一起燃气锅炉的炉膛爆炸事故

江南

事故发生
2000年3月24日17:15，北京市XX学院锅炉房一声巨响，被震碎的窗户玻璃和脱落的锅炉房顶隔音板、铁皮等四处乱飞——该锅炉房一台MVK5000（相当于WNS4.2－0.7/95/70-Q）燃气锅炉突然发生炉膛爆炸。包扎不仅使锅炉、相关辅助设备和锅炉房受到严重损坏，直接经济损失100多万，而且使两名现场人员当场死亡。辖区的安全监察机构接报后，于18点感到出事地点，并封锁了现场；市安全监察部门组织的事故调查组于26日上午8点进入现场，展开对事故的调查分析。
2 设备情况
该锅炉房共有三台1999年从某国进口的MVK型燃气锅炉，其中2台为MVK5000，锅炉使用燃料为城市燃气。
锅炉本体为卧式内燃全湿背三回程结构；其转烟室后部设有一直径为ф500的检查门孔；后烟箱烟气出口与烟囱用M10螺栓进行法兰连接；烟囱上部设有防雨罩，用3条50mmx5mm的扁钢与烟囱焊接连接；前、后烟箱均压码以M12螺栓将门盖压紧在烟箱体上。
燃烧器为CUENOD牌CC503/802G507/8分体式燃气燃烧器，燃气由DN80管路经2只串联的SKP70-111B27电磁阀进入燃烧器本体；燃烧器上标注的进气压力为30Kpa（300mbar）；空气由独立设置在锅炉侧面的鼓风机经风道送至燃烧器，风道与燃烧器间用喷胶玻璃布接头。锅炉为全自动控制，其点火程序控制器为LFL1.333型；熄火保护用的火焰传感器为QRA型紫外线光管。
锅炉房外设有一调压间，中压供气管网的燃气经此调压后进入锅炉房安装完毕后，于1999年12月由国外专家对锅炉进行热态调试，燃气为焦炉煤气。经过1周的调试，因燃气压力不足，锅炉出力尚未达到铭牌规定的50％。之后，锅炉转入对建筑进行保温性供热，至2000年3月24日，供货代理商请来专业技术人员对锅炉进行满负荷调试，以便移交用户，就在调试的过程中发生了炉膛爆炸。
3 现场勘察情况
现场勘察有关情况如下：
① 装置在电器控制箱内的点火程序控制显示窗口指示的位置是零位，说明控制系统无异常；
② 熄火保护用的火焰传感器紫外光电管已被震脱在燃烧器筒外，其玻璃管已经破裂，只剩下金属套管头；
③ 燃气供给系统的球发在打开位置，处于通气状态。2只电磁阀中其主电磁阀上部端盖和电源接线盒盒盖均被打开，并有两根带弹簧夹钳的电线悬挂在主电磁阀下方，电线的另一端沿锅炉房地面伸至配电柜与220V电源相接，幸存的现场人员说，这是24日下午17点前调试人员布设的供主电磁阀用的临时电源线（安全电磁阀盒主电磁阀的电源为并联）；与2只电磁并联的捡漏装置已被震坏飞出；
④ 空气供给系统的喷胶玻璃纤维布软接头已被撕裂；
⑤ 锅炉的前后烟箱门（各两扇）均被爆炸力冲脱，飞出时碰到障碍物，分别落在离锅炉0.5m、1.0m、3.1m、0.5m处；烟箱体上的压码螺栓大多以弯曲变形；后烟箱烟气出口与烟囱连接的“天园地方”过渡烟道已被完全爆破，烟囱顶部的防雨帽被爆炸冲脱，飞出20多米；
⑥ 锅炉房外调压间的压力表显示，进气压力为55kPa，出气压力为14.7kPa；从死亡者遗留在现场的笔记本上看，爆炸当天锅炉房最高燃气压力为18.6kPa；
⑦ 锅炉房顶、门窗等受到损坏。
4 事故分析
①引起炉膛燃气爆炸的直接原因是调试人员的错误操作。
该锅炉调试自当日上午10点开始，经多方调整，出力还是未达到要求，仅为额定热功率的50％左右，直至下午16:45停炉。停炉后，调试人员从配电柜接出220V临时电源到炉前，而后将主电磁阀上部端盖和接线盒盒盖打开，正当调试人员用临时电源向电磁阀供电，以观察电磁阀开启程度时，炉膛发生爆炸。其错误在于a 操作者没有遵守对燃气供给系统器件进行检查处理时必须首先切断电源的规定，而是在球阀开启，与气源相同的情况下向电磁阀供电，使电磁阀立即打开，燃气进入了炉膛；b 在锅炉仅停炉30min，炉膛前端燃烧头周围的扩散锥和炉胆后部检查门内侧的耐火砌体尚未冷却的情况下，就急于绕开程序控制、未经吹扫，用外电源打开电磁阀，使进入炉膛的燃气与高温热源相遇。两个错误给爆炸创造了充分而必要的条件。
② 造成此次爆炸的客观原因是燃气压力不足和燃烧器与锅炉不匹配，但也是认为因素所致。锅炉安装完毕至爆炸发生前已经进行过三个阶段的热态运行，即安装调试，冬季保暖性供热及此次满负荷移交调试。三个阶段锅炉出力均达不到额定热功率，其明显原因是燃气压力不足，最高时也未达到20kPa，而燃烧器要求的进气压力为30kPa，应当说，如果燃气压力不足是客观存在，而因燃气压力不足在调试中引起的炉膛爆炸却是人为因素所致。首先，燃气管网在调压间入口的进口压力为55kPa，其出气压力是完全可以达到燃烧器进气压力30kPa要求的。但由于调压间属燃气供应单位管辖，用户与燃气供应单位之间种种原因始终未就出气压力问题协调好，造成出气压力就一直停留在调压间交付使用时的20kPa以下的状态，其次，调试人员缺少或未按燃气喷嘴技术来处理燃烧器处理不足的问题。因为，对于1台结果已经固定的燃烧器而言，其喷嘴结构就已经固定了。当燃气种类与燃烧器设计相符时，燃烧器运行时的喷嘴热功率只与进气压力有关。调试人员企图通过提高电磁阀开启高度来增大燃烧器出力，这种处理方法是不符合喷嘴处理规律的，何况该电磁阀就是开关式而非调节式，而且处理时正如以上所述，是在球阀未关闭和无吹扫的情况下，强行用外电源来处理的，以致酿成事故。反之，以此次不足7小时的调试相比，在较长时间的安装调试和冬季保暖运行过程中，同样是燃气压力不足，锅炉却未发生爆炸。二者的区别在于，外方人员经1周调试后找出了锅炉未达到出力的原因，决定在为解决燃气压力时不在继续调试，并向用户出具了书面意见；而在整个冬季保暖运行期间从运行记录上看，虽然燃气压力过低时，锅炉就会自动保护性停炉，不会引起爆炸。也就是说，同样是燃气压力低，前者因采取人为的错误措施使炉膛发生了爆炸，而后者因依靠自动控制使锅炉处于安全状态。在查阅供货合同时，合同上明文规定锅炉配置的ELCO（欧料）牌燃烧器，二锅炉上安装的实物确实CUENOD（贵诺）牌燃烧器。按相关材料，贵诺燃烧器使用的燃气种类是天然气，但现场却用的是焦炉煤气。从燃烧器设计和选用的参数来讲，这是两个不同范围的参数。显然，即使供气压力达到要求，燃烧器出力也满足不了锅炉额定处里要求。
不良的烟相继结构直接导致了两名调试人员的死亡。
吴国锅炉安全技术监察规定对炉墙上的孔盖结构有“应保证不会被烟气冲开”的规定，该规定应当也适用于锅壳锅炉，特别是微正压燃烧的燃气（油）过路的烟箱门等具有孔盖性质的结构。该锅炉爆炸后，其门盖类结构的破坏情况是：炉胆前端安装燃烧器的套筒与盖板、盖板与燃烧器的法兰连接安然无恙，炉胆后端回燃室外侧的检查门盖仍然原封未动的固定在门体上，也未产生任何变形；而前烟箱和后烟箱上的各2扇烟箱门均已飞出，落在离锅炉0.5~3.5m的障碍物处。为什么承受爆炸力最大的炉胆前、后端的门盖未受到任何损坏，而承受爆炸力相对小的烟箱门却受到完全破坏呢？这就是结构不同所至，前者均为法兰连接，后者却是压码连接。从破坏现场来看，烟箱门压紧压码得M12螺栓大多已经弯曲变形。可以分析其破坏过程是：爆炸时，作用在整个烟箱门内侧平面上的力将烟箱门向外推，该推力经压码转换成作用在悬臂型结构的螺栓商埠，导致螺栓弯曲变形；而螺栓的变形就使原本是被压紧的烟门松脱，并最终被爆炸力冲开飞出，当然，这一过程是在爆炸时极短时间内完成的。正因如此，2名真正在炉前燃烧器良策、正对烟箱门的调试人员就被巨大的爆炸力冲出的烟箱门击中，并当场死亡。现场也证实了这一点，2名死者于2扇烟箱门几乎落在同处。
5 对事故的思考
纵观此次爆炸的前因后果，应当说这是一次不该发生的事故。说它不该发生，是因为我国锅炉安全监察条例、规定、规则中都有保证锅炉安全，防止事故发生的规定，然而没有得到遵守。
我国《锅炉压力容器安全监察暂行条例》，蒸汽或热水锅炉安全技术监察《规程》，以及《锅炉房安全管理规则》等都规定；使用锅炉的单位应设专职或兼职管理人员，且管理人员应熟悉锅炉安全技术知识。该学院锅炉房有3台锅炉，总容量超过10MW，且为技术复杂、危险性大的燃气锅炉，应按规定设具备锅炉安全知识的管理人员。但实际情况是有的管理人员却缺乏起码的锅炉安全知识，形同虚设。如关于燃气压力的问题，该管理人员竟“不知燃气压力很重要”，“订货时没有了解燃气压力条件”；当问及实际安装的燃烧器为何与供货合同不符时，回答是：庆典货物时只看该项有没有，不明白还需品牌规格也要相符，以至将问题延续到了安装和调试环节。
我国实行的是《进口锅炉安全质量许可证》制度，但国内代理商很复杂。该锅炉名为某先进国家制造，但实际产品质量却很粗糙，且发生了燃烧器与到货合同不符等问题，其中就有“偷梁换柱”的嫌疑。
据了解，类似该锅炉前、后烟箱非牢固性连接结构的微正压燃气（油）锅炉，目前国内、外产品都有。这种结构多是从燃煤锅炉延续而来的，在安全上，这种结构不宜用于燃气（油）锅炉。
我国正经历过路，特别是大城市中的工业锅炉燃料由煤改燃气（燃油）的转换时期，燃气锅炉的数量增加很快，这就要求锅炉安全监察、安装和使用环节“与时俱进”。首先是安全观念要转变，就是燃气锅炉不仅要防止汽水系统的物理爆炸，更要防止燃烧系统的化学爆炸；其次是燃气锅炉的技术复杂程度比燃煤锅炉高得多，无论从事哪个环节的工作，都必须具备相应的燃烧器和自动化技术知识，也就是知识更新；再由就是锅炉结构，必须保证安全，如此等等。

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学习了，调试的时候，无关人员绝不能停留在现场，做好灭火准备，认真仔细检查

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什么问题

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帕琪洛夫

事故的原因分析如下：

1.手动操作时主气阀漏器未前扫气就点火。

2.手动操作时未在低火位就点火。

3.手动操作时反复点火。

4.手动操作时操作工责任心不强。