造廠設計、制造時應考慮加裝防爆門。
4.3正常運行操作中,如果出現兩次以上點火失敗,爐膛內積聚較多油氣的情況,應
先、手動啟動風機將油氣強制排出,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試時,盡量將點火時的噴油量調小,也可減少爐膛爆燃時的能
量。
作者單位:趙卓君 陳偉(深圳市特種設備安全檢驗研究院 廣東 518029)
李松生(深圳市基準熱能技術有限公司 廣東 518028)