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燃气锅炉爆燃原因有哪些?如何预防呢?

发布日期:2021-11-08 08:34

  燃气锅炉爆燃是一种非常严重的故障。近年来,随着产品的广泛普及,锅炉爆燃的新闻也是屡见不鲜,锅炉爆燃爆炸产生的威力是十分巨大的,有些锅炉还会形成多次爆燃爆炸现象,被列为我国国家重大安全注意事例之一。下而我们就来熟悉一下锅炉爆燃形成的条件、原因以及预防措施。

燃气锅炉爆燃

1燃烧器工作原理

  首先,在这里简单介绍下燃气锅炉的工作原理。

  1.1 燃烧器启动

  当系统接收到自动或手动的启炉命令后,燃烧器程控器开始运行,在无任何异常报警信号的情况下执行以下燃烧步骤。

  1.2 检漏

  程控器通过检漏双电磁阀自带的压力开关,对其自身进行泄露检测,如果发现电磁阀泄露则燃烧器停止运行,并输出报警信号;如果检漏通过则进行吹扫步骤。

  1.3 前吹扫

  风机挡板由关闭状态趋于大风位(大火位),伺服马达转至上限位,风机挡板停止在“大火位”进行前吹扫30s,伺服马达停滞在上限位。期间风压开关将检测到的风压信号传送至程控器即检测到风机正常运转。

  1.4 点火

  前吹扫完毕后风门挡板返回到点火位,伺服马达停在点火位。燃烧器自动启动点火变压器(点火变压器得电,点火电极放电打火)。点火电极打火1~3s后,点火气路的电磁阀自动打开,点火火焰建立,此时火焰探头将检测到的火焰信号持续的反馈到程控器,若检测不到火焰则燃烧器停止工作,并输出报警。

  1.5 主火焰建立

  点火电磁阀打开3s后,点火变压器失电(断电),点火电极停止放电。同时,主回路电磁阀(检漏电磁阀)打开(得电),主火焰建立。

  1.6 正常运行

  主回路电磁阀(检漏电磁阀)打开2s后,点火气路电磁阀失电(关闭)断气,流程图上的相应指示灯熄灭。再过2s后,燃烧进入比例自动调节状态(点火控制时序见图1)。

  2热媒炉爆燃事件原因分析

  对热媒炉爆燃事件进行分析,找出其爆燃根本原因:

  2.1 事件背景

  热媒炉在几次点火失败后继续点火时发生了爆燃事件。

  2.2 原因分析

  1)检查热媒炉的燃气电磁阀,对其自身附带的压力开关进行打压校验,和对电磁阀进行气密试验,发现情况正常,排除电磁阀泄漏的原因;

  2)对火焰探头、风压开关、点火电极等几个燃烧器安全相关配件一一进行测试,发现一切正常,排除以上部件故障的可能;

  3)检查鼓风机及伺服马达,风机能够正常运行,伺服马达的运转及风门开关都很顺畅,进一步排除风机及风门故障的可能;

  4)开炉检查燃烧器内部结构,发现了燃烧器稳焰盘由于高温、腐蚀等原因损坏严重,根据这一点进一步分析此次锅炉爆燃的原因:

  a)热媒炉稳焰盘服役时间长,损坏严重,点火时无法形成正常火焰,容易导致异常熄火,从而点火失败,而点火失败又导致炉膛内残留有未燃烧或燃烧不完全的可燃气;

  b)大风位(大火位)由于生产上的需要,锅炉负荷调整一直设置在比较小的开度,这样就使得燃烧器的前吹扫或点火失败后吹扫的最大风门位置始终处于一个小开度状态,使燃烧器在吹扫阶段没有得到有效、彻底的吹扫,致使炉膛内继续残留有可燃气;

  c)多次点火失败加上前吹扫的不充分使炉膛内残留的可燃气越积越多,当可燃气与空气的混合物达到其爆炸极限时,一遇明火便产生爆燃现象。

  以上几点原因分析正是吻合了热媒炉多次点火不成功,再次点火时突然发生爆燃的现象。

  2.3 故障处理

  针对该次爆燃事件产生的原因,我们对设备及管理进行了以下改进处理:

  a)更换故障稳焰盘;

  b)将伺服电机上限位(即大火位)重新调整,并严禁随意更改;

  c)制定燃烧器的维保制度,并严格执行;

  d)制定锅炉操作手册,并规定点火3次失败后不得再次点火,须相关技术人员做出检查并再次强制吹扫炉膛后方可再次启炉。

  3爆燃事件发生的条件及可能发生的原因

  最后,就爆燃事件发生的条件结合目前自动点火燃气锅炉的工作原理来分析下可能导致燃气锅炉发生爆燃的原因。

  3.1 燃气锅炉的爆燃只有在以下三个条件同时具备时才有可能发生:

  a)炉膛内有足够多的可燃气和空气滞留,

  b)可燃气与空气的混合物达到一定的浓度,

  c)炉膛内有足够的点燃混合物的能量。

  总而言之,在炉膛内当可燃气与空气的混合物在一定浓度时遇到明火或达到其着火点温度以上的情况下就容易发生锅炉爆燃事故,而且混合物的压力和温度越高,其爆炸危害就越大。

  3.2 目前东方终端所使用的燃烧器都是带有自动点火功能的,根据其原理,发生爆燃事件的可能原因主要有以下几个方面:

  a)前吹扫时间不足,或吹扫时风门开度不够,导致炉膛内滞留的可燃气得不到充分的吹扫,当积留的可燃气与空气的混合物达到一定浓度的情况下,遇到能够点燃该混合物的能量,便会产生爆燃事故。

  b)燃料气电磁阀泄露,致使炉膛即使得到充分的吹扫,但由于燃料气不断往炉膛内泄露,在停止吹扫准备点火时,泄露进炉膛内的可燃气与空气的混合物足以导致爆燃事故的发生。

  c)熄火保护装置失效,导致燃烧器在异常熄火后燃气阀门没有及时关闭,可燃气进入炉膛,在高温情况下引发爆燃事故。

  d)燃料气与空气的配比不当,风量过多或过少导致可燃气在炉膛内没有得到充分燃烧,部分可燃气被带到烟道某处,当该处具备一定条件时便会产生二次燃烧或爆燃。

  e)多次点火失败后,在没有查找原因及强制长时间吹扫炉膛的情况下,也可能会导致锅炉爆燃。

  4如何防止燃气锅炉爆燃现象的发生

  目前随着自动化程度的高度发展,大部分燃烧器都已实现自动控制功能,而对于自动点火的燃气锅炉使用情况来看,一般在关键的安全防护上都有熄火保护、风压保护、阀门检漏、点火前吹扫、点火后吹扫、火焰监测等功能,但同样也还存在炉膛爆燃的可能性,下面将对本文之前提到的引起锅炉爆燃几个方面的原因做出以下的防范措施:

  4.1 炉膛吹扫方面

  必须保证足够的点火前吹扫和点火失败后吹扫的时间,如有必要,可通过修改PLC程序将吹扫时间适当延长;同时严禁将伺服马达上限位(即最大风门位)随意调整,必须保证足够大的风门开度让炉膛得以有效吹扫,避免发生由于吹扫不充分导致可燃气体在炉膛内滞留。

  4.2 检漏电磁阀自检方面

  定期对检漏电磁阀进行检验测试,以保证其可靠性,避免由于设备失效导致燃气泄漏造成更大的爆燃事故。

  4.3 风压监测和火焰监测方面

  定期做好对风压检测开关和火焰监测探头维保及自控系统的安全测试工作,以保证设备的安全可靠。

  4.4 燃料气和空气配比方面

  定期对锅炉尾气进行检测,利用烟气分析仪对风气进行合理调整。

  4.5 加强人员培训,并制定出详细的操作手册和应急处理预案

  4.6 制定季度或半年度的燃烧器深度保养计划,对设备的状况做到心中有数,合理的安排维修计划

  在充分分析了燃气锅炉的爆燃原因和制定了周全的防范措施之后,还需克服对爆燃事故发生的恐惧心理,本着胆大、心细的原则进行操作,同时,在事故发生时还需“稳、准、快”的对事故进行处理,坚决杜绝由于操作失误而扩大的事故的影响范围。

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