安全生产技术第三章第三节 锅炉安全技术

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第三节 锅炉安全技术

• 一、锅炉基础知识
  • 1.锅炉
    • 1.定义：指利用燃料燃烧释放的热能或其他热能加热水或其他工质，以生产规定参数和品质的蒸汽、热水或其他工质的设备。
    • 2.锅：锅筒、水冷壁、过热器、对流管束、省煤器
    • 3炉：炉膛和烟道，如炉墙和燃烧设备等
  • 2.锅炉工作原理
    • （1）工作过程：燃料燃烧→传热→水的加热、汽化。
    • （2）工作系统：主要通过汽水系统和燃烧系统实现。
  • 3.锅炉工作特性
    • （1）爆炸危害性
    • （2）易于损坏性
    • （3）使用广泛性
    • （4）连续运行性
  • 4.锅炉的分类
    • （1）按用途分为电站锅炉、工业锅炉。
    • （2）按载热介质分为蒸汽锅炉、热水锅炉和有机热载体锅炉。
    • （3）按燃烧方式分为层燃炉、室燃炉、旋风炉和流化床燃烧锅炉。
• 二、锅炉事故
  • （一）锅炉事故应急措施
    • （1）司炉人员立即判断和查明原因，并及时进行处理。
    • （2）发生锅炉爆炸事故时，必须设法躲避危险物，爆炸停止后立即查看是否有伤亡人员，并进行救助。
    • （3）发生锅炉重大事故的应急处置：切断燃料供给、消除明火环境、限制复燃温度、截断系统联系。
  • （二）锅炉事故及预防
    • 1.锅炉爆炸事故
      • （1）水蒸气爆炸
      • （2）超压爆炸：小型锅炉最常见的爆炸情况之一。
      • （3）缺陷导致爆炸
      • （4）严重缺水导致爆炸
    • 2.缺水事故
      • 锅炉缺水的表现
        • 水位表内往往看不到水位，表内发白发亮。
        • 过热蒸汽温度升高。
        • 给水流量不正常小于蒸汽流量。
      • 锅炉缺水的处理
        • 叫水操作要求
          • ①打开水位表的放水旋塞冲洗汽连管和水连管。
          • ②关闭水位表汽连管旋塞和放水旋塞。
          • ③如有水位出现则为“轻微缺水”。
          • ④如未有水位出现为“严重缺水”。
        • 轻微缺水
          • ①可立即向锅炉上水，使水位恢复正常。
          • ②如果上水后水位仍不能恢复正常，应立即停炉检查。
        • 严重缺水
          • ①必须紧急停炉，严禁给锅炉上水。
          • ②容水量小的电站锅炉或其他锅炉，最高火界在水连管以上的锅壳锅炉，一旦发现缺水，应立即停炉。
    • 3.满水事故
      • 锅炉满水的表现
        • 锅炉满水时一般也看不到水位，且表内发黄发暗。
        • 过热蒸汽温度降低。
        • 给水流量不正常大于蒸汽流量。
        • 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，主要危害是降低蒸汽品质，损害以致破坏过热器。
      • 锅炉满水的处理
        • ①先冲洗水位表，确认水位表是否存有故障。
        • ②确认满水后应立即关闭给水阀停止向锅炉上水。
        • ③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。④待水位恢复正常后，关闭排污阀及各疏水阀。
    • 4.汽水共腾
      • 汽水共腾的表现
        • 过热蒸汽温度急剧下降，蒸汽管道内发生水冲击。
        • 导致蒸汽带水，降低蒸汽品质。
      • 形成汽水共腾原因
        • ①锅水品质太差：锅水中悬浮物或含盐量太高，碱度过高。
        • ②负荷增加和压力降低过快。
      • 汽水共腾的处理
        • ①减弱燃烧力度，降低负荷，关小主汽阀。
        • ②加强蒸汽管道和过热器的疏水。
        • ③全开连续排污阀，并打开定期排污阀放水。
        • ④同时上水，以改善锅水的品质。
    • 5.锅炉爆管
      • 锅炉爆管的表现
        • 炉管爆破时，水位降低，蒸汽及给水压力下降。
        • 负压减小，燃烧不稳，给水流量明显大于蒸汽流量。
      • 爆管处理：炉管爆破时，通常必须紧急停炉修理。
    • 6.省煤器损坏
      • 省煤器损坏的表现
        • 给水流量不正常的大于蒸汽流量。
        • 锅炉水位下降，过热蒸汽温度上升。
        • 省煤器损坏会造成锅炉缺水而被迫停炉。
      • 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。
    • 7.过热器损坏
      • 过热器损坏的表现
        • 蒸汽流量明显下降，且不正常的小于给水流量。
        • 过热蒸汽温度上升，压力下降。
        • 炉膛负压减小，过热器后的烟气温度降低。
      • 过热器损坏处理：过热器损坏通常必须停炉后进行修理。
    • 8.水击事故
      • 现象：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。
      • 水击事故的后果
        • 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。
      • 易于产生水击的部位
        • 给水管道
        • 省煤器
        • 过热器
        • 锅筒等
      • 水击事故的预防与处理
        • ①给水管道和省煤器管道阀门启闭不应过于频繁，开闭应缓慢。
        • ②对于可分式省煤器出口水温要严格控制，使之低于同压力下的饱和温度40℃。
        • ③防止满水和汽水共腾事故，暖管之前应彻底疏水。
        • ④上锅筒进水速度应缓慢，下锅筒进汽速度也应缓慢。
    • 9.炉膛爆炸事故
      • 分类
        • 正压爆炸：即燃烧爆炸，可燃性混合物瞬间燃爆。
        • 负压爆炸：送风机停转，引风机运转造成压力急降。
      • 炉膛爆炸（外爆）应具备的条件
        • ①燃料必须以游离状态存在于炉膛中。
        • ②燃料和空气的混合物达到爆燃的浓度。
        • ③有足够的点火能源。
      • 炉膛外爆常发生于燃油、燃气、燃煤粉的锅炉。
      • 炉膛爆炸的主要原因：在运行过程中操作人员误判断、误操作，此类事故占炉膛爆炸事故总数的90%以上。
      • 炉膛爆炸的预防措施
        • 在启动锅炉点火时要认真按操作规程进行点火。
        • 严禁采用“爆燃法”，点火失败后，应先通风吹扫5-10min，然后才能重新点火。
    • 10.尾部烟道二次燃烧
      • （1）尾部烟道二次燃烧事故结果
        • 烟道尾部二次燃烧主要发生在燃油锅炉上。
        • 尾部烟道二次燃烧常将空气预热器、省煤器破坏。
      • （2）尾部烟道二次燃烧事故原因
        • ①可燃物在尾部烟道积存。
        • ②可燃物达到着火的温度。
        • ③保持一定空气的含量。
    • 11.锅炉结渣
      • （1）锅炉结渣结果
        • 使受热面吸热能力减弱，降低锅炉的出力和效率。
        • 造成过热蒸汽温度变化，使过热器金属超温。
      • （2）锅炉结渣的原因
        • 煤的灰渣熔点低
        • 燃烧设备设计不合理
        • 运行操作不当。
      • （3）锅炉结渣预防
        • ①在设计上要控制炉膛燃烧热负荷。控制炉膛出口温度，使之不超过灰渣变形温度。控制水冷壁间距不要太大，应把炉膛出口处受热面管距拉开。
        • ②避免超负荷运行，避免火焰偏斜和火焰冲墙。
        • ③控制送煤量，均匀送煤，及时调整燃料层和煤层厚度。
        • ④清渣应在负荷较低、燃烧稳定时进行。
• 三、锅炉安全技术
  • （一）锅炉使用安全管理
    • 1.使用许可厂家的合格产品
    • 2.登记建档
    • 3.专责管理
    • 4.建立制度（管理制度和操作规程）
    • 5.持证上岗:锅炉司炉、水质化验人员，应接受专业技术培训，持证上岗。
    • 6.定期检验
    • 7.监控水质
  • (二）检验周期
    • ①外部检验：一般每年进行一次。
    • ②内部检验：一般每2年进行一次。首次内部检验在锅炉投入运行后一年进行。
    • ③水压试验：因结构原因无法内检时，每3年进行一次。
  • （三）锅炉安全附件
    • 1.安全阀
      • ①安全阀每年至少校验一次，
      • ②安全阀经校验后，应加锁或铅封。
      • ③使用单位应定期对安全阀做手动或自动排放试验。
      • ④每台锅炉至少应装设两个安全阀。
      • ⑤安全阀应垂直安装，安装在锅筒、集箱的最高位置。
      • ⑥严禁通过任何形式任意提高安全阀整定压力。
      • ⑦锅炉运行中安全阀严禁解列。
    • 2.压力表
      • ①压力表应每半年对其校验一次，并铅封完好。
      • ②压力表精确度应当不低于2.5级，对于A级锅炉，压力表的精确度应当不低于1.6级。
      • ③压力表的量程在工作压力的1.5-3倍（2倍为最宜）。
      • ④表盘直径应≥100mm，且应有最高工作压力红线。
      • ⑤压力表的组成包括压力表、存水弯管、三通旋塞。
    • 3.水位测量与示控装置
      • ①每台蒸汽锅炉锅筒至少应当装设两个独立的直读式水位表。
      • ②水位表应当有放水阀门和接到安全地点的放水管。
      • ③玻璃管式水位计应有防护装置，
    • 4.温度测量装置
    • 5.保护装置
      • 超温报警和联锁保护装置
      • 高低水位报警和低水位联锁保护装置
      • 超压报警装置
      • 锅炉熄火保护装置。
    • 6.排污阀和放水装置
    • 7.防爆门: 为防止炉膛和尾部烟道再次燃烧造成破坏，常采用在炉膛和烟道易爆处装设防爆门。
    • 8.锅炉自动控制装置
  • （四）锅炉使用安全技术
    • 1.锅炉启动步骤
      • （1）检查准备：新装、移装和检修后的锅炉，启动前全面检查。
      • （2）上水：温度最高不超过90℃，水温与筒壁温差不超过50℃。
      • （3）烘炉与煮炉：新装、移装、大修或长期停用的锅炉，在上水后，启动前必须进行烘炉，在正式启动前必须进行煮炉。连续停用三个月以上的锅炉应进行暖炉。
      • （4）点火升压：层燃炉用木材引火，严禁挥发性强的油类或易燃物引火。
      • （5）暖管与并汽 暖管：避免向冷态或较低温度的管道突然供蒸汽。 并汽：新投入运行的锅炉向共用的蒸汽母管供汽。
      • 注：并汽前应减弱燃烧，打开蒸汽管道上的所有疏水阀。
    • 2.点火升压阶段的安全注意事项
      • （1）防止炉膛爆炸
        • ①点火前用引风机通风或自然通风5-10min。
        • ②应先送风，之后投入点燃火炬，最后送入燃料。
      • （2）控制升温升压速度
      • （3）严密监视和调整仪表
      • （4）保证强制流动受热面的可靠冷却
        • ①过热器：开启过热器出口疏水阀、对空排气阀。
        • ②省煤器：通过省煤器与锅筒间连接再循环管。
    • 3.锅炉正常运行中的监督调节
      • （1）锅炉水位的监督调节
        • ①锅炉水位应经常保持在正常水位线处，并允许在正常水位线上下50mm内波动。
        • ②水位变化波动与气压、负荷、蒸发量的变化密切相关。
        • ③低负荷运行时，水位应稍高于正常水位。
        • ④高负荷运行时，水位应稍低于正常水位。
      • （2）锅炉气压的监督调节
        • ①锅炉气压的变动通常是由于负荷变动引起的，当锅炉蒸发量和负荷不相等时，气压就要变动。当负荷小于蒸发量，气压就上升。
        • ②当负荷大于蒸发量，气压就下降。
        • ③调节锅炉气压就是调节其蒸发量，而蒸发量的调节是通过燃烧调节和给水调节来实现的。
      • （3）气温的调节
      • （4）燃烧的监督调节：使燃烧供热适应负荷的要求，维持气压稳定。
      • （5）排污和吹灰
        • ①内部清理（排污）：避免汽水共腾、蒸汽品质恶化。
        • ②外部清理（吹灰）：避免降低效率，影响运行工况。
    • 4.停炉及停炉保养
      • （1）停炉正常停炉的次序
        • ①先停燃料供应，随之停止送风、减少引风。
        • ②同时逐渐降低锅炉负荷，相应减少锅炉上水，但应维持锅炉中的水位稍高于正常水位。
        • ③锅炉停火后，引风机至少继续引风5min以上。
        • ④防止过热器金属超温，可打开过热器出口集箱疏水阀。
        • ⑤停炉时应打开省煤器旁通烟道，关闭省煤器再循环管，但锅炉进水仍需经省煤器。
        • ⑥正常停炉4-6h内，应紧闭炉门和烟道挡板。
        • ⑦停炉18-24h，在锅炉水温降至70℃以下，方可放水。
      • （2）锅炉紧急停炉的次序
        • ①立即停止添加燃料和送风，减弱引风。
        • ②与此同时，设法熄灭炉膛内的燃料，对于一般层燃炉可以用沙土或湿灰灭火。
        • ③灭火后立即打开炉门、灰门及烟道挡板，通风冷却。
        • ④锅水冷却70℃左右允许排水。
        • ⑤因缺水紧急停炉时，严禁给锅炉上水，并不得开启空气阀及安全阀快速降压。
      • （3）停炉保养
        • 停炉保养主要指锅内保养，即汽水系统内部为避免或减轻腐蚀而进行的防护保养。
        • 保养方式
          • ①压力保养：停炉时间不超过一周时。
          • ②湿法保养：停炉时间不超过一个月。
          • ③干法保养：锅炉停用的时间较长的。
          • ④充气保养：锅炉长期处于停止运行。