一起常壓熱水鍋爐爆炸事故

周旦樂+周俊

2013年1月19日15時30分左右，某鍋爐制造廠內一臺用來加熱清洗水槽的常壓熱水鍋爐發生爆炸，此次爆炸造成設備損毀及廠內經濟損失。發生事故的常壓熱水鍋爐為立式鍋殼式鍋爐，根據現場找到的銘牌，鍋爐型號為CWNS10-95-60-Y（Q），額定壓力為0 MPa，容水量600 L，制造日期為2012年3月，無產品編號。

在開展事故調查時，制造廠提供了產品質量證明書一份、使用說明書一份、圖紙一張、制造用板材質量證明書兩份。根據產品質量證明書，鍋爐型號為CWNS-90-60-Y（Q） ，產品編號為052，出廠日期為2012年3月21日，額定熱功率為0.55 MW，額定出水溫度為90 ℃，額定進水溫度為20 ℃，受熱面積為6.5 m2。根據圖紙及材料質量證明書（鍋爐各接管及功能見圖1），鍋筒材料為Q235B，壁厚為2.75 mm。詢問制造廠負責人得知，鍋爐焊接完成后，在筒體上開口進行整體熱鍍鋅。

根據實物，依據JB/T7985-2002《小型鍋爐與常壓熱水鍋爐技術條件》，鍋爐的型號代號應為CLHS。而銘牌與資料中鍋爐的型號代號全為CWNS，不正確;銘牌上熱功率為10萬kcal/h，而資料上為0.55 MW（約47萬kcal/h），不一致;資料中鍋爐額定出水溫度、進水溫度跟鍋爐型號也不符合。此外，鍋爐出廠時，未按規定提供管路系統圖，使用說明書中所敘述的鍋爐為帶橫水管的鍋爐，與實物不一致。

根據筆錄及詢問，鍋爐于2012年5月由該鍋爐制造廠進行安裝。安裝時，鍋爐左右兩側設計的出水口被封堵，出水從設計的排氣口直接接出，根據制造廠提供照片，出水管上無閥門。1#水槽用于輪轂清洗，水槽與鍋爐進水口之間的管路上裝有循環泵，燃燒根據1#水槽的溫度進行自動控制，鍋爐頂部裝有直讀式溫度表（最大刻度120 ℃）。根據現場殘存物件及詢問，鍋爐使用利雅路FS10（10萬kcal/h）燃燒器。按照設計，鍋爐正常運行時，為非滿水位運行，水位表中應能看到水位，而根據安裝系統，鍋爐實際使用中，應為滿水位運行狀態。

根據監控視頻和筆錄，2013年1月14日，由于用熱要求的變化，使用單位對鍋爐出水管路進行了改裝，增加一條出水管路用于2#水槽的加熱，并且在兩條管路上均加裝了閥門，控制系統等未有改動，圖2所示為改裝后的鍋爐系統，其中右側為安裝完成的鍋爐系統，左側紅色標注為系統改裝部分。2#水槽也用于清洗輪轂。

事故現場調查

事故調查時，事故現場已部分清理，部分部件已遭移動。事故現場發現，爆炸后鍋爐本體分成三個部件。

部件A（圖3）為鍋爐筒體，飛離原位置18 m左右。筒體變形很大，失去原有幾何形狀，水側輕微結垢。

部件B（圖4）由底座、爐膽、煙管和集煙室等組成，落在筒體旁邊位置，整體變形不大，表面有輕微水垢。從部件B上可以看到，部分煙管與集煙室間出現較大間隙，清洗口與鍋筒連接的角焊縫、鍋筒與底板連接角焊縫、沖天管與封頭的角焊縫幾乎全部被撕裂，沖天管與集煙室連接角焊縫、沖天管拼接焊縫上出現裂紋，沖天管與封頭焊接處局部被撕裂。

部件C（圖5）為封頭，掉落于鍋爐原位置右側2 m左右的坑中，封頭已對折，靠近煙囪處局部被撕裂。

對部件A、B、C進行分析可以知道，整個鍋爐本體有4個斷口（圖6）：斷口1為環向斷口，大部分落在筒體與底座的角焊縫上，經爐門圈角焊縫;斷口2沿筒體下部筒節縱縫，經筒體上下筒節間環縫后，沿與環縫成45°角的方向撕裂至清洗孔角焊縫，再撕裂至筒體與平封頭的角焊縫;斷口3沿封頭與沖天管的角焊縫開裂;斷口4全部位于封頭與筒體的角焊縫上。四個斷口大部分位于角焊縫上，且呈45°切斷的外形，無金屬光澤，呈暗灰色，具有韌性斷裂的特征。

現場對鍋爐本體殘存物進行了測厚，測厚表面均為原始表面，測厚結果包含鍍鋅層厚度，所有測厚點距離斷口10 mm以上。通過測厚和宏觀檢查發現，鍋爐本體事故殘存物在距斷口10 mm以外的區域內，均未發現有明顯減薄或局部鼓包，爐膽、煙管及集煙室上也沒有缺水的痕跡。

事故原因分析

根據事故調查情況，從鍋爐設計制造、鍋爐安裝及鍋爐使用三個環節來分析事故的原因。

鍋爐設計制造

根據制造廠提供的圖紙及資料，依據《小型鍋爐與常壓熱水鍋爐技術條件》，對部分涉及安全的項目進行核查。經過計算，大氣連通管所需當量通徑符合要求。

依據《小型鍋爐與常壓熱水鍋爐技術條件》的要求，常壓熱水鍋爐的鍋筒（殼）或爐膽的取用壁厚不應小于3 mm。而事故鍋爐設計中，鍋筒取用壁厚為2.75 mm，根據制造廠提供的材料質量證明書，制造時也是用2.75 mm的Q235B板制造。

根據企業提供的產品質量證明書，鍋爐制造完成后只做了60 min的盛水試驗，而未按照《小型鍋爐與常壓熱水鍋爐技術條件》的規定，做0.2 MPa壓力的水壓試驗，不能保證鍋爐的制造質量。

制造完成后，制造廠未在鍋爐上按《小型鍋爐與常壓熱水鍋爐技術條件》的規定噴“常壓熱水鍋爐不得承壓使用和出口熱水溫度不超過90 ℃”的字樣，根據制造廠提供的鍋爐安裝后的照片，鍋爐上有不得承壓使用的警示，但未警示用戶關注水溫。使用說明書中，也未要求用戶嚴格控制出水溫度。

由上可見，鍋爐設計制造中存在缺陷，具體有：圖紙、資料不規范;材料取用厚度不符合規范要求;未按規定做水壓試驗;標識不準確、齊全。

鍋爐安裝

鍋爐安裝不規范，排氣口改成出水口，違反JB/T 7985-2002中11.1條規定。使在實際運行中帶壓運行，壓力至少等于出水口至放水口管道的沿程阻力造成的壓力降。因放空管細長，如兩個放水閥門都關閉，鍋爐一旦產生蒸汽，壓力將快速升高。

燃燒自控系統設置不合理，燃燒器應該根據出水溫度自動啟停，而該系統溫度信號來自1#水槽，由于水槽內溫度與鍋爐出水溫度有溫差，不能使鍋爐出水口水溫嚴格控制在90 ℃以下。此外，測溫用的熱電偶安裝未使用專門的補償導線，實際溫度=測量得到的溫度+環境溫度，按照事故當天氣溫，實際溫度應該比溫控上顯示的溫度要高，溫差無法忽略，這增大了鍋爐運行產生蒸汽的可能性。

由上可見，鍋爐安裝不規范，主要是：未按規定設置排氣口;燃燒自控系統設置不合理。

鍋爐使用

鍋爐使用無操作規程，操作人員缺乏安全操作知識，根據筆錄，鍋爐操作時有用蒸汽加熱的情況（即承壓使用的情況），頂部溫度表在改造鍋爐出水管路后，曾顯示滿量程120℃，也未引起操作工的足夠注意。2013年1月14日，使用單位對鍋爐出水管道進行了改裝，增加了一個用熱支路，每個支路上加裝了閥門，對溫度控制系統未進行改造。通過監控可以看到，爆炸事故發生前，1#水槽放水閥門是幾乎處于全關狀態，通過詢問，水泵處于停運狀態，由于1#水槽溫度一直下降，在溫控系統作用下，燃燒器一直處于工作狀態。若2#水槽放水閥門全開，雖然鍋爐處于帶壓運行狀態，但壓力較小，整個系統為常壓系統，不易導致爆炸事故，因此可以判斷，2#水槽放水管閥門在事故前使用中有人操作，鍋爐操作工在筆錄中也提到，當水槽溫度較高的時候，清洗輪轂的人員會調整放水閥門開度。當2#水槽放水管閥門關小或者關閉，鍋爐內部產生蒸汽，鍋爐內壓力將迅速升高，當壓力超過鍋爐可承受的壓力時，鍋爐薄弱點就產生開裂，導致爆炸事故發生。

由上可見，鍋爐使用中存在問題，具體有：對管路進行改裝，在鍋爐出口管路上加裝閥門;操作人員缺乏安全操作知識，操作閥門不當。

事故結論及建議

綜合事故調查情況及分析結果，可以得知，此次事故的直接原因為本應敞口使用、不能承受壓力的常壓鍋爐，由于設計、制造、安裝和使用環節均存在缺陷，致使鍋爐帶壓運行，直至超出了鍋爐所能承受的壓力，最終在薄弱點開裂爆炸。

所以，在相關單位制造、使用常壓鍋爐時，應在鍋爐制造環節，嚴格控制材料，提高焊接質量。在鍋爐安裝環節，使用單位不要擅自對管路進行改裝，在管路上加裝閥門等，埋下事故隱患。在鍋爐使用環節，加強操作人員培訓，做到持證上崗。

編輯 ? 韓 穎