火力发电厂安全性评价中的防爆问题

    1随着电力工业的飞速发展,安全性评价作为一种现代科学的安全管理手段被国内一些火力发电厂广泛采用。运用安全性评价等先进手段，正在使火力发电厂安全管理走向制度化、规范化、程序化、科学化。在火力发电厂运行环境中，爆炸性气体、粉尘出现概率大，若遇到电气设备产生的火花、高温等，极易引起爆炸。因此，防爆问题作为火力发电厂安全性评价中的一个重点问题，正在日益受到各方面的广泛重视。
　　2火力发电厂爆炸事故的原因分析
　　本文所说的爆炸是指燃烧的一种特殊形式。当氧化反应的速度达到一定程度时，由于反应瞬间释放大量的热，造成周围的气体急剧膨胀，形成冲击波，并伴有声响，这种现象称为爆炸。按照燃烧和爆炸形成的条件，可燃性物质、氧化剂和点燃源三个要素只有在时间和空间同时相遇，才可能产生燃烧或爆炸。此时，若可燃性物质的浓度处于爆炸浓度，即会形成爆炸。可燃性物质的含义比较广泛，在火电厂中比较常见的是氢气、乙炔、CO、SO2 、各类硫氢化合物、燃油、煤粉等各种易燃易爆化学物质。点燃源则是指能使可燃性物质达到燃点的明火、火花、电弧、高温表面等。通常情况下，空气中存在的氧气充当了氧化剂的角色，可以说是无处不在。火力发电厂爆炸事故的起因正是上述条件的同时、同地具备：例如：某火电厂在1994年1月11日，发生炉膛爆炸事故，造成多人伤亡和设备厂房的损坏。经事故分析，是由于当时风煤比例不当，煤粉爆燃引起爆炸。在受限空间内，1立方米空气中含有0.3～0.6kg悬浮状煤粉时，作为可燃性物质的煤粉浓度处于爆炸浓度，此时被引燃，即会形成有危害性的爆燃并引起锅炉炉膛爆炸，导致锅炉损毁。从上述事故例子可以看出，火力发电厂爆炸事故隐患依然存在，有些因素比较直接，有些因素比较间接。因此，在工程上必须采取系统性措施，从根本上防止爆炸条件形成，避免出现爆炸危险；在安全评价中关于防爆问题，应立足于系统性考虑。
　　3 火力发电厂安全评价中防爆问题应重点关注的场所、设备及原则在火力发电厂防爆方面安全评价中，应关注以下三点：第一，哪些区域是爆炸危险场所，这些场所是否使用了防爆电气设备；第二，在用防爆电气设备防爆性能是否下降或失效；第三，是否有完善的安全操作规程，并得到严格的执行。
　　3.1了解生产流程，确认存在爆炸危险的场所火力发电厂大致的生产过程是：输煤皮带将燃煤送至制粉系统，制粉系统将煤磨成很细的颗粒，用热风送入炉膛燃烧，炉膛四周布满水管，加热过的水变成蒸气，蒸气经管道进入汽轮机，推动汽轮机高速旋转，将热能变成机械能；汽轮机带动发电机高速旋转将机械能变成电能。另外，火力发电厂还有供油系统，在必要时维持锅炉的正常燃烧，化学系统制备氢气，供氢冷发电机冷却，易燃品仓库存放生产、维修用易燃易爆品。
    根据这个生产过程，基本可以确认，输煤系统、制粉系统及锅炉区存在CO、SO2、各类硫氢化合物、燃油、煤粉等可燃性物质，属于爆炸危险场所；供油系统、发电系统、化学系统及易燃品仓库存在氢气、乙炔、燃油等可燃性物质，属于爆炸危险场所。
　　3.2确认在爆炸危险场所使用了合适的防爆电气设备在爆炸危险环境中必须安装和使用防爆电气设备，其目的是防止电气设备成为点燃源。防爆电气设备按照防爆措施分为本质安全型、隔爆型、增安型、粉尘防爆型等不同的类型。GB 3836.15—2000《爆炸性气体环境用电气设备第15部分：危险场所电气安装（煤矿除外）》中，按照不同区域危险程度的不同，对爆炸危险场所电气设备选型作了规定。
　　其中，0区的危险程度最高，仅仅允许安装安全性高的“ia”型设备；1 区允许安装“d”、“p”、“i”、“q”、“o”、“m”和“e”（仅限于低压电动机、接线盒、单插脚荧光灯等）型设备；2区的危险程度最低，允许安装和使用的设备除了0区、1区适用的电气设备，还包括“e”、“n”和特殊型设备。选用的防爆电气设备的级别和温度组别，不应低于该爆炸危险场所内爆炸性混合物的级别和温度组别。当存在有两种以上爆炸性混合物时，应按危险程度较高的级别和温度组别选用防爆电气设备。GB 3836《爆炸性气体环境用电气设备》国家系列标准和GB 2476.1《可燃性粉尘环境用电气设备》国家标准，对不同防爆类型的防爆电气设备的结构、设计、制造和检验作了具体规定。爆炸危险场所使用的防爆产品必须符合标准的规定，并经国家授权的防爆检验机构进行防爆性能检验，取得防爆合格证后才允许投入运行。
　　3.3确认在用防爆电气设备的防爆性能防爆电气设备在使用过程中由于机械磨损或材料老化，或者受运行环境的影响，或者由于设备检查、维护、修理工作失误等原因，使防爆电气设备防爆性能降低甚至丧失，则会形成点燃源，导致爆炸事故发生。