一、前言

　　遼寧省華錦化工集團(tuán)盤錦乙烯有限責(zé)任公司開工鍋爐BF-1101B回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器(GAH)曾先后2次因發(fā)生二次燃燒事故而損壞。為吸取事故教訓(xùn)，筆者對空氣預(yù)熱器著火原因、現(xiàn)象進(jìn)行了分析，并提出了相應(yīng)的預(yù)防措施及解決辦法。

　　二、事故經(jīng)過

　　2004年1月14日零時58分，該公司BF-110lB爐因火焰監(jiān)測器檢測不到火焰信號而報警聯(lián)鎖停車，緊接著工藝人員對B爐實(shí)施恢復(fù)點(diǎn)火過程中，又因其他儀表故障而多次使B爐吹掃點(diǎn)火失敗。2時左右，就在繼續(xù)對B爐進(jìn)行吹掃點(diǎn)火期間，總控人員發(fā)現(xiàn)鍋爐系統(tǒng)報警盤上的GAH停車報警，于是立即通知現(xiàn)場檢查確認(rèn)。檢查中發(fā)現(xiàn)空氣預(yù)熱器換熱元件已經(jīng)冒煙著火，支撐板被燒得通紅，并且蓄熱板多半因嚴(yán)重過熱而熔化變形，有的已脫落在煙道內(nèi)。各種現(xiàn)象表明GAH 為二次燃燒，現(xiàn)場立即做緊急處理。檢修后雖能勉強(qiáng)再用，但GAH轉(zhuǎn)子終因嚴(yán)重過熱而產(chǎn)生了明顯位移，并導(dǎo)致漏風(fēng)嚴(yán)重、周邊過渡卡磨、電機(jī)頻繁超載眺閘等一系列不良后果，初定擇期進(jìn)行檢修或更換。而該爐在1997年12月，就曾因鍋爐超負(fù)荷運(yùn)行時間過長，已發(fā)生過2起空氣預(yù)熱器二次燃燒事故，事故造成空氣預(yù)熱器全部燒毀。

　　三、空氣預(yù)熱器著火原因分析

　　該公司乙烯裝置開工鍋爐BF-1101B采用日本NEC技術(shù)設(shè)計(jì)制造，可實(shí)現(xiàn)單燒油、氣或油氣同時混燒，于1989年12月點(diǎn)火供汽投人工藝運(yùn)行。該爐采用回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器(GAH)，利用鍋爐尾部的煙氣余熱來加熱空氣，以改善燃燒效果，提高鍋爐熱效率?？諝忸A(yù)熱器著火多發(fā)生在燃油和燃?xì)鉅t上，又稱鍋爐尾部二次燃燒。B爐回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器的波紋板式蓄熱元件被緊密地放置在扇形隔倉內(nèi)，由于流通空間狹小，很容易造成可燃物沉積，因此，當(dāng)爐膛內(nèi)一些沒有完全燃燒或未燃盡的可燃物隨煙氣流在空氣預(yù)熱器蓄熱元件內(nèi)沉積后，一旦氧化升溫達(dá)到著火條件，便會發(fā)生著火燃燒，造成受熱元件燒損，其主要原因有以下幾方面。

　　1．由燃料組分過重而導(dǎo)致燃料燃燒不完全，使GAH挾熱面上積聚可燃物

　　一段時間以來，該公司鍋爐以外購渣油、裂化殘油和抽余C4燃料為多，它們的組分較重，黏度較高，自燃點(diǎn)低，燃燒時易析碳，蒸汽霧化燃料時破碎能力也很差，大分子油滴含量高，油槍噴嘴易堵塞，因此經(jīng)常影響燃油的霧化質(zhì)量和燃燒效果。運(yùn)行時女口果燃燒調(diào)整不當(dāng)，風(fēng)量不足或配風(fēng)不合理以及工藝工況波動時，就會來不及使炭黑燃燒完全而產(chǎn)生黑煙。爐瞠內(nèi)沒有完全燃燒的油粒被煙氣帶到鍋爐尾部GAH換熱面上開始沉積，這也就為二次燃燒提供了物質(zhì)基礎(chǔ)n從最近這次停車后儀表人員對火焰監(jiān)測器的檢查結(jié)果看，并沒有查出問題。經(jīng)驗(yàn)分析認(rèn)為，這次事故基本上是燃料燃燒不好時產(chǎn)生大量黑煙，黑煙進(jìn)入或遮蓋住了監(jiān)測器探頭，產(chǎn)生假信號報警停車所致。

　　另外，在鍋爐頻繁啟停過程中，由于爐瞠燃燒工況不良，燃料不易燃盡，在煙氣流速較低時，極易造成大量未燃盡的可燃物沉積；鍋爐低負(fù)荷運(yùn)行時間過長，燃燒不穩(wěn)定，煙速偏低，未燃盡的可燃物易在波紋板上沉積；以往事故教訓(xùn)和經(jīng)驗(yàn)還證實(shí)：空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子堵灰、磨損后漏風(fēng)、煙道尾部過?？諝庀禂?shù)或氧含量控制過低等都能導(dǎo)致燃料因缺氧而燃燒不完全。目前，該公司A、B爐空氣預(yù)熱器轉(zhuǎn)子都有不同程度的漏風(fēng)隱患；1997年以后，鍋爐因各種原因始終不能滿負(fù)荷運(yùn)行，煙氣流速低；有時為提高鍋爐熱效率而一味去降低尾部過剩空氣量。這些都為空氣預(yù)熱器二次燃燒留下了隱患。

　　2．頻繁吹掃點(diǎn)火為鍋爐沉積可燃物著火提供了充足的復(fù)

　　鍋爐點(diǎn)火過程中煙氣流速低，燃燒系統(tǒng)空間的含氧量又較正常運(yùn)行時高得多，像B爐當(dāng)時曾連續(xù)幾次點(diǎn)火吹掃，因此便使尚具余熱的未燃盡可燃物因具備了充足的過剩氧量而復(fù)燃。

　　3．由于吹灰機(jī)吹灰間隔時間設(shè)置大長或吹灰效果不良以及水沖洗裝置沒有按要求投用而導(dǎo)致可燃物累積為減輕飛灰、未燃物及酸性物質(zhì)在GAH換熱面上的沉積程度，保持換熱面盡量清潔，降低煙氣流通阻力，提高進(jìn)風(fēng)預(yù)熱效果，因此對其設(shè)置了吹灰器和固定式水沖洗裝置。吹灰機(jī)吹灰周期設(shè)置應(yīng)以鍋爐所燒燃料、蒸汽負(fù)荷、燃燒工況、起停次數(shù)以及換熱介質(zhì)前后溫度、壓力改變等情況為調(diào)整依據(jù)，而不是一成不變的。目前凡配置吹灰器的鍋爐普遍設(shè)定吹灰周期為4-8h／次。但當(dāng)燃料組分變重、負(fù)荷偏低、由于某種原因經(jīng)常冒黑煙、排煙溫度超標(biāo)、換熱介質(zhì)壓差增大時，就應(yīng)該縮短吹灰周期或臨時增加手動吹灰次數(shù)；否則，可燃物長時間大量積存就很可能引起二次著火。而水沖洗是針對吹灰器清掃能力有限，難以徹底除灰問題而采用的一種水洗方法，因此鍋爐應(yīng)定期按要求投用水沖洗裝置除灰。

　　4．由于運(yùn)行人員對二次燃燒事故判斷不準(zhǔn)確

　　處理方法和經(jīng)驗(yàn)不足而導(dǎo)致燃料燃燒不完全在回顧以往幾次事故的處理過程及總結(jié)其他廠家經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)后，筆者發(fā)現(xiàn)，運(yùn)行人員對二次燃燒事故初起現(xiàn)象的判斷方法和經(jīng)驗(yàn)還不足，有多少可以撲滅著火的方法不是很清楚，處理也不及時準(zhǔn)確。在該次事故調(diào)查中還發(fā)現(xiàn)。有的外聘操作工對現(xiàn)有預(yù)防設(shè)施還不知道該如何投用，最終導(dǎo)致二次燃燒后果擴(kuò)大。

　　另外，操作人員責(zé)任心不強(qiáng)或技術(shù)不過硬也是造成二次燃燒的重要原因。加強(qiáng)運(yùn)行人員的職業(yè)素質(zhì)教育和技術(shù)培訓(xùn)工作，增強(qiáng)操作人員對異常事故的判斷和處理能力是有效預(yù)防和正確處理二次燃燒事故的有力保證。

　　四、二次燃燒前后的現(xiàn)象

　　1．二次燃燒不論在鍋爐停車狀態(tài)還是在運(yùn)行狀態(tài)下發(fā)生，最初一般表現(xiàn)為排煙溫度迅速升高，且進(jìn)出口煙溫偏差極??；

　　2．煙道尾部過?？諝庀禂?shù)和氧含量降至零，雖手動開大風(fēng)機(jī)入口擋板，但效果仍不明顯；

　　3．煙囪不正常地冒黑煙，嚴(yán)重時GAH處煙道四周保溫層也有煙氣串出；

　　4．有時因GAH過熱變形后出現(xiàn)刮磨而使電機(jī)超電流或過載跳閘，風(fēng)動馬達(dá)帶負(fù)荷困難。

　　五、發(fā)生二次燃燒后的處理對策

　　1．當(dāng)發(fā)現(xiàn)上述現(xiàn)象時，操作人員應(yīng)通過人孔視鏡進(jìn)行全面檢查并調(diào)整燃燒。當(dāng)空氣預(yù)熱器或煙道內(nèi)部煙溫迅速上升，并有二次燃燒現(xiàn)象出現(xiàn)時，應(yīng)立即緊急停爐，切斷向燃燒室內(nèi)供應(yīng)燃料，停止送風(fēng)機(jī)并完全關(guān)閉煙氣和空氣擋板，使鍋爐處于密閉狀態(tài)。然后開啟GAH吹灰蒸汽和滅火專用蒸汽，進(jìn)行滅火。

　　2．在GAH轉(zhuǎn)子開始有熔化變形時，標(biāo)志著二次燃燒已經(jīng)比較嚴(yán)重，此時應(yīng)投用水沖洗裝置進(jìn)行撲滅，并打開空氣預(yù)熱器下部灰斗排水口排水，以將空氣預(yù)熱器變形和損壞程度降至最低。當(dāng)內(nèi)部水沖洗系統(tǒng)水量較小時，可緊急接通廠區(qū)消防水系統(tǒng)，對空氣預(yù)熱器進(jìn)行灌滅。

　　3.當(dāng)發(fā)現(xiàn)煙道外殼保溫層也呈現(xiàn)紅熱冒煙現(xiàn)象時，可通過澆水噴淋冷卻，同時也應(yīng)對GAH導(dǎo)向軸承油室進(jìn)行澆水降溫，以防油室著火。

　　4．發(fā)生二次燃燒時盡量不要打開任何可以進(jìn)空氣的通道。當(dāng)確認(rèn)煙道二次燃燒完全消除后，才可停止蒸汽吹掃和關(guān)閉水沖洗閥門，全面檢查轉(zhuǎn)子和密封系統(tǒng)的損壞和變形情況，具備點(diǎn)火條件時，方能開啟風(fēng)機(jī)并逐漸開大空氣擋板和煙道擋板，通風(fēng)5-10min，重新點(diǎn)火。

　　5．如果GAH損壞嚴(yán)重，且不能在短時間內(nèi)恢復(fù)時，要制定出合理的修復(fù)計(jì)劃。特別要注意煙道要有充分的降溫時間。2004年1月14日2時左右，B爐發(fā)生二次燃燒，撲滅后預(yù)定次日檢修，但由于降溫時間短，就在次日上午打開煙道人孔時，由于尚有一定余熱的殘余可燃物與空氣接觸，又再次發(fā)生了著火燃燒，結(jié)果加劇了GAH的損壞程度。

　　六、空氣預(yù)熱器產(chǎn)生二次燃燒的預(yù)防措施

　　從以往事故的發(fā)生規(guī)律可以看出：二次燃燒多發(fā)生在鍋爐頻繁啟停和負(fù)荷長期偏低或嚴(yán)重超高階段，防止鍋爐空氣預(yù)熱器二次燃燒的主要措施是防止可燃物的沉積和著火初期的正確處理。

　　1．運(yùn)行規(guī)程中應(yīng)明確爐前燃油和霧化蒸汽的壓力、溫度以及煙氣和空氣進(jìn)出口溫度等監(jiān)控點(diǎn)參數(shù)，發(fā)現(xiàn)異常應(yīng)及時采取措施處理。當(dāng)煙氣溫度超過設(shè)定值時，應(yīng)聯(lián)鎖或手動停爐。

　　2．鍋爐在燃用渣油或重油以及在投油槍、負(fù)荷偏低運(yùn)行階段，尤其應(yīng)注意油的完全燃燒，根據(jù)燃料性質(zhì)、鍋爐尾部過剩。：含量或過?？諝庀禂?shù)及火焰的分布和顏色調(diào)整好燃燒工況，保持最佳的霧化狀態(tài)。對存在漏油、霧化不良的油嘴應(yīng)及時予以更換。

　　3．當(dāng)燃料有較大變化、鍋爐在低于25％額定負(fù)荷下長時間運(yùn)行、回轉(zhuǎn)式空氣預(yù)熱器煙氣側(cè)壓差增加、煙囪連續(xù)冒黑煙以及停爐前，應(yīng)縮短吹灰周期或手動增加吹灰次數(shù)，以減少可燃物沉積，必要時可停爐用水沖洗。

　　4．停爐后風(fēng)機(jī)應(yīng)繼續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)，當(dāng)煙氣進(jìn)口溫度降至150’C以下時方能停止空氣預(yù)熱器運(yùn)行。若發(fā)現(xiàn)溫度有急劇上升現(xiàn)象，須立即做好滅火準(zhǔn)備。

　　5．空氣預(yù)熱器出入口煙／風(fēng)擋板，應(yīng)能關(guān)閉嚴(yán)密。

　　6．在空氣預(yù)熱器的空氣及煙氣側(cè)最好設(shè)蒸汽或噴水滅火裝置，需要時利用吹灰蒸汽管或?qū)Ｓ孟勒羝麑煹纼?nèi)充滿蒸汽進(jìn)行隔絕空氣式消防滅火。嚴(yán)重時也可投入消防水進(jìn)行滅火。

　　7．建議在盡量*近預(yù)熱器轉(zhuǎn)子處加裝預(yù)熱器壓降測點(diǎn)和空氣預(yù)熱器煙氣出口溫度測點(diǎn)，以便更好地反映空氣預(yù)熱器的實(shí)際運(yùn)行狀況。

　　8．加強(qiáng)操作人員的技術(shù)規(guī)程培訓(xùn)和責(zé)任心的培養(yǎng)對異?，F(xiàn)象的判斷和處理能力。

　　七、結(jié)論

　　幾起空氣預(yù)熱器二次燃燒所造成的設(shè)備損壞已使該公司蒙受了重大的經(jīng)濟(jì)損失，因此對它的防范和處理切不可掉以輕心。各主管部門應(yīng)積極組織技術(shù)力量盡可能健全和規(guī)范鍋爐操作規(guī)程，尤其要完善GAH在各種情況下的緊急處理預(yù)案。同時也要強(qiáng)化技術(shù)規(guī)程培訓(xùn)，完備現(xiàn)有的安全消防配套設(shè)施，以確保其始終在一個安全穩(wěn)妥的環(huán)境下運(yùn)行。近年來，隨著新型空氣預(yù)熱器換代產(chǎn)品和新一代除灰技術(shù)的不斷發(fā)展和成熟，使二次燃燒的發(fā)生幾率得到了很好的控制，應(yīng)在這方面做一些嘗試。

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