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锅炉运行工高级题库（案例分析题）
2024-08-022

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七、案例分析题（10题）
（一）1993年3月10日．22时07分24秒，×发电1号机组锅炉发生特大炉膛爆炸事故，人员伤亡严重，死23人，伤24人。发电厂1号锅炉是美国ABB—CE公司生产的亚临界一次再热强制循环汽包锅炉，额定主蒸汽压力17．3兆帕，主蒸汽温度540度，再热蒸汽温度540度，主蒸汽流量20081I屯／时。1993年3月6N起该锅炉运行情况出现异常，为降低再热器管壁温度，喷燃器角度由水平改为下摆至下限。3月9日后锅炉运行工况逐渐恶化。3月10日事故前一小时内无较大操作。14时，机组负荷400兆瓦，主蒸汽压力15．22兆帕，主蒸汽温度513度，再热蒸汽温度．512度，主蒸汽流量1154．6吨／时，炉膛压力维持负10毫米水柱，排烟温度A侧110度，B侧158度。磨煤机A．C．D．E运行，各台磨煤机出力分别为78.5％、73％、59％、38％，B磨处于检修状态，F磨备用。主要CCS调节项目除风量在“手动”调节状态外，其余均投“自动”，吹灰器需进行消缺，故13时后已将吹灰器汽源隔离。事故发生时，集中控制室值班人员听到一声闷响，集中控制室备用控制盘上发出声光报警：“汽机跳闸”、“旁路快开”等光字牌亮。逆功率保护使发电机出口开关跳开，厂用电备用电源自投成功，电动给水泵自启动成功。由于汽包水位急剧下降，运行人员手动紧急停运炉水循环泵B．C。就地检查，发现整个锅炉房迷漫着烟、灰、汽雾，人员根本无法进入，同时发现主汽压急骤下降，即手动停运电动给水泵。由于锅炉部分PLC柜通中断，引起CRT画面锅炉侧所有辅助设备的状态失去，无法控制操作，运行人员立即就地紧急停运两组送引风机。经戴防毒面具人员进入现场附近，发现炉底冷灰斗严重损坏，呈开放性破口。该起事故死亡23人，其中电厂职：K6人，民工17人。受伤24人，其中电厂职：E5人，民二1219人。事故后对现场设备损坏情况检查后发现：21米层以下损坏情况自上而下趋于严重，冷灰斗向炉后侧例呈开放性破口，侧墙与冷灰斗交界处撕裂水冷壁管31根。立柱不同程度扭曲，刚性梁拉裂；水冷壁管严重损坏，有66根开断，炉右侧21米层以下刚性梁严重变形，0米层炉后侧基本被热焦堵至冷灰斗，三台碎渣机及喷射水泵等全部埋没在内。炉前侧设备情况尚好，磨煤机、风机、烟道基本无损坏。事故后，清除的灰渣934立方米。该起事故最终核算直接经济损失778万元人民币，修复时间132天，少发电近14亿度。因该炉事故造成的供电紧张，间接损失严重。

一、单项选择题
1．运行记录中无锅炉灭火和大负压记录，事故现场无残焦，可以认定。
A．火灾引起爆炸     B．并非煤粉爆炸
C．静电引起爆炸    D．锅炉年久失修
2．从事故的主要过程分析，锅炉可能是事故的直接原因。
A．落渣振动        B.炉内喷出水汽
C．炉膛压力上升       D．锅炉严重结积渣

二、多项选择题
3．该事故机组自3月1日以来，运行一直不正常，再热器管壁温连续超过报警温度。虽经采取调整火焰中心，加大吹灰和减轻负荷等措施，壁温超限问题仍未解决。运行值班长向华东电管局总调度和省电管局调度请示，华东电管局总调度和省电管局应
A．要求锅炉坚持运行    B．要求将锅炉负荷再提高一些运行
C．要求停止运行        D．要求查找故障原因
4．这是一起锅炉设备严重损坏和人员群亡的责任事故，是事故的根本原因。
A．缺乏安全操作规程   B．管理不善
C．锅炉炉膛设计、布置不完善  D．运行指挥失当

三、简答题
5、该台锅炉在投入运行以后，在燃用设计煤种及允许变动范围内的煤种时，出现了锅炉结渣、再热汽温达不到设计值而过热器、再热器管壁严重超温的问题；虽然采取了降负荷运行和下摆燃烧器等，但最终酿成了事故。制造厂对事故有责任吗
6、在运行管理上，电厂对引进的设备和技术研究、消化不够，在采取一系列常规措施未能改善锅炉运行状况的情况下，未能及时对炉内严重结渣作出正确判断，没有采取果断措施。对事故负有什么责任
参考答案：
1．B2．D3．CD4．CD
5．负有主要责任。
6．负有运行管理不当的次要责任。

（二）某机械厂锅炉房有6t蒸汽锅炉4台,存在锅炉爆炸、高温灼烫等危险，检修时存在触电等危险。试分析控制危险、危害因素的对策措施。 
 
标准答案：
控制危险、危害因素的对策措施主要有：
1．改进生产工艺过程，实行机械化、自动化生产；
2．设置安全装置，并保证准确有效，如保证安全阀、水位表、压力表、高、低水位报警器等仪表、安全装置正常有效；
3．机械强度试验，定期对锅筒做耐压试验；
4．电气安全对策，检查供电线路完好，无超负荷运行，进入炉膛内维修使用安全电压等；
5．机器设备的维护保养和计划检修，定期维护、检修；
6．工作地点的布置与整洁，保持锅炉房清洁、不乱堆放杂物；
7．个人防护用品。配备个人防护用品，以防烫伤、高温伤害。

（三）某热力发电厂主要生产工艺单元有：储煤场、煤粉制备和输煤系统、燃烧系统、冷凝水系统、循环水系统、除渣及除尘、脱硫系统、汽水系统、配电与送电系统。

锅炉主要设备有：锅炉、汽轮机、发电机、磨煤机械装置、水处理装置、疏水装置，发电厂用燃煤由主煤场滚轴筛将煤送入燃煤锅炉。

脱硫系统包括制氢装置和氢气储罐，制氢装置为两套电离制氢设备和6个氢气储罐，两套电离制氢设备存有氢气数量分别为50 kg和30 kg；6个卧式氢气储罐体积为20 m3 、额定压力为3.2Mpa、额定温度为20℃，作为生产过程整体装置，这些装置与储罐管道连接。（氢气密度：0℃，0.1MPA状态下密度0.09 kg/m3。）

锅炉点火主燃油使用柴油，厂区有2个500 m3的固定柴油储罐，距离制氢系统500m。在同一院内有2个20m3的汽油储罐，距离制氢系统550m。（汽油的密度750kg/m3，汽油、柴油储罐充装系数为0.85。）

氢气在生产场所临界量为1吨，汽油在贮存区临界量为20吨。

根据以上内容回答下列问题。
1. 按《企业职工伤亡事故分类标准》分析存在的事故类型及所在的工艺单元。
2. 存在的化学性危险、有害因素及对应的物质是什么？
3. 指出该热力发电厂存在的危险源并计算其储量。
4. 会发生爆炸的主要设备、装置是哪些？应采取哪些安全装置或设备？

标准答案：【答题指导】：
这道试题综合考查考生对生产场所存在的各种危险危害因素辨识，危险源储量计算等知识。本题涉及《企业职工伤亡事故分类标准》里对危险因素的分类，《生产过程危险和有害因素分类与代码》对危险有害因素的分类，以及重大危险源辨识标准与方法等知识点。大家对这些知识点不仅要熟记，而且能够结合生产实际场景进行分析，这就需要考生对常见生产过程的危险危害因素有所了解，对常见危险化学品的特性有所了解。在计算危险源储量时，考生应熟悉储罐体积、重量计算，要有计算过程，单位应统一。

【参考答案】：
1. 按《企业职工伤亡事故分类标准》分析热力发电厂存在的事故类型及所在的工艺单元分别是：
（1）煤粉制备和输煤系统存在的事故类型是机械伤害等。
（2）燃烧系统存在的事故类型是高温、煤尘爆炸等。
（3）锅炉的事故类型主要是锅炉爆炸、灼烫等，在锅炉检修时，有机械伤害、触电等。
（4）制氢系统的事故类型是火灾、爆炸。
（5）柴油、汽油储罐的事故类型是火灾、爆炸、高处坠落。
（6）配电与送电系统的事故类型是火灾、爆炸、触电等。

2. 存在的化学性危险、有害因素分别是：
（1）易燃、易爆物质，如储煤场、煤粉制备和输煤系统存在的煤炭和煤粉，制氢装置和氢气储罐里的氢气，储罐区里的柴油、汽油，锅炉和气轮机里的高压蒸汽等。
（2）有毒物质，脱硫系统存在的二氧化硫等气体。
（3）腐蚀性物质，二氧化硫可以氧化生成三氧化硫，它们遇水可生成亚硫酸、硫酸等腐蚀性物质。

3.（1）汽油储罐（2个20m3）是危险源，其储量是：
2×20m3×750kg/m3×0.85 =25500 kg
汽油在贮存区临界量为20吨，这两个汽油储罐在一个单元内，已构成重大危险源。
（2）制氢设备（包括氢气罐）是危险源，其储量计算如下：
先把高压氢气储罐换算为标准状态下的氢气体积：
20×3.2 /（273＋20）= 标准状态下氢气的体积×0.1 / 273
标准状态下氢气的的体积=20×3.2 /（273＋20）/（0.1 / 273）= 596.3 m3
氢气在0℃，0.1MPA状态下密度0.09 kg/m3，
6个氢气储罐的储量是：6×596.3×0.09 = 322.0 kg
再加上两套电离制氢设备存有氢气数量分别为50 kg和30 kg
则生产单元氢气储量是：50＋30＋322.0=402.0 kg
氢气在生产场所临界量为1吨，所以该单元氢气储量不构成重大危险源。

4. 会发生爆炸的主要设备、装置是锅炉、制氢设备、氢气罐、柴油储罐、汽油储罐。
应采取安全装置或设备主要有：安全阀、爆破片、防爆帽、防爆门、呼吸阀、阻火器、火灾探测器、可燃可爆气体检测报警仪、储罐的压力计、液位计及计算机安全监控系统。

（四）某日16：10分，某厂维修班开始检修连接污油池的输油管线，16：20 钳工甲将带有底阀的输油管线放入污油池内，当时污油池内油的液面高度为50cm，上面浮有30cm厚的污油，在连接100cm高的法兰时，由于法兰无法对正而连接不上，班长乙去车间喊电焊工丙，17：10电焊工丙带着电焊机到达现场，由于是油池附近作业，电焊工丙在现场准备好后，去车间办理动火票，17：20，钳工甲见丙迟迟没有回来，快到下班时间，于是用电焊开始焊接，焊接三分钟左右，发生油气爆炸，爆炸将油池顶盖掀开，油池着火，钳工甲在油池附近死亡。

1.按照《企业职工伤亡事故分类标准》（GB6441-1986）该厂可能涉及的事故类型、类别有（）。        A.其他爆炸B. 火灾C. 淹溺D. 灼烫E.机械伤害
2.根据以上情形，爆炸的间接原因有（）。
A. 作业组织者安全管理不到位  B. 安全教育培训不够  C. 动火过程监护不到位
D. 事故应急演练未落实  E. 安全意识不强
 标准答案：ABDE,ABCE

（五）×月×日14时7分，某发电厂与l号机组配套的锅炉发生了炉膛爆炸，造成死亡23人，重伤8人，轻伤16人；锅炉标高21米以下损坏情况自上而下趋于严重，冷灰斗向炉后侧塌倒呈开放性破口，侧墙与冷灰斗交界处撕裂水冷壁管31根，立柱不同程度扭曲，刚性梁拉裂；水冷壁管严重损坏，有66根开裂；炉右侧21米层以下刚性梁严重变形，三台碎渣机及喷射水泵等全部埋没在内。事故后，清除的灰渣堆容积为934立方米。停炉抢修132天。这次事故直接经济损失780万元。
该锅炉是由美国ABB—CE公司制造的亚临界一次再热强制循环汽包炉，额定主蒸汽压力18．2兆帕，主蒸汽温度540℃，主蒸汽流量2008吨／时，锅炉于1989年制造，1991年10月30日投入试生产。

事故前锅炉运行存在以下不正常情况：

3月5日20时以后，为降低再热器管壁局部超温，四角布置的摆动式煤粉燃烧器由水平位置向下调至最大倾角位置，但再热器局部管壁温度仍经常出现大于640℃(壁温报警值为607℃)。

3月6日以后，高温再热器管壁温度(第36点)仍超温，虽采取降低负荷至400兆瓦、加强吹灰和增大减温喷水量等措施，但吹灰的有效间隔时间越来越短，仍出现该管壁温度升至640℃以上，最高达662℃。

3月9日开始，高温过热器管壁温度超过允许极限值(壁温报警温度为594℃)，经常超过620℃，最高达640℃。

3月10日事故前一小时内1号锅炉无较大操作。14时，机组带400兆瓦负荷稳定运行，主蒸汽压力15．22兆帕，主蒸汽温度513℃，再热蒸汽温度512℃，主蒸汽流量1154．6吨／时，炉膛压力维持在负0．09千帕，再热器管壁温度(第36点)为621℃，过热器管壁温度(第35点)为609℃。磨煤机A、C、D、E磨运行，B磨处于检修状态，F磨备用。CSS(协调控制系统)调节项目除风量在“手动”调节状态外，其余均投“自动”。

锅炉在运行中于3月10日14时07分后，锅炉集控室值班人员听到一声闷响，MFT(主燃料切断保护)跳闸，切断燃料供给：运行人员手动紧急停运炉水循环泵B、C(此时A泵已自动跳闸)和停运两组送、引风机。事故发生时保护动作正确。

造成这起事故的直接原因是锅炉严重结渣。严重结渣造成的静载，加大了块焦渣下落的动载，致使冷灰斗局部失稳，导致侧墙与冷灰斗连接处的水冷壁管撕裂；裂口向炉内喷出的水、汽工质与落渣入水产生的水汽升温膨胀，使炉内压力大增，并使冷灰斗塌陷扩展；炉膛水冷壁的包角管先后断裂，喷出的工质容数量大增，炉膛压力陡升。在渣的静载、动载和工质迅速扩容的压力的共同作用下，造成锅炉21米以下严重破坏和现场人员重大伤亡。

锅炉严重结渣和再热器、过热器局部管壁温度超温与锅炉炉膛结构设计、受热面布置不完善以及运行指导失当有直接关系，它是造成这次事故的主要原因。此外，电厂运行管理及上级领导部门管理指导方面也存在一些严重问题。

根据以上情形回答下列问题，1-3题为单选题，只有一个正确的答案，4题为多选题，有两个或两个以上的正确答案，错选、少选均不得分，请将正确答案代码填写到题干括号内。
1.使用锅炉压力容器的单位，应对设备进行专责管理，即（）。
A.设置专门司炉人员操作设备
B.设置专门司炉人员和专门的技术人员操作管理设备
C.设置专门维修人员对锅炉设备进行维修
D.设置专门检验部门对锅炉设备进行检验
E.设置专门机构、责成专门的领导和技术人员管理设备
2. 实施特种设备法定检验的单位须取得（）核准资格。
A. 省级安全生产监督管理局的          B. 国家安全生产监督管理总局的
C. 省级质量监督检验检疫局的    D. 国家质量监督检验检疫总局的    E. 公安部的
3.首次启动锅炉或长期不用的锅炉重新启动，其启动步骤是（）。
A. 检查准备——烘炉——上水——煮炉——点火——升压——暖管与并汽
B. 检查准备——烘炉——上水——点火——升压——煮炉——暖管与并汽
C. 检查准备——上水——点火——烘炉——煮炉——升压——暖管与并汽
D. 检查准备——上水——烘炉——点火升压——暖管与并汽
E. 检查准备——上水——烘炉——煮炉——暖管与并汽
4.为防止锅炉结垢、腐蚀及产生汽水共腾，必须严格监督、控制锅炉（）。
A.给水温度   B.锅水水质   C.压力大小   D.水位高低    E.给水水质 
标准答案：E,D,C,BE 

（六）案例同（五）
根据以上情形回答下列问题，1-4题为多选题，有两个或两个以上的正确答案，错选、少选均不得分，请将正确答案代码填写到题干括号内。
1.锅炉压力容器在运行中发生事故，除紧急妥善处理外，应按规定及时、如实上报（）。
A.主管部门          B.公安部门             C.消防部门
D.当地特种设备安全监察部门       E.当地安全生产监督部门
2.锅炉遇有下列情况之一者，应紧急停炉。（）
A.锅炉水位低于水位表的下部可见边缘
B.不断加大向锅炉进水及采取其他措施，但水位仍继续下降
C.锅炉水位超过最高可见水位(满水)，经放水仍不能见到水位
D.给水泵全部失效或给水系统发生故障，不能向锅炉进水
E.水位表或安全阀全部失效
3.以下有关紧急停炉操作说法正确的是（）。
A.紧急停炉时，要立即停止添加燃料和送风，减弱引风
B.设法熄灭炉膛内的燃料，对于一般层燃炉可以用沙土或湿灰灭火，链条炉可以开快挡使炉排快速运转，把红火送入灰坑
C.灭火后即把炉门、灰门及烟道挡板打开，以加强通风冷却
D.锅内可以较快降压并更换锅水，锅水冷却至70℃左右允许排水
E.因缺水紧急停炉时，严禁给锅炉上水，并不得开启空气阀及安全阀快速降压。
4.该锅炉在操作、维修过程中存在的危险危害因素有：（）。
A.锅炉爆炸       B.高温灼烫     C.透水       D.机械伤害         E.触电 
标准答案：AD,ABCDE,ABCDE,ABDE 

（七）过热器管泄漏的分析与处理？

答：现象：(1)炉膛出口压力升高，在引风机液耦投入自动的情况下，引风机电流升高，主汽压力下降，过热汽温升高。
(2)给水流量不正常的大于蒸汽流量。
(3)Ⅱ级过热器管屏上部爆破时，旋风分离器进、出口温度下降。
(4)过热器后烟气温度降低，烟压异常。尾部排烟温度不正常升高。
(5)Ⅱ级过热器管屏底部爆破时，密相区下部床压急剧下降，风室风压急剧下降，高压流化风室风压下降。
(6)过热器处有泄漏声，检查孔及烟道不严密处向外喷蒸汽和烟气。
(7)局部温度测点偏高。

原因：(1)耐火耐磨浇注料脱落，管壁磨损严重。(2)管材质量不合格，安装检修工艺不良。
(3)蒸汽品质恶化，使过热器管内结垢，传热恶化。(4)吹灰器故障，冲刷磨损严重。
(5)管壁长期超温运行。

处理：(1)立即汇报值长，加强对泄漏部位的检查和监视，严密监视炉膛各部温度的变化，汽包水位等参数。
(2)通知电除尘人员停止相应的电除尘高压电场的运行，将阴、阳极振打切到手动位置。
(3)若泄漏不严重，过热汽温、再热汽温尚能维持在正常范围内，降低汽压、负荷，同时请示停炉，做好停炉准备。
(4)严重爆破时，应紧急停炉，按紧急停机处理。
(5)停炉过程中，加大排渣量。
(6)等床温降低到500℃时，停止一次风机、二次风机、高压流化风机运行。
(7)停炉后保留一台引风机运行。
(8)若上水量能够维持在180t/h左右，保持向汽包供水，达最高水位后，继续上水3分钟，关闭各部过热器疏水尽量控制泄压速度，待汽包上下壁温差小于40℃后，停止上水，并迅速将水快速放空，等压力降到0时，方可开启各部疏水门和空气门。
(9)引风机停止运行后，将竖井烟道下部灰斗的灰放掉。

（八）再热器爆管的分析与处理？

答：现象：(1)炉内压力增大，再热蒸汽压力下降。(2)再热器后烟温下降，烟压异常。
(3)热段再热器上部泄漏时，旋风分离器进、出口温度下降。
(4)热段再热器底部泄漏时，密相区下部床压急剧下降，风室风压下降，高压流化风压下降。(5)再热器处有泄漏声，检查孔及烟道不严密处有蒸汽冒出。
(6)冷段再热器泄漏时，尾部排烟温度升高。

原因：(1)管壁磨损严重。
(2)管材质量不合格，安装检修工艺不良。
(3)再热器干烧或长期超温运行。
(4)吹灰器故障，冲刷磨损严重。
(5)蒸汽品质恶化，使再热器管内结垢，传热恶化。

处理：(1)立即汇报值长，加强对泄漏部位的检查和监视。
(2)若泄漏较轻，再热汽温尚能维持在正常范围内，可适当降低汽压、负荷，同时请示停炉。
(3)严重爆破时，应紧急停炉，按紧急停机处理。
(4)停炉后，保留一台引风机运行。
(5)联系将竖井烟道下部灰斗的灰放掉。高温再热器泄漏时，必要时应排除炉内床料。

（九）单条给煤线中断的分析与处理？

答：现象：(1)该给煤线给煤量显示为0，该皮带给煤机转速和给煤量为静态读数。
(2)发出报警信号：如电机跳闸报警。(3)氧量明显增大。(4)炉膛负压增大。
(5)床温、汽温、汽压下降，另一侧烟气温度升高，两侧偏差增大。
(6)回料斜腿温度逐渐下降，落煤管温度升高。

原因：(1)电气或机械故障，导致给煤机跳闸。
(2)落煤管堵塞。(3)煤仓搭桥或空仓。(4)人员误操作，误停给煤机。
    (5)皮带给煤机打滑，或刮板给煤机堵煤。
处理：(1)适当减少二次风量，在保证床料正常完全流化的情况下，适当降低一次风量运行，保持床温。
(2)及时加大运行给煤线给煤量，但最大不超过55t/h，及时增大煤泥出力。
(3)在降低风量过程中，如果风室风压增大，需要加大排渣量，降低床料厚度，保证流化。
(4)若属煤仓搭桥，应启动振打电机（禁止连续运行超过30min）；若煤仓已空，应汇报值长，联系上煤。
(5)若属给煤机跳闸，皮带给煤机打滑，应查明原因，及时联系检修消除故障，尽快恢复正常运行。  
(6)床温下降，汇报值长降低负荷，并保持汽温和水位等参数在正常范围内。

（十）锅炉炉膛压力高（煤泥枪突然出力）的分析与处理？

答：现象：(1)炉膛出口压力急剧升高。
(2)在液偶投入自动的情况下，引风机电流升高。
(3)主蒸汽压力升高，过热汽温升高。
(4)单侧或两侧烟气含氧量急剧降低。

处理：(1)监盘人员迅速将液偶在手动状态的引风机液偶开度开大，尽最快的速度将炉膛出口压力降下来。同时降低两侧给煤量，降低二次风量。
(2)同时汇报值长，派人到就地检查煤泥枪运行情况，降低煤泥枪出力。
(3)严密监视炉膛出口压力变化，防止炉膛压力超过+3.5kPa。
(4)若炉膛压力超过+3.5kPa，锅炉MFT动作。此时要注意调整二次风机液偶，降低二次风量。
(5)若炉膛压力超过+3.81kPa，导致一次风机、二次风机、高压流化风机跳闸，要迅速将两台引风机液偶的开度降到最低，尽量避免炉膛压力超过-3.0 kPa。
(6)如果引风机没有跳闸，在炉膛出口压力正常前提下，逐步启动高压流化风机、二次风机、一次风机的运行，根据床温情况，在650℃以上快速投入给煤运行，但要注意烟气含氧量变化。如果低于600℃投入床上油枪助燃。如果低于500℃投入床上油枪助燃，切换热一次风，投入床下油枪。

来源：公众号“发电厂全能值班员技术交流”

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