锅炉重大危险源的辨识与评价.doc

锅炉重大危险源的辨识与评价内容摘要“安全第一，预防为主”是我国安全生产工作的方针，重大危险源辨识和评价是预防重大工业事故发生的重要手段，也是重大危险源控制和管理的前提。锅炉也是相关规定中列举的重大危险源种类之一。所以对锅炉进行危险源辨识与评价是一件必须的工作。本文在对锅炉事故统计分析的基础上，论述了锅炉系统得危险有害因素，运行事故及故障处理。运用故障类型及影响分析方法（FMEA）对锅炉的主要工段进行了分析，给出了故障或事故发生的原因及安全对策措施。运用重大事故后果分析方法对锅炉爆炸事故进行了事故后果模拟计算，给出了锅炉爆炸事故的伤害半径。针对关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见（安监管协调字200456号文）中给出的锅炉重大危险源的临界量，用当量法对其进行计算并修正。 关键词：重大危险源；后果分析；伤害半径；临界量；危险性评价目录引 言3第一章 文献综述41.1前言41.2危险源与重大危险源的基本概念31.2.1定义41.2.2分类51.3重大危险源研究现状61.3.1国内外重大危险源的辨识技术61.3.2国内外重大危险源评价技术71.4锅炉的特点81.4.1锅炉的分类81.4.2锅炉的燃料91.4.3锅炉的危险性91.5本文的研究内容9第二章 锅炉系统危险及有害因素分析22.1 危险及有害因素辨识原则22.2锅炉事故统计分析32.3锅炉及其辅助设备危险及其有害因素分析32.3.1物料的火灾爆炸危险性32.3.2输煤系统、煤仓火灾爆炸危险性52.3.3炉外管道爆破危险性分析52.3.4汽水系统爆炸危险性分析62.3.5锅炉爆管危险性分析62.3.6锅炉爆炸的危险性分析62.3.7制粉系统危险性分析72.3.8烟风系统危险性分析82.3.9电气伤害危险性82.3.10机械伤害危险性82.3.11高处坠落伤害82.3.12噪声危害92.3.13粉尘危害92.3.14高温危害92.4锅炉运行事故及故障处理102.4.1锅炉超压事故102.4.2锅炉缺水事故112.4.3锅炉满水事故132.4.4锅炉汽水共腾事故142.4.5锅炉爆管事故152.4.6过热器管爆破事故172.4.7省煤器管爆破事故182.4.8空气预热器管损坏事故192.4.9锅炉水锤事故202.4.10锅炉受热面变形事故222.5 锅炉系统主要工段的故障类型和影响分析232.5.1危险模式风险分级232.5.2锅炉运行系统故障类型及影响分析23第3章 重大事故后果分析253.1锅炉爆炸的种类253.1.1超压爆炸253.1.2缺陷导致的爆炸263.1.3锅炉缺水导致的爆炸263.2锅炉爆炸的机理及原因分析263.2.1爆炸的机理263.2.2锅炉爆炸的原因分析273.3锅炉爆炸事故计算模型283.3.1锅炉爆炸的能量计算283.3.2爆炸伤害准则303.3.3锅炉爆炸冲击波及其伤害、破坏作用313.3.4伤亡半径及财产损失半径的计算343.3.5 锅炉爆炸的碎片打击363.3.6锅炉爆破时产生的水蒸汽体积计算373.4锅炉爆炸事故后果模拟383.4.1锅炉爆炸事故后果模拟步骤383.4.2锅炉爆炸后果模拟实例38第四章 锅炉重大危险源辨识404.1锅炉重大危险源的辨识研究404.1.1TNT的爆炸能量404.1.2锅炉重大危险源临界量的计算40引 言当代社会、经济发展的一个很重要的特点，就是人类在创造财富、享受成果的同时，总是会遇到愈来愈复杂的危险和事故的威胁。科学技术的发展，一方面为人类提供了更多更好的物质生活条件，另一方面现代化大生产又隐藏着非常严重的事故危害。例如：（1）1984年12月3日，印度博帕尔毒气泄漏事故，当时这种异氰酸甲酯毒气覆盖25平方公里，造成2500人死亡，20万人双目失明，67万人处于毒气威胁之下的社会性灾难。（2）我国1995年8月5日，深圳发生的危险品库大爆炸事故，造成死亡15人，伤873人，损失2.54亿元。（3）1997年6月27日，北京东方化工厂储罐区发生火灾爆炸，死亡8人，受伤40人，炸毁、烧毁储罐17个，储料20000t以及损坏罐区大部分设施。（4）1998年3月5日，西安市煤气公司液化石油气管理所储罐区的5个100-500m3储灌发生泄漏燃烧爆炸，迫使近10万人紧急疏散，造成11人死亡（其中消防官兵7人），伤27人，损失惨重。通过以上案例我们可以看出，重大工业事故大体可分为两大类：一类是可燃性物质泄漏与空气混合形成可燃性烟云，遇到火源引起火灾或爆炸，或两者一起发生；另一类是大量有毒物质的突然泄漏，在大范围内造成死亡、中毒和环境污染。当代事故所带来的灾难性和社会性，所表现的技术复杂性已经超过了事故本身，成为社会生活、经济发展、人类安居乐业的一个十分敏感的问题。      重大事故的不断发生使人们痛苦地认识到，现代工业生产，特别是现代化的大工业生产潜在着巨大的危险性。一旦发生事故，不仅工厂内部，而且相邻地区人们的生命、财产和环境都遭到巨大的危害。因此，20世纪70年代以来，预防重大工业事故已成为世界各国社会、经济和技术发展的重点研究对象之一，引起了国际社会的广泛关注、高度重视。随之产生了“重大危险”、“重大事故”“重大危险控制”等概念。1993年6月第80届国际劳动工会通过的预防重大工业事故公约将重大事故定义为：在重大危害设施内的一项活动过程中出现的意外的、突发的事故，如严重泄漏、火灾或爆炸，其中涉及到一种或多种危害物质，并导致对工人，公众或环境造成即刻的或近期的严重危害。第一章 文献综述1.1前言现代科学技术和工业生产的迅猛发展一方面丰富了人类的物质生活，另一方面现代化大生产隐藏着众多的潜在危险。工业生产事故对人类的威胁也在扩大，特别是重大危险源一旦发生事故会给人类带来灾难性后果。回顾人类的历史，可以清楚地看出，正是技术的突破带来了一次又一次工业革命和人类社会的日益繁荣。但是人类所经受的灾难事故比历史上任何一个时期都更惨重，更从根本上危及人类的生存。20世纪70年代以后世界范围内发生了许多震惊世界的重大、特大事故。例如：1912年4月14日夜，北海纽芬兰大浅滩以南150km处，一艘8层楼高的英国超级豪华邮轮“泰贝尼克”号与冰川相位，并于4月15日凌晨2时20分沉没，1513人在这次事故中框难，成为有史以来最大的次海难。1974年英国夫利克斯保罗化工厂发生的环丙烷蒸汽暴涨事故，死亡29人、受伤109人，直接经济损失700万美元；1976年意大利塞维索环乙烷泄露事故，造成30人伤亡，迫使22万人紧急疏散；1978年西班牙一辆丙烷槽车因充装过量发生暴炸，烈火浓烟造成150人被烧死、120多人烧伤、100多辆汽车和14幢建筑物被烧毁的悲剧；1984年12月印度博帕尔农药厂发生一起甲基异氰酸酯的恶性中毒事故，有2500多人中毒死亡，20余万人中毒受伤，67万人受残留毒气的影响。1988年英国北海石油平台因天然气压缩间发生大量泄漏而暴涨，在平台上工作的230余名工作人员只有67人幸免遇难，使英国北海油田减产12%。1986年4月26日凌晨位于乌克兰首府基辅以北150km处的切尔诺贝利核电站的第四动力机组发生事故，释放出铯和锶等大量放射性物质，其辐射剂量曾高达2.58×10-23.87×10-2C/kg/h，使半径80km地区受到严重放射性污染，造成31人死亡，203人患放射疾病方圆30km内的2万人受到放射照射危害，至2006年已造成死亡75000人，事故造成经济损失20亿卢布以外，并波及东欧邻国从西欧一些国家，给前苏联造成的经济损失，轻则要用几十亿美元清理污染，重则要付出更大的代价，这次核事故给数百万人埋下了致命的祸根。几年后该地区出现第一批白血病患者，10年后在500km的范围内使1万人患肺癌死亡，放射性尘埃将在今后80年内使数10万人患甲状腺癌。我国近年来也不断地发生火灾、爆炸、毒物泄漏等重大、特大事故。例如；1993年深圳化学品仓库爆炸火灾事故造成15人死亡，100多人受伤，造成直接经济损失2亿多元；2000年3月11日，江西萍乡上栗县鞭炮厂发生爆炸事故，33人死亡。2002年2月22日，河北保定市乳化炸药生产线发生爆炸，死亡13人。2005年11月13日下午，中国石油吉林石化公司发生爆炸事故，造成5人死亡, 70人受伤，其中2名重伤。为避免中毒，处于工厂下风口的两个居民小区的居民和北华大学北校区、吉林化工学院部分学生共数万人被警方疏散。同时，爆炸给松花江两岸的人民带来了严重的灾难。哈尔滨市三百多万人口停水长达四天，整座城市顿时陷入极度缺水甚至无水的困境，市民处于极大的恐慌之中。而且，事件造成的灾难性后果并不会随着污染带的流逝而消失，它将长久地存在，对生态环境造成严重损害，并继续威胁着两岸人民的生命和健康。据统计，全世界每年共发生两亿五千万起工伤事故，导致33万人死亡。工伤事故和职业病所造成的经济损失相当于全球国民生产总值（GNP）的4%。2000年统计表明，在1141起事故中，火灾、爆炸事故占4.8%，毒物泄漏和中毒事故占1.8%。事故共死亡2938人，伤2080人；死亡人数中火灾、爆炸事故占6.1%，毒物泄漏和中毒事故占1.6%；受伤人数中火灾、爆炸事故占9.6%，毒物泄漏和中毒事故占7.7%。重大、特大事故的不断发生，使人们认识到，现代工业生产存在着巨大的潜在危险性。一旦发生事故，不仅在工厂内，而且在相邻地区，人员生命、财产和环境都将遭受到巨大的损失。重大、特大事故的频繁发生，沉痛的教训告诫我们：为了有效预防事故的发生，降低事故造成的损失，必须对重大危险源进行辨识和评价，迅速有效的控制事故的发生。减小它对人类的伤害以及由此带来的重大损失。目前，我国安全生产形势十分严峻，重大、特大事故不断发生，对重大危险源的辨识和评价已经成为当今公众和政府共同关心的问题，也成为我国经济和技术发胀的重要研究对象之一。目前，尽管我国安全工作已经取得了重大进步，但伤亡人数仍居高不下，特别是重大火灾，爆炸和有毒物质泄漏事故伤亡人数。由于我国现代工业生产的规模集中、设备庞大、单位时间的能量消耗大、工业基础薄弱、生产设备老化日益严重、超期服役、超负荷运行的设备大量存在，特别是生产过程中存在着大量的危险物质，这些物质一旦意外释放，可能造成巨大的人员伤亡和经济损失。重大危险源的辨识和评价是重大危险源安全管理中的一项基础性工作，是依靠现代科学技术来预防工业重大事故的具体体现。实践表明，通过进行重大危险源的辨识和评价，可以掌握安全生产状况，明确安全整顿目标，提高设施、设备的本质安全水平和安全管理水平，真正落实“安全第一，预防为主，综合治理”的工作方针。因此，对重大危险源辨识和评价的研究具有非常重要的现实和指导意义。1.2危险源与重大危险源的基本概念近年来，随着人类对安全水平要求的不断提高，出现了“危险源”、“重大危险源”、“危险、有害因素”等概念。对于危险源、重大危险源的分类，采用不同的标准划分为不同的类型。但是，究竟什么是危险源、重大危险源，他们有哪些种类等问题，到目前为止尚无理论上的确切界定。1.2.1定义1.2.1.1危险源的定义顾名思义，危险源就是危险的根源。在安全工程中所谓的危险，是指发生事故而造成人员伤亡、财产损失或环境污染的危险。因此，安全工程中所谓的危险源，是指各种事故发生的根源，即通常人们所一说的导致事故发生的不安全因素，或称事故原因因素。对危险源定义大致包括以下几种：陈宝智教授认为危险源是可能导致人员伤害或财产损失事故的不安全因素；我国职业健康安全管理体系规范(G8/T28001-2001)定义危险源是可能导致伤害或疾病、财产损失、工作环境破坏或这些情况组织的根源或状态；何学秋教授认为是产生和强化负效应的核心、危险能量的爆发点。综上所述，本文认为危险源是指可能引起事故的根源，它指系统、过程或设备的可能造成事故、造成人员伤害、财产损失或环境破坏的危险物质、生产装置、设施或场所以及个人作业的不安全行为或组织管理失误等。1.2.1.2重大危险源的定义预防重大工业事故公约将重大事故定义为：在重大危害设施内的一项活动中出现意外的突发性的事故，如严重泄漏，火灾或爆炸，其中涉及到一种或多种危险物质，并导致对工人、公众或环境造成即刻的或延期的严重危害；将重大危害设施定义为：不论长期或临时的加工、生产、处理、搬运、使用或储存数量超过临界量的一种或多种危害物质，或多类危害物质的设施(不包括核设施，军事设施以及设施现场之外的非管道的运输)。吴宗之教授将重大危险源定义为：工业活动过程中客观存在的危险物质或能量超过临界量的设备、设施或场所。重大危险源辨识GB182182000中将重大危险源定义为：长期或临时的生产、加工、搬运、使用或贮存危险物质，且危险物质的数量等于或超过临界量的单元。总之，我国所说的重大危险源是指工业活动中客观存在的危险物质(能量)达到或超过临界量的设备或设施。实际上，重大危险源的概念基本等同于国际上定义的重大危害设施。因此，本文认为重大危险源是指危险物质的数量等于或超过临界量可能发生重大或特大事故的单元或区域。1.2.2分类1.2.2.1危险源的分类1995年陈宝智教授提出了事故致因的两类危险源理论，该理论把事故发生的原因归结于两类危险源共同作用的结果。田水承教授在两类危险源的基础上提出了第三类危险源的概念。第一类危险源(也称静态危险源)：系统中存在的、可能发生意外释放的能量(能量或能量载体)或危险物质。常见第一类危险源有如下几种：（1）产生、供给能量的装置、设备；（2）使人体或物体具有转高势能的装置、设备场所；（3）能量载体；（4）一旦失控可能造成巨大能量的装置、设备、场所，如强烈放热反应的化工装置等；（5）一旦失控可能发生能量储蓄或突然释放的装置、设备、场所，如各种压力容器等；（6）危险物质，如各种有毒、有害、可燃烧爆炸的物质等；（7）生产、加工、储存危险物质的装置、设备、场所；（8）人体一旦与之接触将导致人体能量意外释放的物体。第二类危险源：导致能量或物质约束或限制措施破坏或失效的各种原因，它通常包括人的失误、物的障碍、环境因素。人的失误即人的行为的结果偏离了预定的目的，如扳错了开关使检修中的线路带电；物的障碍即是由于性能低下不能实现预定功能的现象；环境因素包括温度、湿度、照明、粉尘、噪声、振动等物理因素。第三类危险源：管理缺陷、组织失误(组织程序、组织文化、组织规则等)、管理决策失误、系统扰动等，造成生产系统畸变、破损失调、运行无序等不安全因素称为第三类危险源。第三类危险源是潜藏在第一类危险源与第二类危险源背后的组织因素。1.2.2.2重大危险源的分类根据关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见（安监管协调字200456号文）的规定，以及实际工作的需要，重大危险源申报登记的范围如下：（1）易燃、易爆、有毒物质的贮罐区(贮罐)；（2）易燃、易爆、有毒物质的库区(库)；（3）具有火灾、爆炸、中毒危险的生产场所；（4）压力管道；（5）锅炉；（6）压力容器；（7）煤矿（井工开采）；（8）金属非金属地下矿山；（9）尾矿库。本文研究锅炉重大危险源的辨识和评价。1.3重大危险源研究现状1.3.1国内外重大危险源的辨识技术最早系统地研究重大危险源控制技术的国家是英国。1974年6月英国发生严重的夫利克斯巴勒爆炸事故后，于1976年英国重大危险源咨询委员会（MH）首次向英国卫生与安全监察局提交了建议的重大危险源标准。1992年美国政府颁布了高度危险化学品处理过程的安全管理标准，对重大危险源辨识提出了规定，提出了137种易燃、易爆、强反应性及有毒化学物质及其临界量，临界量标准最小值100P，最大值为15000P。随后，美国环境保护署（EPA）颁布了预防化学泄漏事故的风险管理程序（RPM）标准，对危险源的确认做出了规定。1988年国际劳工组织编写了重大事故控制实用手册，1991年又出版了重大工业事故的预防，均对重大危险源的辨识方法及控制措施提出了建议，1993年通过了预防重大工业事故公约。此外，在国际劳工组织支持下印度、泰国、马来西亚和巴基斯坦等都建立了国家重大危险源辨识标准。1993年澳大利亚国家职业安全卫生委员会颁布了重大危险源控制国家标准，各州将用该标准作为控制工业重大危险源的立法依据。 我国研究重大危险源辨识技术起步较晚。1997年原劳动部在北京、上海、天津、深圳、青岛和成都等六城市开展了重大危险源普查试点工作，取得了良好的成就。继上述六城市实施重大危险源普查之后，重庆市、奉安市以及南京化学工业集团公司也进行了重大危险源普查和监控工作。参考国外同类标准，结合我国工业生产的特点和火灾、爆炸、毒物泄漏重大事故的发生情况，以及重大危险源普查试点工作中对重大危险源辨识进行试点的情况，我国提出了国家标准GB182182000重大危险源辨识。重大危险源的辨识依据是物质的危险性及其数量.同等数量的危险物在生产过程中和贮存状态下的危险性不同，因为生产过程中工艺条件相对复杂，发生事故的危险性较大，从实际危险性来考虑，GB182182000重大危险源辨识标准将重大危险源分为生产场所重大危险源和贮存场所重大危险源两大类。本标准主要参照了欧共体的标准，又结合我国现有的法规及实际生产技术水平来确定的。考虑到我国的生产技术和规模以及管理水平与国外尚有差距，临界量的确定比国外标准小些。重大危险源辨识（GB182182000）中规定当单元内存在危险物质的数量等于或超过上述标准中规定的临界量，该单元即被定为重大危险源。辨识单元内存在危险物质的数量是否超过临界量需根据处理物质种类的多少分为以下两种情况。 单元内存在的危险物质为单一品种，则该物质的数量即为单元内危险物质的总量，若等于或超过相应的临界量，则定为重大危险源。单元内存在的危险物质为多品种时，按下面公式判断是否为重大危险源。 （1-1）式中：每种危险物质实际存在的量； 6各种危险物质相对应的生产场所或储存区的临界量。1.3.2国内外重大危险源评价技术重大危险源评价技术属于安全评价技术的一部分。目前，国内外安全评价方法有几十种，可分为定性评价、指数评价、半定量评价和定量评价。但是，用于重大危险源的评价方法主要有美国道化学公司法(DOW ),英国帝国化学公司蒙德法(MOND)和易燃易爆有毒重大危险源辨识评价方法。 近年来，为了适应安全评价的需要，世界各国开发了包括危险辨识、事故后果模型、事故频率分析、综合危险定量分析等内容的商用化安全评价计算机软件包。应用较多的有SAFETI、SAVE II、SIGEM, WHAZAN, EFFECTS, IRMSS, PHAST. RISKCURVES, SAFEMODE,STRA等系统，随着信息处理技术和事故预防技术的进步，新的实用安全评价软件不断地进入市场。计算机安全评价软件包可以帮助人们找出导致事故发生的主要原因，认识潜在事故的严重程度，并确定降低危险的方法等。尽管国内外已研究开发出几种重大危险源安全评价方法和安全评价软件包，但是由于重大危险源安全评价不仅涉及自然科学，而且涉及管理学、逻辑学、心理学等社会科学的相关知识；另外，安全评价指标及其权值的选取与生产技术水平、安全管理水平、生产者和管理者的素质以及社会和文化背景等因素密切相关，因此，每种评价方法都有一定的适用范围和限度。重大危险源安全评价方法的完善，还需进一步研究。1.4锅炉的特点本论文主要研究按介质分类的锅炉：蒸汽锅炉和热水锅炉。蒸汽锅炉：是指输出热载体的形态是蒸汽的锅炉；热水锅炉：是指输出热载体的形态是热水的锅炉。其中研究锅炉范围如下：（1）蒸汽锅炉额定蒸汽压力大于2.5MPa，且额定蒸发量大于等于10 t/h。（2）热水锅炉额定出水温度大于等于120，且额定功率大于等于14 MW。 1.4.1锅炉的分类锅炉的类型很多，分类方法也很多，归纳起来大致有以下几种：按用途分类有：工业锅炉、电站锅炉、机车锅炉、船舶锅炉等。蒸汽主要用于工业生产和采暖的锅炉称为工业锅炉。用锅炉产生的蒸汽带动汽轮机发电用的锅炉称电站锅炉。 按介质分类有：蒸汽锅炉、热水锅炉、汽水两用锅炉。 锅炉出口介质为饱和蒸汽或过热蒸汽的锅炉称蒸汽锅炉；出口介质为高温水（120）或低温水(120)的锅炉称热水锅炉，汽水两用锅炉是既产生蒸汽又可用于热水供应的锅炉。 按燃烧室布置分类有：内燃式锅炉、外燃式锅炉。 内燃式锅炉的燃烧室布置在锅筒(炉胆)内，外燃式锅炉的燃烧室布置在锅筒外。按使用燃料分类有：燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉。按锅筒位置分类有：立式锅炉、卧式锅炉。按锅炉本体型式分类有：锅壳锅炉(火管锅炉)、水管锅炉。按安装方式分类有：整装锅炉快装锅炉)、散装锅炉。锅炉在制造厂组装后，到使用单位只需接外管路阀门即可投入运行的锅炉，称整装锅炉也叫快装锅炉。锅炉主要受压部件散装出厂，到使用单位进行现场组装的锅炉，称散装锅炉。1.4.2锅炉的燃料 锅炉燃料按其物理形态可分为固态燃料、液态燃料、气态燃料等三大类。固态燃料包括煤、页岩、木柴、甘蔗渣及可燃垃圾等。液态燃料包括重油、渣油等。气态燃料包括天然气、煤气及其它工业可燃废气等。1.4.3锅炉的危险性锅炉是生产和生活中广泛使用的、有爆炸危险的特种设备。如果管理不善、使用不当或者设备缺陷扩展，很容易发生爆炸火灾事故，而且事故的破坏性经常是很严重的。一旦发生爆炸，并发生火灾情况，往往导致灾难性事故，不但设备本身遭到毁坏，并且将波及周围环境，破坏附近的建筑和设备，并造成人员的伤亡。历史上由于锅炉压力容器爆炸所造成的灾害性事故为数不少。例如：1905年美国马萨诸塞州的勃洛克鞋厂发生锅炉爆炸，死58人，伤117人；1955年我国天津国棉一厂发生锅炉爆炸，死8人，伤69人；2004年9月13日河北新兴铸管有限公司发电锅炉爆炸，造成13人死亡。据统计，2000年我国共发生工业锅炉爆炸事故74起，死亡65人，受伤98人，直接经济损失737.04万元。显然，锅炉压力容器的安全与否直接威胁着人民的生命安全，影响着社会生活的稳定和国民经济的发展。1.5本文的研究内容本文研究内容主要包括：（1）研究锅炉系统的危险及有害因素，从而为提高危险有害因素控制的针对性提供依据。（2）分析了锅炉的主要运行事故及故障处理。运用故障类型和影响分析方法（FMEA），对锅炉系统主要工段进行了分析，提出了故障或事故发生的原因及安全对策措施。（3）运用重大事故后果分析方法，对锅炉爆炸的后果进行了分析，并进行了锅炉爆炸事故后果的模拟计算。第二章 锅炉系统危险及有害因素分析危险、有害因素是指能对人造成伤亡或对物造成突发性损害的因素。有害因素又称危害因素，对人是指能影响人的身体健康，导致疾病；对物是指由于能量失控或有害物质影响对构造成损害的因素。主要指客观存在的危险，有害物质或能量超过人们控制范围的设备、设施或场所等。2.1 危险及有害因素辨识原则危险及有害因素辨识原则主要为：（1）科学性危险有害因素的辨识是分辨、识别、分析确定系统内存在的危险，而并非研究防止事故发生或控制事故发生的实际措施。它是预测安全状态和事故发生途径的一种手段，这就要求进行危险有害因素辨识必须要有科学的安全理论作指导，使之能真正揭示系统安全状态、危险有害因素存在的部位、存在的方式、事故发生的途径及其变化的规律，并予以准确描述，以定性、定量的概念清楚地显示出来，用严密的、合乎逻辑的理论予以清楚解释。（2）系统性危险有害因素存在于生产活动的各个方面，因此要对系统进行全面、详细的剖析，研究系统和系统与子系统之间的相关和约束关系；分清主要危险有害因素及其相关的危险危害性。（3）全面性辨识危险及有害因素时不要发生遗漏，以免留下隐患，要从厂址、自然条件、储存运输、建构筑物、工艺过程、生产设备装置、特种设备、公用工程、安全设施、安全管理体系和制度等各方面进行分析、辨识；不仅要分析正常生产运转、操作中存在的危险有害因素，还要分析、辨识开车、停车、检修、装置受到破坏及操作失误情况下的危险有害因素。（4）预测性对于危险有害因素，还要分析其触发事故，亦即危险有害因素出现的条件或设想的事故模式。2.2锅炉事故统计分析表2.1 1998年 2000年我国锅炉爆炸事故原因分析 单位：起事故原因1998年1999年2000年设计制造缺陷1使用操作不当852超压、安全阀失灵423磨蚀、磨损、泄露21非法制造、使用“土锅炉”396968其他3合计547974表2.2 2000年美国蒸汽锅炉事故原因分析统计事故原因次数（起）百分比安全阀1414缺水事故4374174控制不够66630不正确安装22210不正确修理23220设计制造有误34325操作维修问题4123935燃烧器故障19181不明原因20191合计10471002.3锅炉及其辅助设备危险及其有害因素分析2.3.1物料的火灾爆炸危险性2.3.1.1煤的自燃煤是一种能自燃的物质，不需要外界火源作用，就会在常温空气中发生物理和化学变化放出热量，当放出热量多于向周围环境散失的热量时，就会造成热量蓄积导致温度逐渐升高达到自燃点而引起燃烧。煤的自燃能力和以下因素有关: 1)煤的煤化程度。煤化程度越高，其挥发分和水分的含量越低，其结构越紧密，在空气中不易氧化，且其本身的着火温度较高，所以不易自燃。无烟煤挥发分最低，不易自燃，烟煤易自燃，褐煤最容易自燃。无烟煤自燃温度约为700，烟煤为450500，褐煤为300370。 2)存放时间。存放时间越长，氧化作用越强，愈容易自燃。 3)煤的水分含量。水份含量较小的煤，水份易蒸发，挥发份析出愈多，就愈容易自燃。 4)煤中黄铁矿(FeS2)的含量。黄铁矿在煤粉湿润时，极易氧化同时放出大量的热，使煤堆温度升高，加速自燃。 5)周围环境温度。环境温度高，氧化作用强，挥发份祈出就会增多，容易自燃。 6)煤粉粒度。煤粉愈细，与空气接触面积愈大，愈容易氧化，且不易通风散热，煤粉自燃的可能性就大。2.3.1.2煤粉的爆炸性 煤粉不仅容易自燃，而且在一定条件下也可能发生爆炸。煤粉与空气混合形成悬浮的雾状气粉混合物，爆炸极限范围很大，其点火能量仅有40MJ，当气粉混合物的浓度(每立方米空气煤粉尘的含量)在352000g/m3的范围内时，遇到明火或一定的温度，会造成煤粉的爆炸。气粉混合物的浓度在300600g/m3时，爆炸压力最大，可达0.306MPa。爆炸时所产生的冲击波以很高的速度向周围扩散，对设备产生猛烈冲击，甚至损坏设备，严重时可引起火灾和人身伤亡事故。 煤粉的爆炸性与下列因素有关: 1)与煤粉在空气中的浓度有关。当煤粉浓度在300600g/m3时，爆炸性最强，爆炸压力最高，当浓度低于30g/m3时不会爆炸，当浓度为1000g/m3时，爆炸性较低。 2)挥发分含量高的煤粉易爆炸。挥发分小于8%的煤粉不易爆炸。挥发分大于25%的煤粉，爆炸可能性加大。 3)与输送煤粉的空气含氧浓度有关。当氧气占气体的比例小于14%(按体积计算)时，不会爆炸。 4)与煤粉和气粉棍合物的温度及湿度有关。煤粉温度越高，气粉混合物的湿度越小，煤粉易爆炸。5)与煤粉细度有关。煤粉越细，煤粉与氧气接触面积越大，爆炸可能性愈大。煤粉的燃烧爆炸特性如表2.3。表2.3 煤尘的燃烧爆炸特性煤粉种类引燃温度（）爆炸下限（g/m3）粉尘立径（）高温表面积尘云状粉尘有烟煤粉2355954157511无烟煤粉430600100130贫煤粉285680344557褐煤粉2604968232.3.1.3油品类锅炉点火采用柴油。柴油临时运至炉前，点火后运走。轻柴油可燃，闪点在45120，自燃点在350380，爆炸极限1.56.5%。按照建筑设计防火规范（GB500162006）(以下简称建规)对生产储存物品的火灾危险性分类，-35号柴油为乙类可燃液体，其余品种属于丙类可燃液体，与氧化剂接触，有引起燃烧爆炸的危险。2.3.2输煤系统、煤仓火灾爆炸危险性 原煤从煤场经铲车送至振动给煤斗，在经由电磁振动给煤机进入倾斜皮带机，然后送入振动筛中，经筛选后的煤块进入环式碎煤机，然后送到斗式提升机中，再进入平皮带机，由梨式卸料器和皮带头部卸料口分别送入煤仓，煤仓里的煤经煤仓振动器振动后，再由煤闸门进入螺旋给煤机再送入炉膛内燃烧。 在输煤系统，皮带运动中有煤尘扬起；煤料在皮带机转运点处,如果落差较大，会引起煤粉尘飞扬；原煤在经过碎煤机破碎和筛分机筛分时，可能因密封不严，造成煤尘飞扬。如果不采取密闭除尘措施，扬起的煤尘，在空中荡扬之后落到地面、设备外壳、皮带机、电动机外壳、门窗等处，这些沉积煤尘如不及时清理，将会逐步氧化、温度升高，最后引起自燃。锅炉房内的煤仓，由于其粒度大多在10mm以下，且处于干燥状态，火灾危险性加大。 因此，应对输煤系统，尤其是煤仓、破碎机、煤筛、斗提机、除尘系统内部的火灾、爆炸危险性等给与足够的重视，并采取有效的预防措施。2.3.3炉外管道爆破危险性分析炉外管爆破事故主要是由安全阀、调温器失效；管道长期过热，蠕胀破裂；管道材质不良，局部应力集中，加快腐蚀，压力大爆破；管道选材错误，配件质量缺陷，强度不足而爆破；管道在高温高压下长期运行产生蠕变裂纹，扩展后断裂；管道腐蚀性热疲劳损坏；管道检修、焊接质量缺陷。锅炉房内有大量的高温高压汽水管道，一旦发生炉外管道爆破，极易造成附近正在作业人员的伤亡。2.3.4汽水系统爆炸危险性分析锅炉汽水系统爆炸的主要原因是锅炉严重缺水，连锁保护装置失效时，此时如果立即上水，水大量汽化，就会引起锅炉超压，由于此时压力过大，安全阀已经不能及时泄压，锅炉内汽水系统的实际压力将超过其承载压力，锅炉就会爆炸，造成设备的重大损坏和人员的伤亡。锅炉爆炸是锅炉的最严重的事故，会造成重大的设备损坏，使设备长时间不能投入运行，产生重大的经济损失；同时，由于爆炸的过程中，炉火四处飞溅，还会连锁引起其他火灾事故，并且对锅炉房内运行和巡检人员造成生命威胁。2.3.5锅炉爆管危险性分析锅炉正常运行时，爆管事故时有发生，其原因主要是管壁腐蚀、磨损，使管壁过薄，承载能力下降；管壁结垢，使管子传热不好，引起过热；锅炉长期超负荷运行，参数较高，超过极限，引起管壁过热蠕变，使其承载能力下降；蒸汽压力过高，安全门故障拒动，引起爆管；管材材质、焊接缺陷，引起压力集中，超过极限。锅炉爆管时，可能会造成大量的水汽，炉火外喷，会伤害到人员和造成设备损坏。2.3.6锅炉爆炸的危险性分析锅炉冷炉启动次数过多，或生产中的炉膛突然出现灭火现象时，如处置不当，会因炉膛内燃料积聚，点火燃烧后炉膛急剧升温而引起炉膛爆炸。锅炉系统爆破事故。因设备严重故障、运行人员疏忽大意和误操作，可能造成锅炉严重缺水、锅炉严重超压；如处理不当，就会造成锅炉爆破事故。锅炉系统的其他承压部件如水冷壁、省煤器、过热器、再热器管也存在发生爆破事故的危险。超压爆炸。由于安全阀、压力表不齐全、损坏或装设错误，操作人员擅离岗位或放弃监视责任，关闭或关小出汽通道等原因，致使锅炉主要承压部件管板、炉胆等承受的压力超过其承载能力而造成的锅炉爆炸。缺陷导致的爆炸。锅炉承受的压力并未超过额定压力。但因锅炉主要承压部件出现裂纹、严重变形、腐蚀、组织变化等情况，导致主要承压部件丧失承载能力，突然大面积破裂爆炸。严重缺水导致的爆炸。锅炉的主要承压部件一旦严重缺水，金属温度急剧上升甚至被烧红。往往酿成爆炸事故。因此，热机部分的锅炉系统存在锅炉爆炸危险。锅炉部分除炉膛灭火后爆炸还有可能发生灼烫伤害（高温高压蒸汽、高温热水）、高处坠落等事故。2.3.7制粉系统危险性分析制粉系统包括中速磨煤机、送风机、排粉风机、给煤机和给粉机等设备和设施。由煤粉特性可知，长期积存的煤粉具有自燃性质，煤粉与空气混合，粉尘达到一定浓度遇到明火(或温度足够高)时，具有爆炸性质。而制粉系统自身的缺陷和某种运行状况，都有可能给煤粉的自燃和爆炸提供机会和条件。制粉系统设计不合理，安装时没有按照质量标准和规范进行安装，或者生产单位在检修中没有按照检修质量标准进行检修，运行中没有按规定操作、维护，都会造成制粉系统局部积煤和积粉，如旋风分离器入口管段平直处、磨煤机冷风门处的再循环管内、热风管道入口处(回粉管下部最容易积煤)、管道的死角处、进入粉仓和螺旋输运机的交叉管处、螺旋输运机、给煤机里、原煤仓的四角的四角粗糙处，都很容易积煤、积粉。煤粉长期积存，逐步氧化，就会引起自燃。制粉系统在启、停和断煤过程中，给煤量和风量相对变化较大，磨煤机出口温度不易掌握，很容易超温，同时由于磨煤机内煤粉变细，浓度变化，煤粉浓度达到爆炸极限即可能发生制粉系统爆炸。在制粉系统停运后，系统通风时间不够，煤粉没有抽尽，或者制粉系统局部积粉，煤粉逐渐氧化和自燃，在启动制粉系统时，就会使自燃煤粉飞扬起来，当煤粉浓度达到爆炸范围时，也会发生制粉系统的爆炸。制粉系统爆炸时，强大的冲击波以极高的速度和压力将防爆门击破，甚至将水泥盖板冲开，使温度很高且带火的煤粉喷出，引起电缆和可燃物着火，造成重大火灾事故，事故可能造成人身伤亡，设备损坏，后果十分严重。另外制粉系统还存在的其他危险因素如机械伤害等。2.3.8烟风系统危险性分析烟风系统包括引风机、烟道、风道、烟囱等设备设施，存在的主要危险因素有机械伤害、高处坠落等。2.3.9电气伤害危险性 主变电所、配电装置、锅炉房及其辅助间内设备的动力配电及各厂房间照明等。如果电气安全保护设施、防雷及防静电接地不完善、绝缘埙坏等造成电气设备、电缆外壳意外带电，人体如果与之接触就会发生触电伤害事故。触电方式有以下几种：单相触电;两相触电。人体触电轻则受伤致残，丧失劳动能力，重则造成死亡。一旦发生触电事故还可能引发火灾爆炸等次生事故，影响系统的安全运行。2.3.10机械伤害危险性在输煤系统中，皮带运输机、碎煤机、给煤机各种机械设备;在锅炉房内风机、机泵、电动机布置较为集中紧凑。上述作业区域内的生产设备多为机械和电力传动驱动，是机械伤害事