以廣州地區(qū)生物質(zhì)鍋爐安裝改造監(jiān)檢發(fā)現(xiàn)的安全隱患為分析對(duì)象，在安全隱患存在現(xiàn)狀、產(chǎn)生原因和解決措施3個(gè)方面進(jìn)行了地系統(tǒng)分析研究，詳細(xì)地闡述了生物質(zhì)工業(yè)鍋爐安裝改造監(jiān)檢的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，將有效地取締生物質(zhì)工業(yè)鍋爐安裝改造后遺留的安全隱患。

引言

生物質(zhì)燃料是新起的清潔能源，具有節(jié)能環(huán)保特性[1]，很多國(guó)家在工業(yè)鍋爐上都有生物質(zhì)顆粒燃料的應(yīng)用[2]。目前，廣州的生物質(zhì)工業(yè)鍋爐有新安裝的、也有由燃煤工業(yè)鍋爐改造過(guò)來(lái)的，由于各方面的因素，鍋爐時(shí)常出現(xiàn)各種安全隱患。

針對(duì)廣州地區(qū)生物質(zhì)工業(yè)鍋爐在安裝改造后發(fā)現(xiàn)的常見(jiàn)安全隱患，并研究其產(chǎn)生原因和提出解決措施。通過(guò)詳細(xì)地闡述了生物質(zhì)工業(yè)鍋爐安裝改造監(jiān)檢的重點(diǎn)環(huán)節(jié)，為監(jiān)檢人員提供了監(jiān)檢技術(shù)指導(dǎo)，對(duì)消除生物質(zhì)工業(yè)鍋爐安裝改造后遺留的安全隱患具有重要意義。

1事故概況

1.1 燃粉狀生物質(zhì)的鍋爐事故

燃粉狀生物質(zhì)鍋爐概貌如圖1所示，在使用期間出現(xiàn)燃燒系統(tǒng)輕微爆燃現(xiàn)象，導(dǎo)致加料倉(cāng)與進(jìn)料管的連接部分(爆燃前用非金屬件連接)爆開(kāi)，爆燃后改為金屬件連接

1.2 臥式內(nèi)燃式生物質(zhì)爐事故

從反映出燃燒機(jī)的進(jìn)風(fēng)量過(guò)大，風(fēng)速較高，從發(fā)黑的表面看出生物質(zhì)燃料并未充分燃燒，配風(fēng)不合理導(dǎo)致的固體燃燒不完全，在前煙箱門(mén)結(jié)焦。

后部波紋爐膽底部120°~210°區(qū)域?yàn)槟p較嚴(yán)重及腐蝕坑多發(fā)區(qū)域，比較特別的是較深的腐蝕坑發(fā)生在波紋的背風(fēng)面。

爐膽尾端下部至后管板之間的平直段是磨損最嚴(yán)重區(qū)域。該區(qū)域積灰較細(xì)且松軟。

1.3 縱置式鏈條爐排生物質(zhì)爐事故

縱置式鏈條爐排生物質(zhì)爐概貌所示。

鏈條爐排生物質(zhì)爐在鼓引風(fēng)機(jī)停運(yùn)、鏈條爐排停運(yùn)或轉(zhuǎn)速過(guò)慢時(shí)，容易引起倒燃而使料斗里的生物質(zhì)顆粒著火。

2 事故原因分析

針對(duì)上述典型事故隱患，分析事故原因主要有技術(shù)管理原因和運(yùn)行管理原因。

2.1 技術(shù)管理原因

燃煤、燃油鍋爐私自改為燃生物質(zhì)鍋爐而未辦理相關(guān)手續(xù)。生物質(zhì)鍋爐現(xiàn)場(chǎng)結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)圖紙或者改造圖紙不一致。將根本不適應(yīng)生物質(zhì)燃料的鍋爐改造成燃燒生物質(zhì)。

2.2 運(yùn)行管理原因

2.2.1 燃粉狀生物質(zhì)鍋爐

鍋爐在加料過(guò)程中燃料中破碎形成的粉狀燃料過(guò)多，在相對(duì)封閉的料倉(cāng)、爐膛等空間內(nèi)，這些可燃粉塵濃度達(dá)到甚至超過(guò)爆燃的濃度，加料倉(cāng)沒(méi)有防火防爆裝置，導(dǎo)致加料倉(cāng)與進(jìn)料管的連接部分爆開(kāi)。

2.2.2臥式內(nèi)燃式生物質(zhì)爐

鍋爐改造之前的燃料為油，殘留的灰渣中硫含量較高，容易產(chǎn)生腐蝕坑。

此外，生物質(zhì)燃料中含有一定量的鉀、鈉、氯，在燃燒過(guò)程中的腐蝕主要有兩種:一種是由于燃燒生物質(zhì)鍋爐中堿金屬濃度很高,灰渣中的堿金屬硫酸鹽與SO3 共同作用產(chǎn)生腐蝕;另一種與生成氣態(tài)的HCl 與Cl2 有關(guān)。HCl 與Cl2 可穿透金屬氧化而形成的保護(hù)膜并與內(nèi)部金屬直接發(fā)生反應(yīng)形成金屬氯化物。這兩種腐蝕都會(huì)隨溫度的升高而使腐蝕速度加快?；谶@些原因前述爐膽背風(fēng)面由于積灰較多產(chǎn)生較深的腐蝕坑。

2.2.3 縱置式鏈條爐排生物質(zhì)爐

鏈條爐排煤爐改生物質(zhì)鍋爐時(shí)，鍋爐燃料為顆粒狀生物質(zhì)，生物質(zhì)燃料具有易燃性，導(dǎo)致燃燒位置前移，特別在鼓引風(fēng)機(jī)停運(yùn)、鏈條爐排停運(yùn)或轉(zhuǎn)速過(guò)慢時(shí)，容易引起倒燃而使燃料斗里的生物質(zhì)顆粒著火，此時(shí)爐膛前后受熱面溫差較大，鍋爐熱效率降低。

3 事故預(yù)防措施

3.1 加強(qiáng)安裝改造監(jiān)檢

在安裝時(shí)應(yīng)采用內(nèi)窺鏡檢查生物質(zhì)鍋爐焊接連接與圖紙?jiān)O(shè)計(jì)是否一致。

在燃煤鍋爐改造生物質(zhì)燃料時(shí)，如采用的生物質(zhì)燃料顆粒較小，應(yīng)注意爐排是否匹配，必要時(shí)應(yīng)更換爐排。

3.2 燃粉狀生物質(zhì)的鍋爐

加強(qiáng)監(jiān)管從料倉(cāng)到進(jìn)料管之間的連接材料，將最薄弱位置由非金屬件改為金屬件連接。建議安裝公司在料倉(cāng)增加防爆門(mén)。

3.3 臥式內(nèi)燃式生物質(zhì)爐

臥式內(nèi)燃式生物質(zhì)爐在運(yùn)行當(dāng)中的點(diǎn)火、停爐等階段存在燃料爆燃的風(fēng)險(xiǎn)，應(yīng)注意檢查鍋爐是否配有可靠的點(diǎn)火程序以及鍋爐點(diǎn)火前的前吹掃和鍋爐熄火后的后吹掃。

定期對(duì)鍋爐進(jìn)行停爐清灰。根據(jù)鍋爐的運(yùn)行負(fù)荷，選擇適當(dāng)?shù)墓娘L(fēng)機(jī)和引風(fēng)機(jī)運(yùn)行功率。

3.4 縱置式鏈條爐排生物質(zhì)爐

對(duì)于倒燃問(wèn)題可通過(guò)將爐排轉(zhuǎn)速調(diào)快，增加長(zhǎng)軸給料器來(lái)控制進(jìn)料速度，防止燃料在料斗下堆積。

對(duì)于燃燒位置前移的問(wèn)題可通過(guò)將前拱改造成高而短使生物質(zhì)燃料延遲燃燒，增加二次風(fēng)系統(tǒng)增強(qiáng)擾流，由于揮發(fā)分析出及燃燒時(shí)間短, 二次風(fēng)可以保證充足的空氣量和與揮發(fā)分的混合, 以使燃料燃燒充分。

4 結(jié)語(yǔ)

在生物質(zhì)鍋爐安裝改造過(guò)程中，應(yīng)重視加強(qiáng)內(nèi)部檢驗(yàn)工作，一方面是對(duì)鍋爐結(jié)構(gòu)與設(shè)計(jì)圖紙(尤其是改造圖紙)的符合性進(jìn)行確認(rèn)，另一方面對(duì)鍋爐(尤其是改造鍋爐)燃燒生物質(zhì)的適應(yīng)性進(jìn)行判斷。

對(duì)于可能發(fā)生爆燃和倒燃事故的鍋爐，在安裝、改造過(guò)程中應(yīng)根據(jù)現(xiàn)場(chǎng)出現(xiàn)的事故隱患問(wèn)題，要求鍋爐制造廠(chǎng)回復(fù)，根據(jù)回復(fù)內(nèi)容由安裝公司采取適當(dāng)措施防止事故發(fā)生。

對(duì)于臥式內(nèi)燃式的鍋爐進(jìn)行燃生物質(zhì)燃料改造的檢驗(yàn)時(shí)，應(yīng)特別注意腐蝕、磨損、積灰等方面對(duì)鍋爐的影響，重點(diǎn)檢查部位為爐膽下部及尾部、后管板、第二回程煙管。