【案例簡述】
3月10日14時07分24秒，某發(fā)電廠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(diào)查規(guī)定》界定），人員傷亡嚴(yán)重，死23人，傷24人（重傷8人），直接經(jīng)濟損失778萬元，機組停運132天，少發(fā)電近14億度。
該發(fā)電廠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(xiàn)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日事故前一小時內(nèi)無較大操作，14時，機組負(fù)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(fù)10mm水柱，排煙溫度A側(cè)110℃，B側(cè)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(xiàn)磨備用。主要CCS調(diào)節(jié)項目除風(fēng)量在“手動”調(diào)節(jié)狀態(tài)外，其余均投“自動”，吹灰器需進行消缺，故13時后已將吹灰器汽源隔離。事故發(fā)生時，集中控制值班人員聽到一聲悶響，集中控制室備用控制盤上發(fā)出聲光報警：“爐膛壓力‘高高’”、“MFT”、“汽機跳閘”、“旁路快開”等光字牌亮。FSSS盤顯示MFT的原因是“爐膛壓力‘高高’”引起，逆功率保護使發(fā)電機出口開關(guān)跳開，廠用電備用電源自投成功，電動給水泵自啟動成功。由于汽包水位急劇下降，運行人員手動緊急停運爐水循環(huán)B、C（此時A泵已自動跳閘）。就地檢查，發(fā)現(xiàn)整個鍋爐房迷漫著煙、灰、汽霧，人員根本無法進入，同時發(fā)現(xiàn)主汽壓急驟下降，即手動停運電動給水泵，由于鍋爐部分PLC柜通信中斷，引起CRT畫面鍋爐側(cè)所有輔助設(shè)備的狀態(tài)失去，無法控制操作，運行人員立即就地緊急停運兩組送風(fēng)機。經(jīng)戴防毒面具人員進入現(xiàn)場附近，發(fā)現(xiàn)爐底冷灰斗嚴(yán)重?fù)p壞，呈開放性破口。
該起事故死亡23人，其中電廠職工6人（女1人），民工17人，受傷24人，其中電廠職工5人，民工19人。
事故后對現(xiàn)場設(shè)備損壞情況檢查后發(fā)現(xiàn)，21m層以下?lián)p壞情況自上而下趨于嚴(yán)重，冷灰斗向爐后側(cè)裂成開放性破口，側(cè)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，水冷壁管嚴(yán)重?fù)p壞，66根開斷，爐右側(cè)21m層以下剛性梁嚴(yán)重變形，零米層爐后側(cè)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在內(nèi)。爐前側(cè)設(shè)備情況尚好，磨煤機，風(fēng)機，煙道基本無損壞。事故后，清除的灰渣934m3。
該起事故最終核算直接經(jīng)濟損失778萬元人民幣，修復(fù)時間132天，少發(fā)電近14億度。因該爐事故造成的供電緊張，致使一段時間內(nèi)該地區(qū)的企業(yè)實行停三開四，附近地區(qū)停二開五，工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)受到嚴(yán)重的影響，間接損失嚴(yán)重。
【案例評析】
該起鍋爐特大事故極為罕見，事故最初的突發(fā)性過程是多種因素造成的。
運行記錄中無鍋爐滅火和大負(fù)壓記錄，事故現(xiàn)場無殘焦，可以認(rèn)定，并非煤粉爆炸。
清渣過程中未發(fā)現(xiàn)鐵異物，渣成分分析未發(fā)現(xiàn)析鐵，零米地坪完整無損，可以認(rèn)定，非析鐵氫爆炸。
鍋爐冷灰斗結(jié)構(gòu)薄弱，彈性計算確認(rèn)，事故前冷灰斗中積存的渣量，在靜載荷下還不會造成冷灰斗破壞，但靜載荷上施加一定數(shù)量的集中載荷或者施加一定數(shù)量的壓力，有可能造成灰斗失穩(wěn)破壞。
事故發(fā)生后的檢驗結(jié)果表明：鍋爐所用的水冷壁管材符合技術(shù)規(guī)范要求，對水冷壁管斷口樣品的失效分析證實，包角管的破裂是由于冷灰斗破壞后塌落導(dǎo)致包角管受過大拉伸力而造成的。
對于事故的觸發(fā)原因，兩種意見如下：
一種意見認(rèn)為，“3?10”事故的主要原因是鍋爐嚴(yán)重掉渣。事故的主要過程是：嚴(yán)重結(jié)積渣造成的靜載加上隨機落渣造成的動載，致使冷灰斗局部失穩(wěn)；落渣入水產(chǎn)生的水汽，進入爐膛，在高溫堆渣的加熱下升溫、膨脹、使?fàn)t膛壓力上升，落渣振動造成繼續(xù)落渣使冷灰斗失穩(wěn)擴大，冷灰斗局部塌陷，側(cè)墻與冷灰斗連接處的水冷壁撕裂，裂口向爐內(nèi)噴出的水、汽工質(zhì)與落渣入水產(chǎn)生的水汽，升溫膨脹使?fàn)t膛壓力大增，造成MFT動作，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(yán)重破壞和現(xiàn)場人員重大傷亡。因此，這是一起鍋爐嚴(yán)重結(jié)渣而由落渣誘發(fā)的機械一熱力破壞事故。
另一種意見認(rèn)為，3月6日～3月10日爐內(nèi)結(jié)渣嚴(yán)重，由于燃燒器長時間下擺運行，加劇了灰斗結(jié)渣，這為煤裂解氣和煤氣的動態(tài)產(chǎn)生和積聚創(chuàng)造了條件，灰渣落入渣斗產(chǎn)生的水蒸汽進入冷灰斗，形成的振動加速了可燃?xì)怏w的生成，經(jīng)分析計算，在0.75s內(nèi)局部動態(tài)產(chǎn)生了2.7kg以上混合可燃?xì)怏w，逐步沿灰斗上升。在上升過程中，由于下二次風(fēng)與可燃?xì)饣旌希旌蠝囟仍?70℃左右（未達著火溫度）。突遇熾熱碎渣的進入或火炬（燃燒器噴焰）隨機飄入，引起可燃?xì)怏w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動作。爆炸時，兩側(cè)墻鼓出，在爆炸和爐底結(jié)渣的聯(lián)合作用下，灰斗與兩側(cè)墻連接處被撕裂，灰斗失穩(wěn)下塌，包角管和聯(lián)箱水平相繼破裂，大量水汽泄出，爐內(nèi)壓力猛然升高，使事故擴大。
鍋爐投入運行后，在燃用設(shè)計煤種及其允許的變動范圍內(nèi)煤質(zhì)時出現(xiàn)前述的嚴(yán)重結(jié)渣和再熱汽溫低，局部管段管壁超溫問題，與制造廠鍋爐爐膛結(jié)構(gòu)設(shè)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題，也是導(dǎo)致這起事故發(fā)生的原因。
該事故機組自3月1日以來，運行一直不正常，再熱器管壁溫連續(xù)超過報警溫度，雖經(jīng)采取調(diào)整火焰中心，加大吹灰和減輕負(fù)荷等措施，壁溫超限問題仍未解決。按ABB—CE公司鍋爐運行規(guī)程規(guī)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(fù)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(yán)重超限。按運行規(guī)程規(guī)定，再熱器壁溫嚴(yán)重超溫采取措施而無效時，應(yīng)采取停爐措施。運行值班長曾多次向電管局總調(diào)度和省電管局調(diào)度請示，但上級部門非但不同意停爐，而且還要將鍋爐負(fù)荷再提高一些，要求鍋爐堅持運行到3月15日計劃檢修時再停爐，結(jié)果因結(jié)焦嚴(yán)重，大塊焦渣崩落，導(dǎo)致該起特大事故發(fā)生。
因此，該起事故原因的認(rèn)定結(jié)論為：制造廠鍋爐爐膛設(shè)計、布置不完善及運行指揮失當(dāng)，是一起鍋爐設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞和人員群亡的責(zé)任事故。事故的直接原因是鍋爐嚴(yán)重結(jié)渣。
【案例警示】
1.國內(nèi)大型電站爐結(jié)渣問題比較普遍，為接受事故教訓(xùn)，舉一反三，電力工業(yè)部于1993年9月24日至28日召開了大型電站鍋爐燃燒技術(shù)研討會，邀請科研、制造和大專院校的專家參加，提出技術(shù)改進和加強管理的措施，提高電站鍋爐的安全運行水平。
2.為預(yù)防事故再次發(fā)生，具體的防范措施如下。
（一）制造廠（ABB—CE）應(yīng)采取措施，解決投產(chǎn)以來一直存在的再熱器汽溫低和部分再熱器管壁溫度嚴(yán)重超限的問題。
（二）制造廠應(yīng)研究改進現(xiàn)有噴燃器，防止鍋爐結(jié)焦和煙溫偏差過大的問題，在未改進前，制造廠應(yīng)在保證鍋爐設(shè)計參數(shù)的前提下，提出允許噴燃器下擺運行的角度和持續(xù)時間。
（三）鍋爐設(shè)計中吹灰器布置密度低，現(xiàn)在吹灰器制造質(zhì)量差，制造廠應(yīng)采取措施加以改進。在未改進前，電廠應(yīng)加強檢修、維護和管理，提高現(xiàn)有吹灰器的可用率，必要時換用符合要求的吹灰器。
（四）制造廠應(yīng)研究適當(dāng)加強冷灰斗支承的措施，以提高其結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性又不致影響環(huán)形集箱的安全。
（五）制造廠應(yīng)采取措施加裝必要的監(jiān)視測點，如尾部煙溫、煙壓測點、過熱器減溫器進出口汽溫測點、輻射式再熱器出口汽溫測點等，并送入計算機數(shù)據(jù)采集系統(tǒng)。此外，還應(yīng)考慮裝設(shè)記錄型爐膛負(fù)壓表。
（六）制造廠應(yīng)對冷灰斗的積渣和出渣系統(tǒng)的出渣增加必要的監(jiān)測手段，包括增加必要的爐膛看火孔，以便檢查鍋爐結(jié)渣情況。
（七）制造廠應(yīng)對不符合安全要求的廠房結(jié)構(gòu)、安全設(shè)施、通道、門、走廊、平臺和扶梯等進行改進，如大門不能采用卷簾門，看火孔附近要有平臺等。
（八）切實加強燃煤管理，電力部和其他上級有關(guān)部門應(yīng)共同解決鍋爐燃煤的定點供應(yīng)問題，電廠要加強對入廠煤，火爐煤的煤質(zhì)分析和管理，完善配煤管理技術(shù)。
（九）電廠應(yīng)嚴(yán)格執(zhí)行運行規(guī)程，加強對鍋爐的運行分析和管理工作。應(yīng)及時提出鍋爐運行情況的分析意見和異常工況的應(yīng)急措施。
（十）對事故中波及的設(shè)備和部件進行仔細(xì)的檢查。恢復(fù)運行前必須進行爐內(nèi)空氣動力場和燃燒調(diào)整試驗。
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