——某垃圾焚燒發(fā)電廠鍋爐爆管事故案例分析

【事故回放】

2010年1月7日上午9時(shí)3 8分，某市一垃圾焚燒發(fā)電廠正在運(yùn)行的1^#爐內(nèi)水冷壁管突然發(fā)生破裂。爆管導(dǎo)致大量飽和汽水混合物從上下斷口噴出，飽和水瞬間汽化膨脹，充滿整個(gè)爐膛空間；部分汽水混合物通過后煙道排出，大部分汽水混合物向下通過排渣通道及檢修門排出。事發(fā)時(shí)，五名工人正在對(duì)鄰近相距三四十米的2^#爐進(jìn)行維修，大量的高溫蒸汽外泄造成檢修平臺(tái)上3名檢修工人燙傷、1名雜工摔傷共計(jì)4人重傷，以及1^#爐O米層1名工人輕度燙傷。接到爆管事故報(bào)告后，廠方立即啟動(dòng)事故應(yīng)急處理預(yù)案，停止1^#爐的運(yùn)行，并于9點(diǎn)45分左右把傷員送往醫(yī)院救治。事故造成的直接經(jīng)濟(jì)損失達(dá)230萬元。

運(yùn)行正常但爆管頻發(fā)

    該發(fā)電廠投入運(yùn)行的是中國首個(gè)高溫、次高壓(450 ^OC，6.4兆帕)鍋爐垃圾焚燒發(fā)電項(xiàng)目，是該市第一座垃圾焚燒發(fā)電廠，市一級(jí)環(huán)境工程示范項(xiàng)目。設(shè)計(jì)日處理能力為1040噸，發(fā)電量為1.3億千瓦時(shí)。該廠從建設(shè)立項(xiàng)、制造、安裝、檢驗(yàn)和申報(bào)使用等環(huán)節(jié)均按照有關(guān)規(guī)

定要求進(jìn)行。

    事發(fā)時(shí)焚燒爐定期檢驗(yàn)仍在有效期內(nèi)。該廠共有11名持I類作業(yè)人員證的鍋爐工，證件均在有效期內(nèi)，有相關(guān)管理制度和運(yùn)行記錄。根據(jù)對(duì)1^#爐司爐工莊才華的調(diào)查筆錄和運(yùn)行日志記錄，事發(fā)前鍋爐各項(xiàng)參數(shù)沒有出現(xiàn)異常，設(shè)備運(yùn)行正常，事發(fā)后也按相關(guān)的操作規(guī)程進(jìn)行緊急停爐。

    但該廠的這次爆管事故并非偶然。據(jù)調(diào)查，該廠2009年l^#爐曾發(fā)生過4次爆管現(xiàn)象，但以往爆管并未造成重大人員傷亡，廠方并沒有根據(jù)相關(guān)原因采取有效的預(yù)防措施。

【原因分析】

壁管腐蝕與管理缺失

經(jīng)過事故技術(shù)鑒定專家對(duì)焚燒爐進(jìn)行技術(shù)鑒定分析以及事故調(diào)查人員對(duì)廠方相關(guān)人員的調(diào)查，認(rèn)為造成這宗事故的主要原因是焚燒爐運(yùn)行工況復(fù)雜，廠方安全管理存在漏洞，最終導(dǎo)致悲劇發(fā)生。具體包括如下幾個(gè)方面：

1．水冷壁管腐蝕致裂

    根據(jù)管外壁腐蝕產(chǎn)物的成分和形貌，該焚燒爐前隔墻上水冷壁管在運(yùn)行和起停期間遭受了嚴(yán)重的腐蝕，導(dǎo)致壁管承載能力不足，這是引發(fā)此次事故的直接原因。煙氣中存在HCl、CO和SO₃等腐蝕性介質(zhì)，破壞了管外壁致密的氧化膜，降低管子的耐腐蝕性能；PbC1₂\ZnC1₂等低熔點(diǎn)氯化物，以及NaC1 、kc1、 FeC1₃等中低熔點(diǎn)氯化物與煙氣中的其它物質(zhì)結(jié)合形成低熔點(diǎn)共晶混合物，在900℃左右煙氣溫度下熔化，附著在氧化膜已破壞的管外壁，不斷腐蝕管子的金屬基體；煙氣中水蒸汽濃度較高，使得Cl₂和氯化物對(duì)管外壁金屬基體腐蝕加快；此外，采用爐膛噴人尿素脫硝工藝也會(huì)造成還原性氣氛下H₂S對(duì)管子氧化膜及金屬基體腐蝕，尿素本身對(duì)金屬也有腐蝕作用。

根據(jù)宏觀檢查、壁厚測(cè)定、理化檢測(cè)、腐蝕產(chǎn)物成分分析、煙氣成分監(jiān)測(cè)的結(jié)果進(jìn)行綜合分析，前隔墻上水冷壁管外壁遭受了嚴(yán)重的腐蝕，導(dǎo)致壁厚減薄，承壓能力下降。2009年4月維修時(shí)未予更換的剩余十根管子壁厚減薄現(xiàn)象尤為嚴(yán)重，導(dǎo)致其中一根管子(前隔墻上水冷壁管左數(shù)第15根)在正常的運(yùn)行條件下發(fā)生爆管(圖1)。

圖1落至爐排的斷管

由于高速噴出的汽水混合物的作用，斷裂口上方的管段受到?jīng)_擊，導(dǎo)致一段約3米長(zhǎng)的管子在頂棚穿墻處折斷掉落，此時(shí)大量飽和汽水混合物從上下斷口噴出(圖2至圖4)，飽和水迅速汽化膨脹，充滿整個(gè)爐膛空間。部分汽水混合物通過后煙道排出，大部分汽水混合物向下通過排渣通道，并從排渣機(jī)及檢修門排出，造成現(xiàn)場(chǎng)檢修人員受傷。

  該焚燒爐的設(shè)計(jì)資料中沒有明確前隔墻上水冷壁管防腐監(jiān)督要求，廠方對(duì)該部件腐蝕的嚴(yán)重程度和危害程度認(rèn)識(shí)不足，監(jiān)督防范措 施不夠完善，落實(shí)不夠到位。

2．管理制度存在漏洞

    廠方有相關(guān)運(yùn)行制度、鍋爐運(yùn)行事故處理預(yù)案及檢修方案等，根據(jù)相關(guān)人員的調(diào)查筆錄和2009年度的相關(guān)維修記錄情況，該公司在管理制度執(zhí)行上存在一定的漏洞。

(1)針對(duì)爆管的原因分析和采取的安全防護(hù)措施不夠到位。2009年1^#焚燒爐共發(fā)生過4次爆管現(xiàn)象，廠方雖曾針對(duì)爆管原因召開內(nèi)部會(huì)議討論，并請(qǐng)市有色金屬研究院作金屬分析，但未按事故處理“四不放過”的原則認(rèn)真查找原因，采取有效的預(yù)防措施，只采取更換管子的方法進(jìn)行處理，造成設(shè)備存在安全隱患。廠方在1^#焚燒爐處于運(yùn)行狀態(tài)下，對(duì)2^#焚燒爐進(jìn)行檢修而未采取有效的安全隔離防護(hù)措施，當(dāng)l^#焚燒爐突發(fā)爆管時(shí)高溫汽水混合物向外沖出，對(duì)正在排渣車間檢修的人員造成傷害。由此可見，廠方對(duì)爆管方面可能產(chǎn)生的傷害缺乏足夠的安全意識(shí)和防范措施，這是造成此次事故的間接原因。

    (2)2009年四次更換管子維修中，維修施工單位未向質(zhì)監(jiān)部門辦理維修告知手續(xù)(施工單位另行處理)，未經(jīng)有資質(zhì)的檢測(cè)單位監(jiān)督檢驗(yàn)合格，廠方雖對(duì)爆管的原因進(jìn)行排查，但在消除安全隱患方面不夠徹底，在四次更換承壓管子后未經(jīng)監(jiān)督檢驗(yàn)，并將未經(jīng)維修監(jiān)檢的鍋爐投入使用，存在不安全因素。違反了《特種設(shè)備安全監(jiān)察條例》的相關(guān)規(guī)定。

【防范對(duì)策】

善后處理與預(yù)防措施

    為了有效預(yù)防同類事故再次發(fā)生，做好善后處理，質(zhì)監(jiān)部門認(rèn)為，廠方應(yīng)及時(shí)對(duì)1^#、2^#鍋爐進(jìn)行全面的安全評(píng)估，按法律法規(guī)相關(guān)程序維修合格后方可投人運(yùn)營(yíng)，并按有關(guān)規(guī)定做好事故善后賠償工作。

    在制度上，由于焚燒爐的工作特點(diǎn)，垃圾燃料成分復(fù)雜，廠方應(yīng)對(duì)受熱面腐蝕嚴(yán)重部位建立健全定期的監(jiān)督檢查制度，并由專人負(fù)責(zé)落實(shí)，做到對(duì)隱患早發(fā)現(xiàn)早處理，有效遏制爆管事故發(fā)生。另外，廠方應(yīng)對(duì)焚燒爐易腐蝕受熱面管子采取有效防腐措施，焚燒爐運(yùn)行和檢修時(shí)也應(yīng)做好相應(yīng)有效安全防護(hù)隔離等措施。廠方應(yīng)在科研上加大投入，積極開展焚燒爐腐蝕機(jī)理和特點(diǎn)的研究，并結(jié)合所屬地區(qū)垃圾的特點(diǎn)，不斷改進(jìn)工藝，加強(qiáng)管理，確保安全運(yùn)行。