1加氧吹管工艺的意义和机理

1.1加氧吹管工艺的目的和意义

新安装的锅炉在向汽轮机供汽之前，必须完成蒸汽管路的吹洗工作，使制造、运输、安装时留在过热器、再热器蒸汽系统中各种杂物被高速气流冲刷干净，保证机组安全可靠的运行。

加氧吹管工艺由于具有可以缩断吹管时间，减少吹管次数，节约大量燃油，在锅炉受热面和主蒸汽管道的内表面形成稳定的氧化膜从而增强其强度和耐腐蚀性等优点而得到广泛应用，目前基建电站锅炉均采用加氧吹管工艺。

1.2加氧吹管工艺的机理

蒸汽加氧吹管工艺是在过热蒸汽中加入高压氧气来对锅炉受热面和主蒸汽管道的内表面进行清洗。其机理是：在高温蒸汽流和氧的共同作用下，沉积物的物相组织发生变化的同时，它们的强度也遭到破坏，使管的内表面污秽物形成氧化物，在过热蒸汽流速足够高时（50～80m/s），脱离金属表面而从系统中排出，且在已清洗过的金属表面上因为氧的扩散作用生成较稳定的四氧化铁（Fe3O4）或三氧化二铁（Fe2O3），这种氧化膜具有很高的强度和耐腐蚀性，从而大大增加了锅炉受热面和主蒸汽管道的强度耐腐蚀性。

2事故的概况

2003-05-13，某电厂2×300MW机组工程3号锅炉吹管进入加氧吹管阶段，加氧临时系统见图1。16：00，对左全屏过热器进行加氧吹管工作。在氧气瓶接入支路前，安装单位工作人员打开排气门对其支管路进行2次每次约十多分钟的蒸汽吹扫，并消除了加支路接头漏气的缺陷。17：45，调试单位的指挥人员来到0米加氧点进行现场指挥，发现加氧蒸汽吹扫A、B2控制门未关闭，指挥施工人员将该两阀门关闭，接入2组氧气瓶（每组10瓶），并将2组氧气支管路C、D阀门打开，此时压力表P1为12 MPa。18：20，左全屏过热器加氧吹管准备工作全部完成。19：00，此时汽包压力为5.8MPa，过热器温度为427℃。在听到吹管指令后，工作人员打开加氧控制B阀门，在开启阀门过程中突然一声巨响，2个控制加阀门及连通管同时被烧化、炸裂，大量的蒸汽冲出，造成1人脸、手、胸部严重灼烫伤，2度烫伤面积达60％，另有2人轻度烫伤。

图1吹管用加氧临时系统图

3事故原因分析

（1）光谱分析表明，吹管加氧临时系统阀门、管材符合要求。

（2）吹管加气系统临时管路蒸汽吹扫不彻底，在加氧吹管前的2次十多分钟对临时管路的吹扫时，未对氧气支管路和压力表支管路进行吹扫，加氧系统临时管路存在油脂。

在加氧过程中，氧气与支管路的油脂接触，形成氧化反应，在打开加氧控制阀门B时，氧与高温蒸汽接触，而产生爆燃，使加氧控制A、B阀门和连通管路烧断，从而使加氧操作人员烫伤。

（3）一般说的油脂是指润滑油脂，实际上就是加稠化剂稠化了的润滑油，其化学组成十分复杂，主要组成成分为烷烃、环烷烃、芳香烃和不饱和烃等多种烃类有机化合物。

不管外部条件如何，油的氧化是一个必然的过程，油发生氧化会有氧化分解产物，在高温的作用下，油的烃类物质的碳链会发生断链和脱氢，其分解产物会有大量低分子烃类气体。

所以在蒸汽吹管时，附着在加氧管道内壁上的油脂先在高温的作用下，生成大量低分子烃类气体。烃类气体跟大量氧气进一步发生剧烈反应，引起爆炸。

4采取的防范措施

（1）加气临时系统氧气管道的设计、施工及验收要求，应符合《氧气站设计规范》（GB50030-91）。

①加氧临时系统是采用多个氧气瓶并联在母管上，每个氧气瓶与加氧线管利用?28mm的铜管连接，且氧气瓶本体用丝扣活络接头与各铜管连接，以便于在加氧吹扫过程上安全，方便、快捷地更换用完的氧气瓶，加氧母管也使用?28mm的铜管；加氧母管与各空气门管道用?16mm的合金钢管连接，加氧母管上的截止门和调节门均使用针型阀，以便于控制每次加扫的加氧量。

②吹扫前，加氧临时系统的所有管件都应通过1.25倍氧气瓶压力的水压试验。

③为防止临时系统内积油，发生管道、阀门等烧化的情况，临时系统的所有阀门、管道安装前用CCL4进行彻底清洗，特别是阀门都进行解体清洗、脱脂后用紫外线检查法或溶剂分析法进行检查。脱脂合格后的管道、阀门，应及时封闭管道口，密封阀门，并充入干燥氮气。

④加氧临时系统所有焊口都经氩孤焊打底，并通过100％无损探伤。临时系统布置要合理，紧凑，并搭建平台。氧气瓶设有固定装置，氧气瓶到母管的连接管用支架固定，防止管子晃动造成口开裂。

⑤压力计要使用标明“禁油”的氧气专用压力计，且应在无油条件下校检合格。

（2）在锅炉首次点火升压过程中有加氧点的空气门管道应进行充分的蒸汽冲洗。锅炉进入加氧吹管阶段，为了防止锅炉内的蒸汽倒窜，在加氧母管末端的管道上安装逆止阀，见图1中注。加氧冲管前，该逆止阀不装，以便利用锅炉内的蒸汽倒窜，冲洗加氧临时管路内残存的油污。

（3）加氧临时系统附近布置消防器材并有专人负责，系统周围布置相应的护栏并挂警告牌，禁止无关人员入内。

（4）备足符合初压要求的氧气瓶。

通过采取完善临时加氧系统，对临时加氧系统进行脱脂处理以及蒸汽吹扫等相应的技术措施，包括该厂4号锅炉和湖南耒阳电厂二期锅炉基建调试等均未发生类似事故。