逄燕

摘要：空氣預(yù)熱器二次燃燒事故雖然不是頻繁發(fā)生，但其危害卻相當(dāng)大，往往造成設(shè)備的巨大損壞，無論是管理人員還是操作運(yùn)行人員，對它的防范不可掉以輕心。

中圖分類號：TK223.34文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A文章編號：1672-3791(2011)04(a)-0000-00

1． 概述

某有限公司采用新技術(shù)投資興建工業(yè)化示范煤化工項目中的空氣-高溫?zé)煔忸A(yù)熱器在試驗運(yùn)行過程中發(fā)生了二次燃燒事故。事故造成：

（1）靠近空氣出口端下部的部分不銹鋼換熱管燒毀；

（2）燒損區(qū)管板變形嚴(yán)重，換熱管管頭縮回管板30mm左右；

（3）換熱管管頭與管板間的密封填料（陶瓷纖維）變硬變脆。

設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞。工藝系統(tǒng)不能正常生產(chǎn)出煤氣。燃燒事故發(fā)生前后，DCS系統(tǒng)顯示的異常溫度點(diǎn)記錄如下：

2． 原因分析

根據(jù)現(xiàn)場設(shè)備運(yùn)行情況和設(shè)備損壞情況分析，在空氣-高溫?zé)煔鈪^(qū)域發(fā)生了強(qiáng)烈的可燃物二次燃燒（再次燃燒），這種事故在燃油、燃?xì)夂腿紵悍鄣腻仩t設(shè)備中，在燃燒不正常、換熱面有積灰經(jīng)常發(fā)生。煙氣中發(fā)生可燃物二次燃燒必須具備以下三個必要條件：

（1） 有可燃物存在凡能與空氣中的氧或氧化劑起劇烈反應(yīng)的物質(zhì)均稱為可燃物?？扇嘉锸翘亢?、煤粉或油等，它們不易完全燃燒，會在預(yù)熱器受熱面上或容易存灰的墻壁、支撐件等結(jié)構(gòu)上沉積（即我們所說的積灰）。在本設(shè)備中，煙氣中含有濃度很高的碳粉（具體數(shù)量不詳），在設(shè)備設(shè)計時考慮了積灰清理問題，即在設(shè)備上預(yù)留了吹灰器接口，要求設(shè)備使用方安裝吹灰器吹灰。但使用方在事故發(fā)生前一直沒有安裝吹灰器，也沒有根據(jù)積灰情況進(jìn)行人工吹掃，經(jīng)過多次長時間運(yùn)行在換熱管上碳粉沉積嚴(yán)重，使設(shè)備具備了第一個必備條件。

（2）有助燃物存在凡能幫助和維持燃燒的物質(zhì)，均稱為助燃物。常見的助燃物是空氣和氧氣以及氯氣和氯酸鉀等氧化劑。在本設(shè)備設(shè)計前使用方由于沒有明確煙氣的固體成分和含量，設(shè)計方設(shè)計時按照常規(guī)含灰煙氣設(shè)計，考慮換熱管的熱膨脹問題，空氣出口側(cè)換熱管與管板的連接結(jié)構(gòu)采用了能夠相對滑動的簡單的填料密封結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)具有不大于3%的漏風(fēng)率，使設(shè)備具備了第二個必備條件。

（3）有點(diǎn)火源存在凡能引起可燃物質(zhì)燃燒的能源，統(tǒng)稱為點(diǎn)火源。本設(shè)備中換熱器的設(shè)計參數(shù)決定了煙氣的的溫度，煙氣進(jìn)口溫度800℃，出口溫度518℃，據(jù)此煙氣溫度達(dá)到了發(fā)生二次燃燒的條件，因此具備了第三個必備條件。

3. 二次燃燒過程分析

（1）根據(jù)DCS系統(tǒng)煙氣出口溫度曲線和運(yùn)行記錄顯示，設(shè)備每間隔一定時間，煙氣出口溫度突然升高，短時間內(nèi)又降低，有可能在設(shè)備燒毀前已多次發(fā)生二次燃燒，只是因為漏入空氣量較少，空氣能夠接觸到的可燃積灰較少，空氣能接觸到的可燃物燃盡后，火焰自然熄滅，經(jīng)多次二次燃燒，換熱管燒損嚴(yán)重，但沒有燒穿，因此沒有發(fā)生強(qiáng)烈的二次燃燒。

（2）當(dāng)最后再次發(fā)生二次燃燒后，某支管子被燒穿，較多空氣漏入煙道，接觸到更多的高溫碳粉并燃燒，較強(qiáng)烈的燃燒將相鄰的管子燒穿，提供了大量的空氣，引燃了更多的碳粉，最后導(dǎo)致?lián)Q熱管大面積燒毀和工藝系統(tǒng)后部燃燒設(shè)備缺氧熄火。

（3）換熱管燒毀區(qū)中心距空氣出口端管板內(nèi)壁距離大約為400mm，說明管端漏入空氣對換熱管積灰具有一定的吹灰作用，在靠近空氣出口管板處換熱管上的積灰受到漏入空氣的擾動被清除，該區(qū)域沒有燃料燃燒。

（4）可能加熱爐中助燃空氣量供應(yīng)不足或燃料供應(yīng)量偏大，部分可燃?xì)怏w在爐內(nèi)沒有完全燃燒，隨煙氣流入余熱鍋爐區(qū)域，使燃燒具備了燃料條件。

4. 預(yù)防及處理措施

為了防止二次燃燒事故的發(fā)生，可從以下幾個方面采取措施：

（1）設(shè)計方面 設(shè)備應(yīng)采用完全密封結(jié)構(gòu)，防止新鮮空氣漏入煙道中助燃。

（2）設(shè)備上應(yīng)安裝吹灰器。設(shè)備使用過程中應(yīng)根據(jù)積灰情況定期吹灰或進(jìn)行人工清掃防止可燃物的沉積。

（3）運(yùn)行中如發(fā)現(xiàn)排煙溫度不正常升高時，應(yīng)根據(jù)實際運(yùn)行狀態(tài)做好運(yùn)行分析校對溫度測點(diǎn)，不可盲目處理。

（4）緊急停爐后應(yīng)停止全部風(fēng)機(jī)，嚴(yán)密關(guān)閉各處孔門，必要時可采取蒸汽消防滅火。

5. 結(jié)語

空氣預(yù)熱器二次燃燒事故雖然不是頻繁發(fā)生，但其危害卻相當(dāng)大，往往造成設(shè)備的巨大損壞，無論是管理人員還是操作運(yùn)行人員，對它的防范不可掉以輕心。防止空氣預(yù)熱器發(fā)生二次燃燒最關(guān)鍵的就是加強(qiáng)運(yùn)行人員的技術(shù)水平和制定出完善的規(guī)章制度并嚴(yán)格執(zhí)行。