工業爐爆炸事故分類及原因分析

任金英

山東省特檢院東營分院，山東東營 257000

1 燃燒爆炸

向已處于危險狀態的未燃物及因不完全燃燒產生的可燃性生成物上點火時，便會產生燃燒爆炸現象，燃燒爆炸一般發生在點火時、燃燒中、再點火時。對燃氣和燃油工業爐所發生的爆炸事故的分析結果表明，燃氣工業爐在點火時引起的爆炸約占總數的2/3，其中有半數是由于停爐時燃氣泄漏造成的，其余一半是由于操作人員為了省事在關閉主燃燒器的閥門時沒有同時關閉主管的安全切斷閥而引起的。燃料爆炸事故中，氣體燃料要占一大半以上。特別需要指出的是，用不完善的點火燒嘴去點燃主燒嘴時，也容易引起爆炸。燃燒過程中的爆炸約占爆炸事故的一半，其中一半是在燒嘴出現熄火時產生；其次是由于在空氣不足的情況下燃燒產生的CO、H2 等氣體又和空氣混合成為有爆炸危險的混合物，點火時引起的爆炸；其余的爆炸起因就是再次點火，其原因是再次點火前，沒用新鮮的空氣對爐內吹掃一段時間，將可能存在的可燃氣體清除。因此爐子非正常滅火后，應先關閉燃氣閥門，用新鮮空氣吹掃后再點火。否則再點火時容易引起爆炸。燃油或油氣共用的工業爐在點火時引起的爆炸約占1/4。其中大部分是因為幾次點火未點著，而沒有用空氣吹掃，再點火時引起了爆炸。也有許多運行中的燃氣或油氣共用的工業爐，由于沒有火焰檢測裝置，火焰脫火后沒有發現而引起爆炸。

燃氣工業爐內燃燒引起的燃氣爆炸事故，其原因和比例大致為：違反燃燒安全操作程序占60%；燃氣壓力過高或爐內負壓過大，發生燃燒器脫火占15%～20%；燃氣經不嚴密的切斷裝置漏入，使可燃混合物聚集在爐膛及煙道占10%～15%；由于不完全燃燒，在爐膛和煙道中發生爆炸占5%～10%。因此，違反操作規程而發生的燃氣爆炸事故最多。

2 可燃性保護氣氛的爆炸

在某些熱處理爐中，由于工藝的需要，需通入特殊的控制氣氛或保護氣氛，以實現無氧化加熱、滲碳、氮化處理及銅的釬焊等。這些工業爐除了供給用于加熱的燃料外，還要向爐內供應若干種類的可控氣氛。這些可控氣氛中的CO 和H2 當與空氣混合達到爆炸極限濃度內時，遇到明火將引起爆炸事故。 爆炸的危險性取決于可控氣氛中含有多少可燃性物質（CO、H2 有時還有CH4）可燃氣氛中的可燃成份在低溫時預先與空氣混合達到一定比例就可能形成爆炸性氣體。在此條件下遇到高于著火溫度的熱源就要爆炸，引發人身和設備安全事故。爆炸的形成需要三個條件同時存在，即可燃氣體、空氣和必要的溫度。如果可燃氣體和高溫同時存在（在高溫爐膛中的保護氣體就是處于這種狀態），但沒有空氣時是安全的，此時如滲入空氣出現的不是爆炸而是燃燒。高溫空氣（760℃以上 ） 中加入可燃性保護氣體時出現的也是燃燒。特種條件下上述兩種情況可用于安全了向爐內通入保護氣體或放散爐內氣體，最危險的情況是保護氣體在低溫下混合，在遇到高于著火溫度的火星即可引起爆炸。所以保護氣體的安全使用中最關鍵的便是避免保護氣體與空氣在低溫下混合，以防爆炸發生，因此保持爐膛正壓，使保護氣體按規定狀態和線路流動，是安全生產必不可少的環節。

3 溶劑蒸氣引起的爆炸

在工業爐內(多為干燥爐)被加熱物蒸發出的可燃氣體，在溫度和濃度達到爆炸極限內時，引起爆炸。這類工業爐窯主要有油漆干燥爐、電氣絕緣漆干燥裝置等設備。按發生爆炸的難易順序排列為：

1）涂料中浸漬過的鋼板；

2）在絕緣漆中浸漬過的電氣線圈；

3）涂飾的金屬部件；

4）含涂料而吸收性又高的布和紙。

這類事故有一半是因為違反操作規程引起的，另一半是因為設備的排氣系統不完善引起的。

4 水蒸汽的爆炸事故

熔煉金屬的熔煉爐和電石熔煉爐等，由于其水冷部件破損或其他原因，水流入爐內會產生激烈的蒸發而引起爆炸事故。或者由于某些原因，高溫融熔金屬或電石流出爐外與水接觸，引起水的激劇蒸發引起爆炸。

5 粉煤爆炸

在煤粉的制造、儲存、輸送過程中，煤粉和空氣的混合物在一定的條件下會發生爆炸。影響煤粉爆炸的主要原因有以下幾個方面：

1）煤粉所含揮發物越高，越容易爆炸；

2）煤粉越細，與空氣的接觸面越大，爆炸性也就越大；

3）煤粉的爆炸性隨著它在空氣中的濃度增加而變大，但當濃度增加到一守限度后，爆炸性又開始減小，煤粉濃度的爆炸范圍為0.3kg/m3～0.6kg/m3；

4）懸浮在含氧量大的氣體介質中的煤粉，可爆性大并爆炸力強，在含氧量小于16%的氣體中，煤粉不會爆炸；

5）煤粉空氣混合物溫度越高，爆炸的可能性越大；

6）煤粉中FeS 含量多時，煤粉易自燃進而發生爆炸。

6 結論

工業爐的爆炸事故可能發生在使用過程的不同環節，由上述單一原因或多種原因組合而導致。只有切實做好工業爐的日常維護和定期檢修，并采用適應工業爐技術要求的操作規程，才能有效避免爆炸事故的發生。

[1]徐兆康.工業爐設計基礎.上海：上海交通大學出版社，2004.

[2]韓昭滄.燃料及燃燒.北京：冶金工業出版社，1994.

[3]張宏麗.對高溫空氣燃燒技術問題的探討.科技資訊，2006.

[4]宋湛蘋，史競.工業爐的現狀與發展趨勢.工業爐，2004.