【案例簡述】
3月10日14時07分24秒，某發電廠1號鍋爐發生特大爐膛爆炸事故（按《電業生產事故調查規定》界定），人員傷亡嚴重，死23人，傷24人（重傷8人），直接經濟損失778萬元，機組停運132天，少發電近14億度。
該發電廠1號鍋爐是美國ABB-CE公司（美國燃燒公司）生產的亞臨界一次再熱強制循環汽包鍋爐，額定主蒸汽壓力17.3MPa，主蒸汽溫度540℃，再熱蒸汽溫度540℃，主蒸汽流量2008t/h。
1993年3月6日起該鍋爐運行情況出現異常，為降低再熱器管壁溫度，噴燃器角度由水平改為下擺至下限。3月9日后鍋爐運行工況逐漸惡化。3月10日事故前一小時內無較大操作，14時，機組負荷400MW，主蒸汽壓力15.22MPa，主蒸汽溫度513℃，再熱蒸汽溫度512℃，主蒸汽流量1154.6t/h，爐膛壓力維持負10mm水柱，排煙溫度A側110℃，B側158℃，磨煤機A、C、D、E運行，各臺磨煤機出力分別為78.5％、73％、59％、38％，B磨處于檢修狀態，F磨備用。主要CCS調節項目除風量在“手動”調節狀態外，其余均投“自動”，吹灰器需進行消缺，故13時后已將吹灰器汽源隔離。事故發生時，集中控制值班人員聽到一聲悶響，集中控制室備用控制盤上發出聲光報警：“爐膛壓力‘高高’”、“MFT”、“汽機跳閘”、“旁路快開”等光字牌亮。FSSS盤顯示MFT的原因是“爐膛壓力‘高高’”引起，逆功率保護使發電機出口開關跳開，廠用電備用電源自投成功，電動給水泵自啟動成功。由于汽包水位急劇下降，運行人員手動緊急停運爐水循環B、C（此時A泵已自動跳閘）。就地檢查，發現整個鍋爐房迷漫著煙、灰、汽霧，人員根本無法進入，同時發現主汽壓急驟下降，即手動停運電動給水泵，由于鍋爐部分PLC柜通信中斷，引起CRT畫面鍋爐側所有輔助設備的狀態失去，無法控制操作，運行人員立即就地緊急停運兩組送風機。經戴防毒面具人員進入現場附近，發現爐底冷灰斗嚴重損壞，呈開放性破口。
該起事故死亡23人，其中電廠職工6人（女1人），民工17人，受傷24人，其中電廠職工5人，民工19人。
事故后對現場設備損壞情況檢查后發現，21m層以下損壞情況自上而下趨于嚴重，冷灰斗向爐后側裂成開放性破口，側墻與冷灰斗交界處撕裂水冷壁管31根，立柱不同程度扭曲，剛性梁拉裂，水冷壁管嚴重損壞，66根開斷，爐右側21m層以下剛性梁嚴重變形，零米層爐后側基本被熱焦堵至冷灰斗，3臺碎渣機及噴射水泵等全部埋沒在內。爐前側設備情況尚好，磨煤機，風機，煙道基本無損壞。事故后，清除的灰渣934m3。
該起事故最終核算直接經濟損失778萬元人民幣，修復時間132天，少發電近14億度。因該爐事故造成的供電緊張，致使一段時間內該地區的企業實行停三開四，附近地區停二開五，工農業生產受到嚴重的影響，間接損失嚴重。
【案例評析】
該起鍋爐特大事故極為罕見，事故最初的突發性過程是多種因素造成的。
運行記錄中無鍋爐滅火和大負壓記錄，事故現場無殘焦，可以認定，并非煤粉爆炸。
清渣過程中未發現鐵異物，渣成分分析未發現析鐵，零米地坪完整無損，可以認定，非析鐵氫爆炸。
鍋爐冷灰斗結構薄弱，彈性計算確認，事故前冷灰斗中積存的渣量，在靜載荷下還不會造成冷灰斗破壞，但靜載荷上施加一定數量的集中載荷或者施加一定數量的壓力，有可能造成灰斗失穩破壞。
事故發生后的檢驗結果表明：鍋爐所用的水冷壁管材符合技術規范要求，對水冷壁管斷口樣品的失效分析證實，包角管的破裂是由于冷灰斗破壞后塌落導致包角管受過大拉伸力而造成的。
對于事故的觸發原因，兩種意見如下：
一種意見認為，“3?10”事故的主要原因是鍋爐嚴重掉渣。事故的主要過程是：嚴重結積渣造成的靜載加上隨機落渣造成的動載，致使冷灰斗局部失穩；落渣入水產生的水汽，進入爐膛，在高溫堆渣的加熱下升溫、膨脹、使爐膛壓力上升，落渣振動造成繼續落渣使冷灰斗失穩擴大，冷灰斗局部塌陷，側墻與冷灰斗連接處的水冷壁撕裂，裂口向爐內噴出的水、汽工質與落渣入水產生的水汽，升溫膨脹使爐膛壓力大增，造成MFT動作，并使冷灰斗塌陷擴展，三只角角隅包角管先后斷裂，噴出的工質量大增，爐膛壓力陡升，在渣的靜載、動載和工質閃蒸擴容壓力的共同作用下，造成鍋爐21m以下嚴重破壞和現場人員重大傷亡。因此，這是一起鍋爐嚴重結渣而由落渣誘發的機械一熱力破壞事故。
另一種意見認為，3月6日～3月10日爐內結渣嚴重，由于燃燒器長時間下擺運行，加劇了灰斗結渣，這為煤裂解氣和煤氣的動態產生和積聚創造了條件，灰渣落入渣斗產生的水蒸汽進入冷灰斗，形成的振動加速了可燃氣體的生成，經分析計算，在0.75s內局部動態產生了2.7kg以上混合可燃氣體，逐步沿灰斗上升。在上升過程中，由于下二次風與可燃氣混合，混合溫度在470℃左右（未達著火溫度）。突遇熾熱碎渣的進入或火炬（燃燒器噴焰）隨機飄入，引起可燃氣體爆炸，爐膛壓力急劇升高，爐膛出口壓力達2.72MPa以上，觸發MFT動作。爆炸時，兩側墻鼓出，在爆炸和爐底結渣的聯合作用下，灰斗與兩側墻連接處被撕裂，灰斗失穩下塌，包角管和聯箱水平相繼破裂，大量水汽泄出，爐內壓力猛然升高，使事故擴大。
鍋爐投入運行后，在燃用設計煤種及其允許的變動范圍內煤質時出現前述的嚴重結渣和再熱汽溫低，局部管段管壁超溫問題，與制造廠鍋爐爐膛結構設計和布置等不完善有直接關系，它是造成這次事故的根本原因。
有關單位在管理上存在的一些問題，也是導致這起事故發生的原因。
該事故機組自3月1日以來，運行一直不正常，再熱器管壁溫連續超過報警溫度，雖經采取調整火焰中心，加大吹灰和減輕負荷等措施，壁溫超限問題仍未解決。按ABB—CE公司鍋爐運行規程規定，再熱器壁溫的報警溫度為607℃。3月6日至3月10日，再熱器壁溫多在640℃和670℃之間，鍋爐負荷已從600MW減至500MW，再減至450MW，到3月10日減至400MW，再熱器壁溫仍嚴重超限。按運行規程規定，再熱器壁溫嚴重超溫采取措施而無效時，應采取停爐措施。運行值班長曾多次向電管局總調度和省電管局調度請示，但上級部門非但不同意停爐，而且還要將鍋爐負荷再提高一些，要求鍋爐堅持運行到3月15日計劃檢修時再停爐，結果因結焦嚴重，大塊焦渣崩落，導致該起特大事故發生。
因此，該起事故原因的認定結論為：制造廠鍋爐爐膛設計、布置不完善及運行指揮失當，是一起鍋爐設備嚴重損壞和人員群亡的責任事故。事故的直接原因是鍋爐嚴重結渣。
【案例警示】
1.國內大型電站爐結渣問題比較普遍，為接受事故教訓，舉一反三，電力工業部于1993年9月24日至28日召開了大型電站鍋爐燃燒技術研討會，邀請科研、制造和大專院校的專家參加，提出技術改進和加強管理的措施，提高電站鍋爐的安全運行水平。
2.為預防事故再次發生，具體的防范措施如下。
（一）制造廠（ABB—CE）應采取措施，解決投產以來一直存在的再熱器汽溫低和部分再熱器管壁溫度嚴重超限的問題。
（二）制造廠應研究改進現有噴燃器，防止鍋爐結焦和煙溫偏差過大的問題，在未改進前，制造廠應在保證鍋爐設計參數的前提下，提出允許噴燃器下擺運行的角度和持續時間。
（三）鍋爐設計中吹灰器布置密度低，現在吹灰器制造質量差，制造廠應采取措施加以改進。在未改進前，電廠應加強檢修、維護和管理，提高現有吹灰器的可用率，必要時換用符合要求的吹灰器。
（四）制造廠應研究適當加強冷灰斗支承的措施，以提高其結構穩定性又不致影響環形集箱的安全。
（五）制造廠應采取措施加裝必要的監視測點，如尾部煙溫、煙壓測點、過熱器減溫器進出口汽溫測點、輻射式再熱器出口汽溫測點等，并送入計算機數據采集系統。此外，還應考慮裝設記錄型爐膛負壓表。
（六）制造廠應對冷灰斗的積渣和出渣系統的出渣增加必要的監測手段，包括增加必要的爐膛看火孔，以便檢查鍋爐結渣情況。
（七）制造廠應對不符合安全要求的廠房結構、安全設施、通道、門、走廊、平臺和扶梯等進行改進，如大門不能采用卷簾門，看火孔附近要有平臺等。
（八）切實加強燃煤管理，電力部和其他上級有關部門應共同解決鍋爐燃煤的定點供應問題，電廠要加強對入廠煤，火爐煤的煤質分析和管理，完善配煤管理技術。
（九）電廠應嚴格執行運行規程，加強對鍋爐的運行分析和管理工作。應及時提出鍋爐運行情況的分析意見和異常工況的應急措施。
（十）對事故中波及的設備和部件進行仔細的檢查。恢復運行前必須進行爐內空氣動力場和燃燒調整試驗。
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