淺談工業鍋爐安全及防爆

燕曉艷

摘 要：近年來，工業鍋爐的事故中最多的是由鍋爐燃料燃燒引起的爆炸事故，再就是被加熱物蒸發出來的可燃性氣體和可燃性可控氣氛引起的爆炸，還有熔化爐上水蒸氣引起的爆炸以及粉煤爆炸和火災等。

關鍵詞：工業鍋爐安全及防爆；基本要求：安全、防爆

2017年4月20日5時30分左右，墾利同和生物科技有限公司在鍋爐試運行過程中，燃氣在爐膛發生燃爆，造成2人死亡。事故直接經濟損失190余萬元。鍋爐運行時，燃料在爐中燃燒，燃料中的化學能轉變為熱能，通過鍋爐受熱面的傳熱，被鍋內工質（水）吸收，產生具有一定質量和數量的飽和水、飽和蒸氣或過熱蒸氣。因此在鍋爐內儲存著很大的熱能量，當鍋爐受壓部件由于鋼材質量差、結構不合理、強度不足、制造質量差、安裝質量不合格、運行和管理不當等原因，使鍋爐受壓原件的某些部位發生破裂，瞬時降至等于外界大氣壓力時，鍋爐內儲存著的巨大熱能量立刻釋放出來，這就是鍋爐爆炸時參量的來源。

一、工業鍋爐事故現象及其原因。

工業鍋爐的事故中最多的是由入爐燃料燃燒引起的爆炸事故。

1、燃燒爆炸事故

一般是在點火時、燃燒中、再點火時，向已處于危險狀態的未燃物及因不完全正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。對燒煤氣和燒油工業爐的爆炸事故所進行的分析結果表明，燒煤氣工業爐在點火時產生爆炸的事故約占1/3強，而其中一半為停火時煤氣泄漏造成的。其余的爆炸起因是操作人員的誤操作，例如在開煤氣切斷總閥前未將燒嘴前的閥門關閉而造成的。特別需要指出的是，用不完善的點火嘴去點燃主燒嘴時，也容易引起爆炸。燃燒過程中的爆炸約占爆炸事故的一半，其中有一半是在燒嘴出現熄火時產生，其次起因于用不足的空氣燃燒煤氣時產生的CO、H2等氣體，又和空氣混合成為有爆炸危險的混合物。其余的爆炸起因于再次點火。其原因是在點火前，沒有用新鮮空氣對爐內吹掃一段時間，將可能存在的可燃氣體清除。

燃油工業爐點火時的爆炸事故大部分是由于多次點火失敗，在每次失敗后，又沒有用新鮮空氣更換爐氣。

1.1熔劑蒸汽的爆炸

爐內溫度超過可燃性液體著火點的干燥裝置有爆炸的危險。

按發生爆炸的難易順序排列如下：

（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。

還有含有涂料而吸收性又高的布和紙。

1.2可燃氣氛的爆炸

由于無氧化加熱、滲碳、氮化處理及銅的釬焊等工藝的要求，有用特殊氣氛進行熱處理的工業爐，這種工業爐除供應加熱用的燃料外，還要向爐內供應若干種類的可燃氣氛。

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分在低溫時預先與空氣達到一定比例就可能形成爆炸性氣體。在此條件下，只要遇到高于著火著火溫度的熱源就要爆炸，可能引起人身和設備安全事故。含有大量CO的保護氣體漏出時則可能造成中毒事故。因此，在生產中，經常保持可控氣氛的制備、輸送及使用設備的氣密性極為重要。

爆炸的形成需要三個條件同時存在，即可燃氣體、空氣與必要的溫度。

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往往處于這種狀態），但沒有空氣則是安全的，此時如滲入空氣出現的不是爆炸而是燃燒。

高溫空氣（760°C以下）中加入可燃性保護氣體時出現的也是燃燒。

特殊條件下上述兩種情況可用于安全地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，雖然不至于爆炸，但一旦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。從這個意義上講，保護爐膛正壓，在任何情況下都能使保護氣體按規定狀態和線路流動，這對于安全生產是必不可少的。

1.3蒸汽爆炸

因某種原因，例如水浸入金屬熔化爐內或者爐內熔融物質溢出爐外濺落到水上時，在一瞬間內引起激烈的爆炸。

1.4粉煤爆炸

在煤粉的制造、儲存和輸送過程中，煤粉和空氣的混合物在一定條件下會產生爆炸。了解影響煤粉爆炸的主要原因對于防止煤粉爆炸是必要的：

（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地空氣中的濃度增加而變大，但當濃度增加到一定限度后，爆炸性又開始減小。煤粉濃度的爆炸范圍為0.3～0.6kg/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。

二、工業鍋爐防止爆炸的措施

工業鍋爐的爆炸事故有很多種，多數涉及安全燃燒問題。為了避免爆炸事故的發生，首先要為安全燃燒創造基本條件。其次，在此基礎上，對燃燒設備及其操作采取安全措施，尤其要加強維護管理，才能保證安全。

參考文獻

[1]徐兆康.工業鍋爐設計基礎.上海交通大學出版社.2003.

[2]劉金山，黨林貴等.工業鍋爐檢驗.北京：中國鍋爐壓力容器檢驗協會.2000.