燃气锅炉火灾爆炸危险性分析及预防方法

燃气锅炉火灾爆炸危险性分析及预防方法

燃气锅炉火灾爆炸危险性分析及其预防措施

随着社会经济的高速发展，锅炉作为生产热能和动力的工艺设备，在现代工业、电力及人民生活中普遍使用，而燃气锅炉以它优质、环保、清洁的特点满足了人们对环境、安全、自动化的要求，所以很多工程已经采用了燃气锅炉作为其加热设备。但由于各种原因，燃气锅炉爆炸事故的频频发生，它不仅在经济方面造成大量损失，严重的使人们在身心甚至生命都受到胁。所以研究燃气锅炉爆炸危险性及其预防措施是十分必要的。一、燃气锅炉及其应用

1．1燃气锅炉结构简介

燃气锅炉包括燃气燃烧设备和锅炉本体两个系统。燃气燃烧设备主要指炉膛和燃烧器，也包括其他与燃烧过程有关的设备，它的主要作用是将一定数量的可燃气体和空气通入燃烧设备中，通过可燃气体的燃烧将化学能转变为热能，给锅炉本体提供持续的热能。锅炉本体就是借助燃烧设备提供的热能将水转化为水蒸汽，使其成为一定数量和质量（压力和湿度）的蒸汽。整个锅炉生产过程就是将一定数量的可燃气体和相应数量的空气送入炉内燃烧，燃烧所发出的热量传递给水，使水在定压下汽化而形成一定压力和温度的水蒸汽。1．2燃气锅炉的应用

燃气锅炉作为一种产生热能和动力的工艺设备，广泛地应用于电力、机械、化工、纺织造纸等工业部门及宾馆、居民区采暖供热等方面。我国北方城市由于需要采暖供热，在用锅炉数量更大。燃气锅炉已经逐步进入人们生活的周围。

2.燃气锅炉爆炸事故类型及其危害

燃气锅炉运行中的事故大致可分为三类：

（1）特大事故：锅炉中的主要受压部件——锅筒、管板等发生破裂爆炸的事故，这种事故常导致设备、厂房破坏和人身伤亡，造成重大损失。

（2）重大事故：燃气锅炉无法维持正常运行而被迫停炉的事故，如缺水事故、炉膛爆炸事故等。这类事故虽不象特大事故严重，但也常常造成设备、厂房损坏和人身伤亡，并使燃气锅炉被迫停运，导致用汽部门局部或全部停工停产，造成严重经济损失。

（3）一般事故：在运行中可以排除的事故或经过短暂停炉即可排除的事故，其影响和损失较小。燃气锅炉事故属于工业热灾害三种主要事故类型中造成损失最大的爆炸事故。主要可分为两种爆炸原因，一是炉膛爆炸，另一种是炉体爆炸。燃气锅炉发生爆炸事故频率较高。

3．燃气锅炉的火灾危险性分析

3．1燃气的危险特性

燃气锅炉的燃料是可燃气体，主要是天然气或煤气。天然气和煤气的主要成分都是甲烷，还搀杂一些简单的烷烃，这些组分都是高度易燃易爆的气体，天然气的爆炸下限为4%，煤气的爆炸下限为6.2%，极易发生爆炸事故。3．2炉膛爆炸火灾危险性

炉膛爆炸是由于可燃气体泄漏到炉膛内，与空气混合形成爆炸性混合物。当这种混合物处于爆炸极限范围时，一旦接触到合适的点火源，就会发生爆炸事故。随着化学变化，炉内气体压力瞬间剧增，产生的爆炸力超过结构强度，导致向外爆炸。由于在很短的时间内有限的容积内积累了大量的能量，锅炉的炉膛处于异常的高压或高温状态，引起周围介质的振动或邻近物质的破坏。炉膛爆炸主要由以下因素引起。

3．2．1点火不当

点火时，如启动操作不当，熄火后未及时切断吹扫可燃气体的气源和配气管，吹扫不彻底，打开阀门或被吹灭时未能点燃喷嘴，或其他可能导致炉内高浓度可燃气体大量积聚并处于爆炸极限内的情况，可燃气体会被再次点燃，引起爆炸。

3.2.2火焰不稳定并熄灭。

如果煤气燃烧器出力过大，火焰就会脱开燃烧器，发生脱火现象；相反出力过小，火焰就会缩回燃烧器内，发生回火现象，使锅炉运行中火焰不稳定而熄灭，由于炉膛呈炽热状态，达到或超过可燃气体与空气混合物的着火温度，且继续进可燃气体时，就有可能立即发生爆炸。

3．2．3设备不完善

因为阀门漏气，设备不完善，没有点火灭火保护装置和火焰检测装置，可燃气体充满炉内点火发生爆炸。3．2．4输气管道泄漏

由于燃气锅炉输气管道庞大，可燃气体消耗量大，有些管道已经存在老化、腐蚀的情况，如不注意管道的维护和检修，在输气过程中容易发生可燃气体泄露，而造成爆炸事故。

3．2．5操作失误

在锅炉运行时，有些事故是可以避免的，但事故依然发生了，主要原因是操作人员在锅炉运行时操作不合理，不按照规章制度操作，工作人员安全意识不足，工作不负责任，值班、检修不按规定进行，最终导致事故的发生。3．3炉体爆炸的火灾危险性

燃气锅炉炉体爆炸是由于锅炉设备材料质量问题，受压元件强度不够或者严重缺水，持续加热等因素造成的爆炸事故。

3．3．1燃气锅炉设计制造方面

设计不合理造成燃气锅炉结构上的缺陷；材料不符合要求；焊接质量粗糙；受压元件强度不够等，这些因素也是引起燃气锅炉爆炸的重要因素。

3.3.2锅炉内的水烧尽，引起爆炸。

在锅炉运行时，其中的水会被加热慢慢减少，当锅炉内的水过少甚至烧空时，可燃气体燃烧所释放的热能直接加热锅炉设备本身，造成炉体过热，发生爆炸事故。

由以上可看出燃气锅炉的爆炸火灾危险性大，因素多种多样。

4．利用预先分析法评价燃气锅炉火灾危险性

为了更清晰说明燃气锅炉的火灾危险性，下面用预先分析法进行分析讨论：（具体表格见下页）

燃气锅炉预先危险性分析

类型故障原因

1.燃料气体流入量太大。

危险等级措施

1.关小燃料气烟囱阀门。

冒黑烟

2.空气不足。

3、燃料气温度过低

4.炉管烧坏

2

2.打开进气阀，3。提高燃料气的温度，4。更换炉管。

出口温度

突然上涨

燃烧

燃油阀突然开得太大。

1.燃气压力不稳定。

2减小火焰

调节燃料气流量，稳定燃料气压力。

停炉，修理管道和干线。

1.联系加油站确保不稳定。2.燃料气体的温度上升和下降。

炉膛出口温度

爆炸突然下降

插座或干线突然中断。

2

3

燃料气

中断

1、炉温下降

2、熄火

2

供气

2、及时向炉膛通入蒸汽吹扫

炉管烧坏

1.高温气体腐蚀炉管。

2.工作压力太高。

3

3

紧急停机，根据不同情况。

1、点火前通蒸汽吹爆炸着火1、炉膛内有一定量燃烧气

而点火

2、操作不当，导致燃烧不

完全而产生过多可燃气体

3、超负荷运行，燃气。

多

锅炉材料元件受压强度不

爆炸

锅炉

足够地

爆炸着火

锅炉严重缺水

扫不少于30min,爆炸气分析成分

2、保证正常操作3、降低锅炉负荷3

锅炉使用前严格检查

在锅炉运行中经常监视，注意加水4

结果分析：从上表的燃气锅炉预先危险性分析可知预防燃气锅炉爆炸应从以下几方面加以注意：一是点火前的预防。在锅炉点火前，要确保锅炉的各项性能符合标准，做好安全检查工作。二是在锅炉运行中的合理操作和监督。这要求锅炉操作者有较强的责任心，能及时发现问题并合理解决。三是锅炉设备的定期维护。锅炉设备老化也是燃气锅炉爆炸危险性因素之一，也占事故中的一定比例5．事例分析燃气锅炉爆炸

案例1：

1990年4月22日6时15分，北京人民大会堂一台SZQ4—1．25型锅炉发生炉膛爆炸，炉体南、北侧和顶部发现有裂缝和部分凸起，炉膛保温层遭到破坏，锅炉房窗玻璃震坏，锅炉房外东院停车场一辆小汽车的后玻璃被击碎，另一辆汽车的尾灯玻璃也被击碎。 早上6点10分，锅炉房值班人员按规定启动引风机和鼓风机，排除炉内气体。约3-5分钟后，关闭鼓风机，打开电点火器电源，打开上下点火燃烧器阀门。此时由于司炉工没有认真操作，如果上点火燃烧器没有点火，先打开上主燃烧器的阀门，再打开下燃烧器的阀门。这时，炉内的气体已经达到了爆炸的临界点。主燃烧器一点着，炉子砰的一声爆炸了。由于主燃烧器煤气阀门只开了三次，进气量不大，加上炉体安全装置发挥作用，气浪主要从东面两个防爆门冲出，炉体没有损坏，但锅炉位于重要位置，影响和后果很大。

案例2：

2003年1月3日19时10分，山东省胜利油田管理局河口社区西区锅炉房，一台热煤气发生炉压力容器在调试运行阶段，因故障处理不当，使煤气发生炉夹套内壁顶板处的使用温度超温、材料开裂，发生爆炸，死亡6人，受伤3人，直接经济损失万元。

案例三：

2008年6月12日18时46分，泉州晋江市福建凤竹纺织科技有限公司导热油锅炉车间发生导热油喷溅起火，意外的爆炸使15名消防官兵不同程度烧伤。 工人们正在启动导热油锅炉车间的3#锅炉加热导热油。当导热油温度升至240时，经3#锅炉加热的导热油准备接入厂区导热油主管道时，当工作人员打开管道阀门时，由于阀门故障，导热油飞溅出来，立即汽化燃烧着火。

根据以上案例分析，事故原因如下：

1．司炉对业务不熟悉，工作不认真，虽然点火程序正确，但却因判断错误而误操作。2．锅炉启动时通气时间过断，不能使可燃气体浓度降到爆炸极限以下，造成爆炸事故。3．锅炉本身设备老化，不能正常工作，缺乏安全性。

4.设备维护保养不到位，存在的问题不能及时发现和解决，隐患存在时间长，危险性大。6.燃气锅炉火灾的预防措施

6．1锅炉质量要求

锅炉的设计、制造、安装、运行、检修、改造和检验必须符合《蒸汽锅炉安全技术监察规程》和《热水锅炉安全技术监察规程》。

6．2点火时的防火措施

（1）在点火前，由于燃气锅炉内已经充满了残留的可燃气体，所以在点火前，要做到先启动送、引风机强制通风5-10分钟，充分进行炉膛内的气体置换，清除炉膛内的可燃气体才能正常点火升压，一次点火未成功需要重新点火时，一定