湖北电厂事故分析

湖北电厂事故分析一、概述8月11日15时20分许,湖北当阳市马店矸石发电责任有限公司高压蒸汽管道发生爆管事故，死亡21人、受伤5人，其中3人重伤。据报道，该公司于2002年成立，主营火力发电。原有3台6000千瓦和1台7000千瓦的纯凝发电机组。（总装机容量为2.5万千瓦）其新建的热电联产项目于2012年12月批准，2015年1月开工建设。总装机容量为25MW（2.5万千瓦），建设内容为4台220t/h高温高压循环流化床锅炉(三开一备)，配1台12.5MW背压式汽轮发电机组和一台12.5MW抽汽背压式汽轮发电机组。项目易地建设，建成后替换原有的机组。高压蒸汽管道安装由岳阳筑胜安装有限公司负责施工，主要设备安装今年5月完成，具备调试条件，从6月中旬开始进行设备调试至事故发生。出事部位为2#锅炉蒸汽出口处主管道，该管道直径为426毫米，外层有300毫米保温层和铝皮反射层，总直径在1米左右。初步原因为：主管道流量计阀门处焊缝裂开，大量高温高压蒸汽外溢，导致主控室玻璃破裂，造成主控室人员严重伤亡。事故原因的主要指向是焊接质量问题。二、原因分析本次事故原因有待进一步调查，在没有正式报告前，用假设作一个推理，从不同的角度来做一个分析，作为事故预想，与实际情况无关。该蒸汽管道上装有流量计，高温、高压的蒸汽一般采用焊接式孔板（或喷嘴）流量计。因考虑直管段，安装在中部2/3处。仪表厂为了保险起见对流量计壳体进行了加厚处理，于是在与之连接的管道焊缝处产生了应力集中点。如果是水平安装，管道自重加流量计重量，在管道中部有一个向下的弯曲力，根据杠杆原理，对于下部焊缝受力还要乘以管道长度与直径之比。管道的热膨胀，如果处理不好其产生的力远大于重力。管道的重力分布，支点的位置，还有热膨胀方向，决定系统各点的受力大小和方向，也决定了焊缝开裂的位置。根据管道的压力，焊缝处还要受到拉力，以50公斤压力为例，拉力为62.8吨。管道的高温蒸汽使金属材料抗拉强度对应下降。综合各种因数，焊缝承受不起拉力，终于开裂了，一开始有一个小缝，少量的泄漏，如果不采取果断的降压措施，裂缝快速发展，管道断裂，500℃的高温蒸汽大量喷出，造成人员的伤亡。三、防范措施以上分析可以看出，焊缝开裂只是表象，而系统的受力分布不合理，往往是造成开裂的主要原因。在管道或构件上，总有相对薄弱的部位，受力会集中到此处，予以突破。一味地强调加强薄弱部位实际效果并不好，因为，薄弱是相对的，总有新的薄弱点产生。管道的焊缝，因为有金属的高温熔化冷却过程，永远是系统的薄弱环节，不管怎么做，出问题的总是焊缝质量问题。实际上，如果焊接质量是符合规范的，也不能保证不发生这样的事故，因为裂缝往往不在焊缝本身上，而在焊缝边上的管道上，管道金属熔与不熔的分界面上。其实，解决这个问题还有更好的办法。比如说，改变流量计的设计，根据管道内径制作孔板组件，直接焊接在管道内部，消除了应力集中点，仪表厂也免除了高压设备的设计制造，大幅度降低生产成本。根据焊缝位置安装合适的吊支架，减少薄弱环节的受力。设计管道热膨胀结构时把焊缝位置一并设计在内，有焊缝的管道不能与无焊缝的管道一样看待。四、事故处理本次事故发生前是否已有征兆，对能否避免事故发生有关键意义。我们公司也发生过这样的事故苗子。一天，维修部门提出，蒸汽管道在流量计部位泄漏，准备做带压堵漏，请示领导批准。到现场看到维修工正围着泄漏点做准备工作，钻到管道下面看了一眼不由得大吃一惊，一条4公分长的裂缝正喷出蒸汽，脑海里浮现出恐怖的场景：裂缝扩大，管道断裂，320℃蒸汽大量喷出，维修人员来不及逃离伤亡惨重。马上下令所有人员撤离现场，划定区域不得靠近，通知运行人员关小该管线阀门，降低压力防止裂缝扩大。在确认裂缝缩小后，用大一号的管子把该区域包裹起来，在一次停车检修机会时全部更换。事后进行了受力分析，是由于相连的蒸汽管道热膨胀产生的推力，在相对薄弱的环节形成了弯曲，由于流量计边上的应力集中，发生了开裂。此次事件以后，维修部门形成了共识，对于管道裂缝，一发现立即进行降压处理。设计部门也重点考虑管道的受力分布。五、伤亡人数分析此次事故伤亡人数如此之多令人吃惊，电厂是自动化程度很高的企业，运行操作只要少数几个人，这么多人聚集一起是不是有必要？传统的控制室设计也存在问题，由于过去的手工操作留下的习惯，控制室建在设备的附近，并且安装大面积的玻璃窗。实际上这样做的意义并不大，看到的只是设备的局部表面，和走过的工人。现代化的电厂，所有的数据都在电脑屏幕上，所有的操作通过鼠标键盘完成，多画面视频监控可以看清楚每个角落。不堪一击的大玻璃窗，带来的却是对员工的伤害，面对逝去的生命，设计者真的要好好反思。当突发事故时，控制室操作员担负着事故处理，防止事故扩大的责任。如果连自己的人身安全都无法保障，又怎么进行事故处理。控制室的设计，应该要考虑突发的爆炸、火灾、高温蒸汽和有毒气体的侵袭，比如说，门是向外开的防火门，窗是双层小格子钢窗，玻璃是双层钢化玻璃夹胶处理，室内有自来水，最重要的是有空气净化设备，气源取自车间外的新鲜空气，控制室保持微正压。无论外面发生什么，控制室应该是最安全的。六、结语事故的发生不是不可避免，关键在于要做事故预想和技术分析。看到的每一件事都朝最坏的方向去推演，得出最坏的结果看看能不能接受。然后用技术分析来化解，往最好的方向去努力。愿逝去的生命能够换来世人的警醒。2016-8-14