【案例簡(jiǎn)述】
3月10日14時(shí)07分24秒，某發(fā)電廠(chǎng)1號鍋爐發(fā)生特大爐膛爆炸事故（按《電業(yè)生產(chǎn)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(jīng)濟損失778萬(wàn)元，機組停運132天，少發(fā)電近14億度。
該發(fā)電廠(chǎng)1號鍋爐是美國ABB-CE公司（美國燃燒公司）生產(chǎn)的亞臨界一次再熱強制循環(huán)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(shí)內無(wú)較大操作，14時(shí)，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(tài)，F磨備用。主要CCS調節項目除風(fēng)量在“手動(dòng)”調節狀態(tài)外，其余均投“自動(dòng)”，吹灰器需進(jìn)行消缺，故13時(shí)后已將吹灰器汽源隔離。事故發(fā)生時(shí)，集中控制值班人員聽(tīng)到一聲悶響，集中控制室備用控制盤(pán)上發(fā)出聲光報警：“爐膛壓力‘高高’”、“MFT”、“汽機跳閘”、“旁路快開(kāi)”等光字牌亮。FSSS盤(pán)顯示MFT的原因是“爐膛壓力‘高高’”引起，逆功率保護使發(fā)電機出口開(kāi)關(guān)跳開(kāi)，廠(chǎng)用電備用電源自投成功，電動(dòng)給水泵自啟動(dòng)成功。由于汽包水位急劇下降，運行人員手動(dòng)緊急停運爐水循環(huán)B、C（此時(shí)A泵已自動(dòng)跳閘）。就地檢查，發(fā)現整個(gè)鍋爐房迷漫著(zhù)煙、灰、汽霧，人員根本無(wú)法進(jìn)入，同時(shí)發(fā)現主汽壓急驟下降，即手動(dòng)停運電動(dòng)給水泵，由于鍋爐部分PLC柜通信中斷，引起CRT畫(huà)面鍋爐側所有輔助設備的狀態(tài)失去，無(wú)法控制操作，運行人員立即就地緊急停運兩組送風(fēng)機。經(jīng)戴防毒面具人員進(jìn)入現場(chǎng)附近，發(fā)現爐底冷灰斗嚴重損壞，呈開(kāi)放性破口。
該起事故死亡23人，其中電廠(chǎng)職工6人（女1人），民工17人，受傷24人，其中電廠(chǎng)職工5人，民工19人。
事故后對現場(chǎng)設備損壞情況檢查后發(fā)現，21m層以下?lián)p壞情況自上而下趨于嚴重，冷灰斗向爐后側裂成開(kāi)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?chē)乐負p壞，66根開(kāi)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(méi)在內。爐前側設備情況尚好，磨煤機，風(fēng)機，煙道基本無(wú)損壞。事故后，清除的灰渣934m3。
該起事故最終核算直接經(jīng)濟損失778萬(wàn)元人民幣，修復時(shí)間132天，少發(fā)電近14億度。因該爐事故造成的供電緊張，致使一段時(shí)間內該地區的企業(yè)實(shí)行停三開(kāi)四，附近地區停二開(kāi)五，工農業(yè)生產(chǎn)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(jiàn)，事故最初的突發(fā)性過(guò)程是多種因素造成的。
運行記錄中無(wú)鍋爐滅火和大負壓記錄，事故現場(chǎng)無(wú)殘焦，可以認定，并非煤粉爆炸。
清渣過(guò)程中未發(fā)現鐵異物，渣成分分析未發(fā)現析鐵，零米地坪完整無(wú)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(huì )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(fā)生后的檢驗結果表明：鍋爐所用的水冷壁管材符合技術(shù)規范要求，對水冷壁管斷口樣品的失效分析證實(shí)，包角管的破裂是由于冷灰斗破壞后塌落導致包角管受過(guò)大拉伸力而造成的。
對于事故的觸發(fā)原因，兩種意見(jiàn)如下：
一種意見(jiàn)認為，“3?10”事故的主要原因是鍋爐嚴重掉渣。事故的主要過(guò)程是：嚴重結積渣造成的靜載加上隨機落渣造成的動(dòng)載，致使冷灰斗局部失穩；落渣入水產(chǎn)生的水汽，進(jìn)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(dòng)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(zhì)與落渣入水產(chǎn)生的水汽，升溫膨脹使爐膛壓力大增，造成MFT動(dòng)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(zhì)量大增，爐膛壓力陡升，在渣的靜載、動(dòng)載和工質(zhì)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(chǎng)人員重大傷亡。因此，這是一起鍋爐嚴重結渣而由落渣誘發(fā)的機械一熱力破壞事故。
另一種意見(jiàn)認為，3月6日～3月10日爐內結渣嚴重，由于燃燒器長(cháng)時(shí)間下擺運行，加劇了灰斗結渣，這為煤裂解氣和煤氣的動(dòng)態(tài)產(chǎn)生和積聚創(chuàng )造了條件，灰渣落入渣斗產(chǎn)生的水蒸汽進(jìn)入冷灰斗，形成的振動(dòng)加速了可燃氣體的生成，經(jīng)分析計算，在0.75s內局部動(dòng)態(tài)產(chǎn)生了2.7kg以上混合可燃氣體，逐步沿灰斗上升。在上升過(guò)程中，由于下二次風(fēng)與可燃氣混合，混合溫度在470℃左右（未達著(zhù)火溫度）。突遇熾熱碎渣的進(jìn)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(fā)MFT動(dòng)作。爆炸時(shí)，兩側墻鼓出，在爆炸和爐底結渣的聯(lián)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(lián)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(dòng)范圍內煤質(zhì)時(shí)出現前述的嚴重結渣和再熱汽溫低，局部管段管壁超溫問(wèn)題，與制造廠(chǎng)鍋爐爐膛結構設計和布置等不完善有直接關(guān)系，它是造成這次事故的根本原因。
有關(guān)單位在管理上存在的一些問(wèn)題，也是導致這起事故發(fā)生的原因。
該事故機組自3月1日以來(lái)，運行一直不正常，再熱器管壁溫連續超過(guò)報警溫度，雖經(jīng)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(wèn)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(wú)效時(shí)，應采取停爐措施。運行值班長(cháng)曾多次向電管局總調度和省電管局調度請示，但上級部門(mén)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(shí)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(fā)生。
因此，該起事故原因的認定結論為：制造廠(chǎng)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(wèn)題比較普遍，為接受事故教訓，舉一反三，電力工業(yè)部于1993年9月24日至28日召開(kāi)了大型電站鍋爐燃燒技術(shù)研討會(huì )，邀請科研、制造和大專(zhuān)院校的專(zhuān)家參加，提出技術(shù)改進(jìn)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(fā)生，具體的防范措施如下。
（一）制造廠(chǎng)（ABB—CE）應采取措施，解決投產(chǎn)以來(lái)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(wèn)題。
（二）制造廠(chǎng)應研究改進(jìn)現有噴燃器，防止鍋爐結焦和煙溫偏差過(guò)大的問(wèn)題，在未改進(jìn)前，制造廠(chǎng)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(shí)間。
（三）鍋爐設計中吹灰器布置密度低，現在吹灰器制造質(zhì)量差，制造廠(chǎng)應采取措施加以改進(jìn)。在未改進(jìn)前，電廠(chǎng)應加強檢修、維護和管理，提高現有吹灰器的可用率，必要時(shí)換用符合要求的吹灰器。
（四）制造廠(chǎng)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(huán)形集箱的安全。
（五）制造廠(chǎng)應采取措施加裝必要的監視測點(diǎn)，如尾部煙溫、煙壓測點(diǎn)、過(guò)熱器減溫器進(jìn)出口汽溫測點(diǎn)、輻射式再熱器出口汽溫測點(diǎn)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(chǎng)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(chǎng)應對不符合安全要求的廠(chǎng)房結構、安全設施、通道、門(mén)、走廊、平臺和扶梯等進(jìn)行改進(jìn)，如大門(mén)不能采用卷簾門(mén)，看火孔附近要有平臺等。
（八）切實(shí)加強燃煤管理，電力部和其他上級有關(guān)部門(mén)應共同解決鍋爐燃煤的定點(diǎn)供應問(wèn)題，電廠(chǎng)要加強對入廠(chǎng)煤，火爐煤的煤質(zhì)分析和管理，完善配煤管理技術(shù)。
（九）電廠(chǎng)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(shí)提出鍋爐運行情況的分析意見(jiàn)和異常工況的應急措施。
（十）對事故中波及的設備和部件進(jìn)行仔細的檢查?；謴瓦\行前必須進(jìn)行爐內空氣動(dòng)力場(chǎng)和燃燒調整試驗。
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