——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3 8分，某市一垃圾焚燒發(fā)電廠正在運行的1^#爐內(nèi)水冷壁管突然發(fā)生破裂。爆管導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，五名工人正在對鄰近相距三四十米的2^#爐進行維修，大量的高溫蒸汽外泄造成檢修平臺上3名檢修工人燙傷、1名雜工摔傷共計4人重傷，以及1^#爐O米層1名工人輕度燙傷。接到爆管事故報告后，廠方立即啟動事故應急處理預案，停止1^#爐的運行，并于9點45分左右把傷員送往醫(yī)院救治。事故造成的直接經(jīng)濟損失達230萬元。

運行正常但爆管頻發(fā)

    該發(fā)電廠投入運行的是中國首個高溫、次高壓(450 ^OC，6.4兆帕)鍋爐垃圾焚燒發(fā)電項目，是該市第一座垃圾焚燒發(fā)電廠，市一級環(huán)境工程示范項目。設計日處理能力為1040噸，發(fā)電量為1.3億千瓦時。該廠從建設立項、制造、安裝、檢驗和申報使用等環(huán)節(jié)均按照有關規(guī)

定要求進行。

    事發(fā)時焚燒爐定期檢驗仍在有效期內(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)，有相關管理制度和運行記錄。根據(jù)對1^#爐司爐工莊才華的調(diào)查筆錄和運行日志記錄，事發(fā)前鍋爐各項參數(shù)沒有出現(xiàn)異常，設備運行正常，事發(fā)后也按相關的操作規(guī)程進行緊急停爐。

    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)相關原因采取有效的預防措施。

【原因分析】

壁管腐蝕與管理缺失

經(jīng)過事故技術鑒定專家對焚燒爐進行技術鑒定分析以及事故調(diào)查人員對廠方相關人員的調(diào)查，認為造成這宗事故的主要原因是焚燒爐運行工況復雜，廠方安全管理存在漏洞，最終導致悲劇發(fā)生。具體包括如下幾個方面：

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行和起停期間遭受了嚴重的腐蝕，導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等低熔點氯化物，以及NaC1 、kc1、 FeC1₃等中低熔點氯化物與煙氣中的其它物質(zhì)結(jié)合形成低熔點共晶混合物，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造成還原性氣氛下H₂S對管子氧化膜及金屬基體腐蝕，尿素本身對金屬也有腐蝕作用。

根據(jù)宏觀檢查、壁厚測定、理化檢測、腐蝕產(chǎn)物成分分析、煙氣成分監(jiān)測的結(jié)果進行綜合分析，前隔墻上水冷壁管外壁遭受了嚴重的腐蝕，導致壁厚減薄，承壓能力下降。2009年4月維修時未予更換的剩余十根管子壁厚減薄現(xiàn)象尤為嚴重，導致其中一根管子(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，導致一段約3米長的管子在頂棚穿墻處折斷掉落，此時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，并從排渣機及檢修門排出，造成現(xiàn)場檢修人員受傷。

  該焚燒爐的設計資料中沒有明確前隔墻上水冷壁管防腐監(jiān)督要求，廠方對該部件腐蝕的嚴重程度和危害程度認識不足，監(jiān)督防范措 施不夠完善，落實不夠到位。

2．管理制度存在漏洞

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

(1)針對爆管的原因分析和采取的安全防護措施不夠到位。2009年1^#焚燒爐共發(fā)生過4次爆管現(xiàn)象，廠方雖曾針對爆管原因召開內(nèi)部會議討論，并請市有色金屬研究院作金屬分析，但未按事故處理“四不放過”的原則認真查找原因，采取有效的預防措施，只采取更換管子的方法進行處理，造成設備存在安全隱患。廠方在1^#焚燒爐處于運行狀態(tài)下，對2^#焚燒爐進行檢修而未采取有效的安全隔離防護措施，當l^#焚燒爐突發(fā)爆管時高溫汽水混合物向外沖出，對正在排渣車間檢修的人員造成傷害。由此可見，廠方對爆管方面可能產(chǎn)生的傷害缺乏足夠的安全意識和防范措施，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)的檢測單位監(jiān)督檢驗合格，廠方雖對爆管的原因進行排查，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，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《特種設備安全監(jiān)察條例》的相關規(guī)定。

【防范對策】

善后處理與預防措施

    為了有效預防同類事故再次發(fā)生，做好善后處理，質(zhì)監(jiān)部門認為，廠方應及時對1^#、2^#鍋爐進行全面的安全評估，按法律法規(guī)相關程序維修合格后方可投人運營，并按有關規(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，垃圾燃料成分復雜，廠方應對受熱面腐蝕嚴重部位建立健全定期的監(jiān)督檢查制度，并由專人負責落實，做到對隱患早發(fā)現(xiàn)早處理，有效遏制爆管事故發(fā)生。另外，廠方應對焚燒爐易腐蝕受熱面管子采取有效防腐措施，焚燒爐運行和檢修時也應做好相應有效安全防護隔離等措施。廠方應在科研上加大投入，積極開展焚燒爐腐蝕機理和特點的研究，并結(jié)合所屬地區(qū)垃圾的特點，不斷改進工藝，加強管理，確保安全運行。