安全生产技术精讲班第25讲讲义
三、锅炉常见的事故及预防
锅炉使用过程中的常见事故
【大纲考试内容要求】：
1. 掌握锅炉使用过程中的常见事故和应采取的应急措施。
2. 掌握锅炉事故主要原因及预防措施。
【教材内容】：
P154
三、锅炉常见的事故及预防
(一)典型锅炉事故及预防
1.锅炉爆炸事故
1)水蒸气爆炸
锅炉中容纳水及水蒸气较多的大型部件，如锅筒及水冷壁集箱等，在正常工作时，或者处于水、汽两相共存的饱和状态，或者是充满了饱和水，容器内的压力则等于或接近锅炉的工作压力，水的温度则是该压力对应的饱和温度。一旦该容器破裂，容器内液面上的压力瞬即下降为大气压力，与大气压力相对应的水的饱和温度是100℃。原工作压力下高于100℃的饱和水此时成了极不稳定、在大气压力下难于存在的“过饱和水”，其中的一部分即瞬时汽化，体积骤然膨胀许多倍，在容器周围空间形成爆炸。
2)超压爆炸
超压爆炸指由于安全阀、压力表不齐全、损坏或装设错误，操作人员擅离岗位或放弃监视责任，关闭或关小出汽通道，无承压能力的生活锅炉改作承压蒸气锅炉等原因，致使锅炉主要承压部件筒体、封头、管板、炉胆等承受的压力超过其承载能力而造成的锅炉爆炸。
超压爆炸是小型锅炉最常见的爆炸情况之一。预防这类爆炸的主要措施是加强运行管理。
3)缺陷导致爆炸
缺陷导致爆炸指锅炉承受的压力并未超过额定压力，但因锅炉主要承压部件出现裂纹、严重变形、腐蚀、组织变化等情况，导致主要承压部件丧失承载能力，突然大面积破裂爆炸。
缺陷导致的爆炸也是锅炉常见的爆炸情况之一。预防这类爆炸，除加强锅炉的设计、制造、安装、运行中的质量控制和安全监察外，还应加强锅炉检验，发现锅炉缺陷及时处理，避免锅炉主要承压部件带缺陷运行。
4)严重缺水导致爆炸
锅炉的主要承压部件如锅筒、封头、管板、炉胆等，不少是直接受火焰加热的。锅炉一旦严重缺水，上述主要受压部件得不到正常冷却，甚至被烧，金属温度急剧上升甚至被烧红。在这样的缺水情况下是严禁加水的，应立即停炉。如给严重缺水的锅炉上水，往往酿成爆炸事故。长时间缺水干烧的锅炉也会爆炸。
防止这类爆炸的主要措施也是加强运行管理。

 
2.锅炉重大事故
2.锅炉重大事故
1)缺水事故
(1)锅炉缺水的后果。当锅炉水位低于水位表最低安全水位刻度线时，即形成了锅炉缺水事故。锅炉缺水时，水位表内往往看不到水位，表内发白发亮；低水位警报器动作并发出警报；过热蒸汽温度升高；给水流量不正常地小于蒸汽流量。锅炉缺水是锅炉运行中最常见的事故之一，常常造成严重后果。严重缺水会使锅炉蒸发受热面管子过热变形甚至烧塌，胀口渗漏，胀管脱落，受热面钢材过热或过烧，降低或丧失承载能力，管子爆破，炉墙损坏。锅炉缺水万一处理不当，甚至导致锅炉爆炸事故。
(2)常见的缺水原因有以下几种。
①运行人员疏忽大意，对水位监视不严；或者运行人员擅离职守，放弃了对水位及其他仪表的监视；
②水位表故障造成假水位而运行人员未及时发现；   
③水位报警器或给水自动调节器失灵而又未及时发现；
④给水设备或给水管路故障，无法给水或水量不足；
⑤运行人员排污后忘记关排污阀，或者排污阀泄漏；
⑥水冷壁、对流管束或省煤器管子爆破漏水。
（3)锅炉缺水的处理。发现锅炉缺水时，应首先判断是轻微缺水还是严重缺水，然后酌情予以不同的处理。通常判断缺水程度的方法是“叫水”。 “叫水”的操作方法是：打开水位表的放水旋塞冲洗汽连管及水连管，关闭水位表的汽连接管旋塞，关闭放水旋塞。如果此时水位表中有水位出现，则为轻微缺水。如果通过“叫水”水位表内仍无水位出现，说明水位已降到水连管以下甚至更严重，属于严重缺水。
轻微缺水时，可以立即向锅炉上水，使水位恢复正常。如果上水后水位仍不能恢复正常，即应立即停炉检查。严重缺水时，必须紧急停炉。在未判定缺水程度或者已判定属于严重缺水的情况下，严禁给锅炉上水，以免造成锅炉爆炸事故。
“叫水”操作一般只适用于相对容水量较大的小型锅炉，不适用于相对容水量很小的电站锅炉或其他锅炉。对相对容水量小的电站锅炉或其他锅炉，对最高火界在水连管以上的锅壳锅炉，一旦发现缺水即应紧急停炉。
2)满水事故
(1)锅炉满水的后果。锅炉水位高于水位表最高安全水位刻度线的现象，称为锅炉满水。锅炉满水时，水位表内也往往看不到水位，但表内发暗，这是满水与缺水的重要区别。满水发生后，高水位报警器动作并发出警报，过热蒸汽温度降低，给水流量不正常地大于蒸汽流量。严重满水时，锅水可进入蒸汽管道和过热器，造成水击及过热器结垢。因而满水的主要危害是降低蒸汽品质，损害以致破坏过热器。
(2)常见的满水原因。
①运行人员疏忽大意，对水位监视不严，或者运行人员擅离职守，放弃了对水位及其他仪表的监视；
②水位表故障造成假水位而运行人员未及时发现；
③水位报警器及给水自动调节器失灵而又未能及时发现等。
(3)锅炉满水的处理。发现锅炉满水后，应冲洗水位表，检查水位表有无故障；一旦确认满水，应立即关闭给水阀停止向锅炉上水，启用省煤器再循环管路，减弱燃烧，开启排污阀及过热器、蒸汽管道上的疏水阀；待水位恢复正常后，关闭排污阀及各疏水阀；查清事故原因并予以消除，恢复正常运行。如果满水时出现水击，则在恢复正常水位后，还须检查蒸汽管道、附件、支架等，确定无异常情况，才可恢复正常运行。
【例题】：锅炉出现缺水事故时，应采取的措施有：＿＿＿。(    )  
A. 立即补水                 
B. 进行“叫水”操作    
C. 严重缺水时应紧急停炉      
D. 轻微缺水时应紧急停炉 
E. 立即撤离
【答案】： B C
3)汽水共腾
(1)汽水共腾的后果。蒸发表面(水面)汽水共同升起，产生大量泡沫并上下波动翻腾的现象，叫汽水共腾。发生汽水共腾时，水位表内也出现泡沫，水位急剧波动，汽水界线难以分清；过热蒸汽温度急剧下降；严重时，蒸汽管道内发生水冲击。汽水共腾与满水一样，会使蒸汽带水，降低蒸汽品质，造成过热器结垢及水击振动，损坏过热器或影响用气设备的安全运行。
(2)形成汽水共腾原因。形成汽水共腾有两个方面的原因。一是锅水品质太差。由于给水品质差、排污不当等原因，造成锅水中悬浮物或含盐量太高，碱度过高。由于汽水分离，锅水表面层附近含盐浓度更高，锅水粘度很大，气泡上升阻力增大。在负荷增加、汽化加剧时，大量气泡被粘阻在锅水表面层附近来不及分离出去，形成大量泡沫，使锅水表面上下翻腾。二是负荷增加和压力降低过快。当水位高、负荷增加过快、压力降低过速时，会使水面汽化加剧，造成水面波动及蒸汽带水。
(3)汽水共腾的处理。发现汽水共腾时，应减弱燃烧，降低负荷，关小主汽阀；加强蒸汽管道和过热器的疏水；全开连续排污阎，并打开定期排污阀放水，同时上水，以改善锅水品质；待水质改善、水位清晰时，可逐渐恢复正常运行。

 
4)锅炉爆管
4)锅炉爆管
(1)爆管后果。炉管爆破指锅炉蒸发受热面管子在运行中爆破，包括水冷壁、对流管束管子爆破及烟管爆破。炉管爆破时，往往能听到爆破声，随之水位降低，蒸汽及给水压力下降，炉膛或烟道中有汽水喷出的声响，负压减小，燃烧不稳定，给水流量明显地大于蒸汽流量，有时还有其他比较明显的症状。
(2)爆管原因。
①水质不良、管子结垢并超温爆破；
②水循环故障；
③严重缺水；
④制造、运输、安装中管内落入异物，如钢球、木塞等；
⑤烟气磨损导致管壁减薄；
⑥运行或停炉的管壁因腐蚀而减薄；
⑦管子膨胀受阻碍，由于热应力造成裂纹；
⑧吹灰不当造成管壁减薄；
⑨管树缺陷或焊接缺陷在运行中发展扩大。
(3)爆管处理。炉管爆破时，通常必须紧急停炉修理。由于导致炉管爆破的原因很多，有时往往是几方面的因素共同影响而造成事故，因而防止炉管爆破也必须从搞好锅炉设计、制造、安装、运行管理、检验等各个环节入手。
5)省煤器损坏
(1)省煤器损坏后果。省煤器损坏指由于省煤器管子破裂或省煤器其他零件损坏所造成的事故。省煤器损坏时，给水流量不正常地大于蒸汽流量；严重时，锅炉水位下降，过热蒸汽温度上升；省煤器烟道内有异常声响，烟道潮湿或漏水，排烟温度下降，烟气阻力增大，引风机电流增大。
省煤器损坏会造成锅炉缺水而被迫停炉。
(2)省煤器损坏原因。
①烟速过高或烟气含灰量过大，飞灰磨损严重；
②给水品质不符合要求，特别是未进行除氧，管子水侧被严重腐蚀；
③省煤器出口烟气温度低于其酸露点，在省煤器出口段烟气侧产生酸性腐蚀；
④材质缺陷或制造安装时的缺陷导致破裂；
⑤水击或炉膛、烟道爆炸剧烈振动省煤器并使之损坏等。
(3)省煤器损坏处理。省煤器损坏时，如能经直接上水管给锅炉上水，并使烟气经旁通烟道流出，则可不停炉进行省煤器修理，否则必须停炉进行修理。
6)过热器损坏
过热器损坏主要指过热器爆管。这种事故发生后，蒸汽流量明显下降，且不正常地小于给水流量；过热蒸汽温度上升压力下降；过热器附近有明显声响，炉膛负压减小，过热器后的烟气温度降低。过热器损坏的原因是：
(1)锅炉满水、汽水共腾或汽水分离效果差而造成过热器内进水结垢，导致过热爆管；
(2)受热偏差或流量偏差使个别过热器管子超温而爆管；
(3)启动、停炉时对过热器保护不善而导致过热爆管；
(4)工况变动(负荷变化、给水温度变化、燃料变化等)使过热蒸汽温度上升，造成金属超温爆管；
(5)材质缺陷或材质错用(如在需要用合金钢的过热器上错用了碳素钢)；
(6)制造或安装时的质量问题，特别是焊接缺陷；
(7)管内异物堵塞；
(8)被烟气中的飞灰严重磨损；
(9)吹灰不当损坏管壁等。
由于在锅炉受热面中过热器的使用温度最高，致使过热蒸汽温度变化的因素很多，相应地造成过热器超温的因素也很多。因此过热器损坏的原因比较复杂，往往和温度工况有关，在分析问题时需要综合各方面的因素考虑。
过热器损坏通常需要停炉修理。
7)水击事故
水在管道中流动时，因速度突然变化导致压力突然变化，形成压力波并在管道中传播的现象，叫水击。发生水击时管道承受的压力骤然升高，发生猛烈振动并发出巨大声响，常常造成管道、法兰、阀门等的损坏。
锅炉中易于产生水击的部位有：给水管道、省煤器、过热器等。给水管道的水击常常是由于管道阀门关闭或开启过快造成的。比如阀门突然关闭，高速流动的水突然受阻，其动压在瞬时间转变为静压，造成对内门、管道的强烈冲击。
省煤器管道的水击分两种情况：一种是省煤器内部分水变成了蒸汽，蒸汽与温度较低的(未饱和)水相遇时，水将蒸汽冷凝，原蒸汽区压力降低，使水速突然发生变化并造成水击；另一种则和给水管道的水击相同，是由阀门的突然启闭所造成的。
过热器管道的水击常发生在满水或汽水共腾事故中，在暖管时也可能出现。造成水击的原因是蒸汽管道中出现了水，水使部分蒸汽降温甚至冷凝，形成压力降低区，蒸汽携水向压力降低区流动，使水速突然变化而产生水击。
锅筒的水击也有两种情况：一是上锅筒内水位低于给水管出口而给水温度又较低时，大量低温进水造成蒸汽凝结，使压力降低而导致水击；二是下锅筒内采用蒸汽加热时，进汽速度太快，蒸汽迅速冷凝形成低压区，造成水击。
为了预防水击事故，给水管道和省煤器管道的阀门启闭不应过于频繁，启闭速度要缓慢；对可分式省煤器的出口水温要严格控制，使之低于同压力下的饱和温度40℃；防止满水和汽水共腾事故，暖管之前应彻底疏水；上锅筒进水速度应缓慢，下锅筒进汽速度也应缓慢。
发生水击时，除立即采取措施使之消除外，还应认真检查管道、阀门、法兰、支撑等，如无异常情况，才能使锅炉继续运行。
【例题】形成锅炉汽水共腾原因是（）。
A．锅筒严重缺水
B．锅水品质太差
C．水位计失效
D．负荷增加和压力降低过快
E．锅筒水位太高
【答案】BD