吹风气低温空预器爆炸的原因分析及预防措施

梁明超

(山西兰花科创田悦化肥有限责任公司,山西阳城 048102)

0 引 言

从1994年至今,笔者一直从事造气吹风气余热回收工作。在近17年的工作中,曾经经历过两起吹风气低温空气预热器爆炸事故,现就这两起爆炸事故的经过、原因分析及预防措施总结如下,希望能够从中吸取教训,从而避免类似情况的发生。

1 某小氮肥厂吹风气低温空气预热器发生爆炸

1.1 事故经过

1994年7月15日大夜班凌晨1点钟,该厂新建的吹风气余热回收装置在原始开车烘、煮炉结束后,准备试送吹风气,但由于造气炉回收阀有问题而不能向燃烧炉送吹风气。于是,车间决定先用可燃气维持燃烧炉温度,等第二天白班待回收阀修好后再通知造气送吹风气,便安排当班操作工将鼓(鼓风机没有进口风板,只有出口调节阀)、引风机风板关至最小位置,以减少可燃气的用量。该操作工接到指令后,将鼓、引风机风板分别调至最小位置,用可燃气维持燃烧炉温度。但燃烧炉温度却只停留在800℃,尽管逐渐开大可燃气入炉阀门,温度却始终不见上涨。到早上6点钟,发现低温空气预热器的空气预热段风箱钢板发红(该厂的低温空气预热器采用热管立式型,上部为空气预热段,和空气系统连接;下部为烟气加热段,和烟道系统连接),急忙开大鼓风机出口调节阀门,只听见一声亮响,低温空气预热器发生了爆炸,随即燃烧炉温度大幅度上涨。

1.2 原因分析

(1)当操作工开大鼓风机出口调节阀门后,发生了低温空气预热器爆炸事故,而随即燃烧炉温度也大幅度上涨,说明当时系统氧含量偏低,是这次爆炸的原因之一。

(2)在用可燃气维持燃烧炉温度时,由于鼓、引风机风门几乎关严,在操作工发现炉温提不起来的情况下,却没有从燃烧炉出口取样分析烟气成分,而是一直逐步开大可燃气入炉阀门,致使燃烧炉内的氧含量越来越低,造成入炉的可燃气燃烧越来越不完全。由于引风机挡板几乎关严,这些没有燃烧完全的可燃气不能全部经引风机从烟囱排出,且烟气压力高而空气压力低(鼓风机出口调节阀门开度小),致使这些气体通过燃烧炉倒回到了空气系统,聚集在低温空气预热器的预热段。当突然开大鼓风机出口调节风阀时,空气与聚集在低温空气预热器预热段没有燃烧完全的可燃气混合达到爆炸极限,由于当时烟气有一定温度,所以发生了爆炸,鼓、引风机风板开度小是这次爆炸事故的主要原因。

1.3 预防措施

(1)在用可燃气维持燃烧炉温度时,可停运引风机,但必须将其挡板开至最大位置,以便能全部排出燃烧后的烟气,避免没有燃烧完全的可燃气由于不能全部从烟囱排出而倒入到空气系统,导致爆炸事故的发生。

(2)发现燃烧炉温度不上升时,不能只逐渐开大可燃气入炉阀门,要首先从燃烧炉出口取样分析烟气成分,必须将系统氧含量控制在指标之内,必要时可开大鼓风机调节风阀,避免可燃气燃烧不完全而发生爆炸。

2 某中型煤化工企业吹风气低温空气预热器发生爆炸

2.1 事故经过

2010年3月12日,该企业2#吹风气余热锅炉因其对流换热管泄漏严重,被迫停炉检修。当日下午15:00,操作工对2#吹风气进行了紧急停炉,并将鼓、引风机的挡板全部关严,进入闷炉状态。然后打开造气炉回收阀后的放空阀门(8台造气炉回收阀,离燃烧炉最近及最远的造气炉回收阀后各有一个放空阀),并将吹风气总管内通入蒸汽。第二天上午9时,维修工在给造气炉回收阀加插盲板的过程中,就听见咚的一声,该系统的低温空气预热器发生了爆炸,其封头钢板被炸掉在地上(该低温空气预热器的换热管采用四回路卧式型),所幸没有出现人员伤亡。

2.2 原因分析

(1)由于该企业造气炉的回收阀都存在着不同程度的漏气现象,但并没有在吹风气回收装置停炉后立即给造气炉回收阀加插盲板,而是在第二天上午才让维修工插盲板,导致造气炉漏入的煤气经回收阀从吹风气总管漏入到吹风气回收系统,漏气时间过长造成系统内聚集了大量的煤气又不能排出,是这次爆炸的主要原因。

(2)停炉降温过程中,没有及时将燃烧炉的上人孔打开和把下水封的水排净,使其进行自然通风降温,且由于引风机的挡板关严,致使整个系统成了一个密闭空间,导致漏入到系统的煤气不能及时排出,而是越聚越多,也是这次爆炸的又一个原因。

(3)通过事后检查发现,低温空气预热器的换热管有严重破裂现象,而该系统的合成二气及高温空气预热器的近路配风蝶阀内漏严重,致使漏入燃烧炉的煤气通过配风阀进入到了空气系统,恰好在有温度的情况下混合到爆炸极限,发生了爆炸。

2.3 预防措施

(1)吹风气回收装置停车后,要及时在造气炉回收阀后加装盲板,避免煤气漏入到吹风气回收系统,导致爆炸事故的发生。

(2)在燃烧炉前的吹风气总管上增加水封等安全隔离装置,并在安全隔离装置前的吹风气总管上安装一个放空阀,当吹风气回收装置停炉后及时将此阀打开,使造气炉回收阀漏入的煤气能够从此放空阀排出,从而可避免煤气漏入到吹风气回收系统发生爆炸。

(3)在停炉降温过程中,最好打开燃烧炉上、下人孔及排净其下水封水池内的水,且全开引风机挡板,以便漏入的煤气能及时排出。

(4)检查配风阀的内漏情况,发现内漏时要及时更换。

(5)发现低温空气预热器的换热管破裂后,要及时进行堵管或更换新管。

3 结 语

本文所阐述的只是两起吹风气低温空气预热器发生爆炸的事故经过、原因分析及预防措施,对于发生爆炸的另外一些原因仍需我们去探讨。希望大家都能从这两起事故中得到启发,吸取教训,努力钻研业务技术,力争把爆炸事故消灭在萌芽之中,确保吹风气回收系统能够安全稳定运行!