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1、邯矿集团云宁矸石热电有限公司锅炉爆炸事故树分析冀中能源邯矿集团云宁矸石热电有限公司2011年6月编制云宁矸石热电有限公司锅炉爆炸事故树分析【摘要】：事故树分析是安全管理工作中常用的一种方法。事故树是从结果到原因描绘事故的方向树，研究事故与产生该事故的原因之间的关系。锅炉是一种外部受高温火焰加热,内部承受高压的设备,其工作条件极其恶劣,因此它具有爆炸性危险。本文用安全系统工程的原理对引起锅炉爆炸事故的原因进行分析,编制了锅炉爆炸的事故树图，采用事故树的定性分析，本事故树的顶事件为：锅炉爆炸(T)，事故树分析主要从锅炉设备的严重缺陷、压力急剧升高急骤冷却和超压运行三个方面来进行分析，找出有效控制事
2、故发生的方法。 关健词：锅炉 爆炸事故 事故树分析 一、锅炉系统简介我厂三台YG240/9.8M5型锅炉，均系山东济南锅炉集团制造，是单汽包，自然循环，集中下降管循环流化床锅炉，露天布置。2005年初破土动工，1#炉2006年3月28日，2#炉2006年7月3日，3#炉2006年12月19日，分别投入生产。锅炉外形尺寸宽18000mm，深度27338mm，本体最高点标高46200mm，汽包中心线标高41400mm，汽包长12564mm，内径41600mm，厚100mm，汽包内装有旋风分离器，给水清洗装置，顶部均流板分离器，连续排污加药及事故放水管等，汽包外有两块云母双色水位计及三台电接点水位计
3、，汽包上部装有两个弹簧式安全阀，汽包下方引出五根集中下降管，中间一根通过翼形水冷壁下联箱分别连接至翼形水冷壁三个管屏，另四根分别从炉膛四角通过水冷壁下联箱连接至膜式水冷壁，炉膛断面为528010244长方形断面，四壁水冷壁均由605mm20G片管焊接组成，炉膛后部水冷壁通过联箱与水冷风室连接，风室顶部形成水冷布风板，布风板上装有钟罩式风帽，炉膛内布风板往上至6010mm的水冷壁，为防磨，表面焊销钉，浇注耐高温防磨料抹平，炉膛外侧用轻型保温料保温，最外用铁皮保护，整个炉膛为向下膨胀的悬挂结构。二、锅炉主要技术参数锅炉型号：YG240/9.8M5出厂日期：1#炉 2005年5月2#炉 2005年7
4、月3#炉 2005年9月表1 主要技术参数序号名称单位数值备注1锅炉额定蒸发量t/h2402汽包工作压力MPa11.43过热器出口压力MPa9.84主蒸汽温度5405给水温度2156一次风热风温度2007二次风热风温度2008排烟温度1409锅炉效率%88.6710脱硫效率%9011燃料颗粒mm1312石灰石颗粒度mm2三、锅炉危险等级划分为加强公司重大危险源安全监管工作，云宁热电有限公司根据邯郸市安监局【2011】6号文要求，结合公司实际情况，参照河北省重大危险源分级评定办法TSGR0004-2009标准，针对我厂的生产特点，主要危险区域划分及危险因素分析通过对危险源辨识，我厂的危险区域主要
5、为锅炉房区域。我厂三台YG-240/9.8-M5型号蒸汽锅炉额定压力等于9.8Mpa,属于二级重大危险源。四、锅炉爆炸事故的危害性锅炉是一种承受高温、高压，具有爆炸危险的特种设备。锅炉一旦发生爆炸，其危害性特别大，造成的后果极其严重。（）爆炸冲击波破坏建筑物、设备或直接伤人；（）爆炸碎片伤人或击穿设备；（）锅炉内介质外溢，产生连锁反应。五、锅炉爆炸事故树模型9锅炉爆炸事故树模型图符号释义T:锅炉爆炸; A :设备严重缺陷; A1:锅炉内结垢及腐蚀; xA1:炉水无化学处理; xA2:炉水碱度过高苛性脆化; xA3:除氧不合格腐蚀; xA4 :停炉后不保养腐蚀; xA5:锅炉长期不排污; B:压
6、力急剧升高; B1:严重缺水; B2:实际水位过低;xB1:违章加水; xB2:低水位报警器不报警; B3:司炉操作水平低; B4:给水系统发生故障; B5:排污阀发生故障; B6:水位显示假水位; B7:自动给水发生故障; B8:炉管严重爆炸; xB3:给水管缺水; xB4:给水泵停电; xB5:排污阀忘关; xB6:阀门损坏; xB7:水位计堵塞; xB8:汽水阀门关闭; xB9:炉水碱度过高; xB10:调节阀失灵; xB11:给水泵出口发生故障; xB12: SO2造成腐蚀; xB13:内部严重结垢; xB14:电化学腐蚀; xB 15:对水位监督不严; xB 16:误操作; C:超压
7、运行;C1：仪表故障； xC1:安全阀失灵; xC2:突然停止用汽熄火不及时；xC3：主汽阀芯脱落；xC4：压力表堵塞；xC5：压力表指针失灵六、锅炉爆炸的原因分析及预防措施为了预防这种灾难性的爆炸事故发生，下面对锅炉爆炸事故进行分析，对锅炉爆炸事故的基本原因作定性分析，找出有效控制事故发生的方法。如图所示：本事故树的顶事件为：锅炉爆炸(T)，事故树分析主要从锅炉设备的严重缺陷、压力急剧升高急骤冷却和超压运行三个方面来进行分析。1、锅炉设备的严重缺陷：设计方面的原因包括：选材不当、受热面布置不合理、水循环设计有偏差、焊接结构设计不当、安全附件选用不当、计算或选用方法错误等。制造方面的原因有：材
8、质不良、焊缝有缺陷、组装方法不当等。设计制造方面的缺陷造成了锅炉的先天不足，是安全运行的隐患，只能通过严格的检验来发现。预防措施：在锅炉购置、安装、运行、保养、检修各阶段，各环节设置控制点，层层把关，责任到人，以增加安全系数，更为有效地避免锅炉爆炸事故的发生。购置使用合格锅炉(即能够认定没有设计、制造方面缺陷的锅炉)。加强锅炉设计、制造的质量控制和安全监察，加强锅炉检验，发现锅炉缺陷及时妥善处理，对重大隐患应通过设备改造来消除，对于难以消除的一般缺陷应通过定期的检查检验对其状况进行监视，避免其进一步发展，存在严重隐患时应停止锅炉的运行，避免锅炉主要受压部件带缺陷运行。2、压力急剧升高：该方面的
9、原因主要包括以下几点：锅炉严重缺水运行或锅炉局部水循环不畅，造成局部炉管干烧，炉管温度过高超过屈服极限温度而破裂爆管，或是锅炉在严重缺水运行后，突然大量上水引发锅炉压力急剧增大，在局部瞬间超压所致。因此，锅炉严重缺水在运行中危险性极大，不仅会降低炉管的强度，减少炉管的寿命，甚至会引发爆炸，在运行中一定要尽力避免。引起缺水的原因及防范措施主要有以下几个：测量仪表失灵，显示假水位，从而造成判断和操作失误。预防措施：定期冲洗水位计，定点将DCS上显示水位与现场水位计进行核校。自动水位控制失灵，靠手动控制，由于人员的失误造成缺水。预防措施：把上水自动控制阀列为重点设备，定期检查、检修和保养，确保自动灵
10、活好用；若长时间无法投用自动，应尽早停炉检修。加强定期排污，及时排除炉内杂物，保持各个循环回路的畅通。加强教育培训，提高员工对缺水危害的认识，增强工作责任心。编制缺水的事故处理预案，并组织定期演练。应避免锅炉严重缺水，当锅炉严重缺水时，必须先停炉，熄火，待锅炉温度降至常温后再行补水，严格禁止违章加水，避免高温高压状态下急骤冷却。3、超压运行导致的超压爆炸，是指锅炉受压部件的承压能力低于工作压力，使得薄弱部位破裂，严重时引发爆炸。形成原因或是锅炉超压运行，或是各种原因造成的承压能力降低。(1) 锅炉超压运行。动力锅炉主要为炼油装置提供生产用蒸汽，若装置因紧急情况而突然减少或切断进汽，锅炉便会出现
11、瞬时超压情况。预防措施： 确保安全阀能准确动作。应按照国家规定定期校验安全阀，并经常检查安全阀状态。定期检测安全阀的工作性能，必须保证炉体、汽包等处的安全阀处于良好状态，同时规定炉体安全阀装 设不得少于两组。 设置锅炉对空排汽与锅炉蒸汽压力的联锁，当蒸汽压力高于警戒值时，对空排汽自动开启卸压。 制定事故预案并坚持演练，提高运行员工对超压危害的认识以及应急处理技能，尽量避免超压发生。(2) 锅炉部件承载能力下降。由于锅炉的运行环境比较恶劣，随着锅炉投产时间的延长，锅炉部件会由于腐蚀、磨损等原因导致承压能力下降。假如某些部位下降较多，那么即使锅炉在额定压力下运行也有可能发生爆炸。预防措施： 把好锅
12、炉的检验关。锅炉每2年由锅炉检验所进行1次全面的定期检验，包括焊缝探伤、炉管测厚、硬度检测、汽包及联箱金相分析等。在检验中就曾发现锅炉汽包接管与给水管的焊缝出现裂纹并及时予以消除。除此之外，车间每个月都要进行锅炉的外部检查，每年都要利用锅炉间歇停工的时间，自行对锅炉进行全面的内部检查，并把检查结果详细记录在案。 保证合格的水质。锅炉水质不合格将导致炉管结垢，影响管壁传热，使局部管壁因过热而形成鼓疱、裂纹，强度大大降低。预防措施是加强水质的监测，确保水质合格。若在运行中遇到水质较长时间不合格的情况，应在停炉后通过割管等方法测量垢的厚度，以决定是否需要进行锅炉酸洗。(3)、因腐蚀引起的锅炉强度降低
13、而致锅炉超压爆炸。形成腐蚀的原因主要有：一是因为锅炉在运行时，由于长期受到烟、水等介质的侵蚀，容易发生磨损；二是水质处理不合格，使锅炉受压元件壁厚减薄，强度降低。另外，锅炉在停用期间，由于放置的时间过长，没有对其进行认真的维护保养，或者维护保养方法不当，空气中的氧和二氧化碳就会对锅炉金属表面进行腐蚀；锅炉房内湿度过大，也会加剧腐蚀。腐蚀到一定程度的锅炉即使在允许工作压力以下运行，也会导致爆炸事故的发生。预防措施：应该严格检测水质，确保锅炉用水的各项指标达到要求，并加强锅炉的停炉保养，尽量减少腐蚀的发生。炉水必须进行化学处理，理化指标符合规定，防止锅炉内结垢：防止炉水碱度过高而使锅炉荷性脆化：保
14、证除氧水长期合格，避免锅炉受腐蚀：锅炉定时排污。同时排污后记住关闭排污阀，防止排污阀出现泄漏：停炉时要做好各项保养工作，定时清洗锅炉内部，涂用防锈油漆，保持炉内干燥。七、管理措施：锅炉爆炸事故的预防措施从理论上讲，主要做好上述工作就可以避免锅炉爆炸事故，但为了更安全起见，云宁公司在实际生产中还增加一些安全补充措施：1、制定了锅炉检修规程、运行规程等。2、锅炉车间、班组签订了重大危险源责任状。3、制定了重大危险源事故应急救援预案。4、加强特种设备安全培训并持证上岗。 5、加强操作人员在岗监视，对所有基本事件都分别进行控制，认真执行所有等安全规范和安全操作规程等。 注：蒸汽压力管道为锅炉的附属部分，存在着泄露的危险，其泄露的原因不外乎：锅炉管道设备的严重缺陷、压力急剧升高急骤冷却和超压运行三个方面。所以通过锅炉爆炸事故树分析，采取正确的预防措施，同样可以避免蒸汽压力管道泄露事故。为此，不再单独建立蒸汽压力管道泄露事故树分析。
