發(fā)電廠的生產過程實質上就是進行能量轉化的過程?;鹆Πl(fā)電廠的基本原料是可燃或易燃性燃料,在燃料的裝卸、貯存、運輸、制備和燃燒的過程中,都有潛在的火災危險性。在火力發(fā)電廠的主要設備中還存有一些易燃易爆物質,容易發(fā)生火災事故,如汽輪發(fā)電機組、變壓器、斷路器等存有一定量的油料,氫冷發(fā)電機組的氫氣系統(tǒng)內則有大量的氫氣,脫硝還原需要使用液氨作為還原劑等。因此,柴油儲罐區(qū)、制氫站、氫氣罐區(qū)、液氨儲罐區(qū)等均為發(fā)電廠重大火災爆炸危險源。
在國內外電力設備發(fā)生的各類重大事故中,火災事故所占比例較大。上世紀80年代以來,國內外火力發(fā)電廠從小機組到600MW級的大機組,均出現過不同類型、不同程度的火災事故。發(fā)電廠發(fā)生火災事故后,不僅可造成發(fā)電設備的損壞與人身傷亡,而且修復時間較長,直接和間接損失較大,甚至會直接影響社會生產和人民生活?;鹆Πl(fā)電廠的火災危險性主要有以下幾個方面:
一、煤的自燃
煤炭堆場的火災危險性主要在于煤的自燃。煤自燃的原因可歸結為存在放熱反應和熱量積累,煤的組分中存在易發(fā)生氧化的物質如黃鐵礦(FeS2)等,煤塵結構松散,表面積大,松散的煤堆中存在空隙,與空氣接觸面大以及含水量大、碳化程度低的煤都容易發(fā)生緩慢氧化,使煤堆發(fā)熱。煤堆長期穩(wěn)定堆放,其內部熱量積累至一定程度就會引起煤的自燃。
二、鍋爐爆燃
一些火力發(fā)電廠仍沿用老的鍋爐標準點爐方法,即先以輕柴油為主要燃料,以煤粉為輔助燃料對爐膛進行加溫,當溫度上升到規(guī)定溫度后逐漸減少輕柴油的供給量,以煤粉為主要燃料。據煤炭部門測定,各種煤粉的爆炸極限,下限最低為49g/m?,上限最高可達2000g/m?。如果一次風管或爐膛內存有煤粉,則可能導致在對爐膛進行加溫時因可燃物濃度過大發(fā)生爆燃。當鍋爐運行時,如果煤粉的供給量突然減少,或煤質發(fā)生變化而送風沒有調整,或爐膛負壓過低、風速過大造成爐膛溫度過低,都可能導致鍋爐突然熄火,如果此時煤粉仍繼續(xù)供應,當濃度達到一定量時就會導致鍋爐燃燒室爆燃事故。
三、油料泄漏
油料泄漏主要有兩種形式。一種是汽油、柴油蒸氣的泄漏,如儲罐收油過程中的“大呼吸”現象、環(huán)境溫度變化引起的“小呼吸”現象、隔油池內殘油的揮發(fā)等。另一種是油料液體泄漏,如輸油泵因密封不良、老化造成漏油;裝車鶴管和汽車加油槍在作業(yè)完畢后內存殘液流出;儲罐或管道腐蝕穿孔而導致油料大量泄漏等。泄漏的油料液體會沿著地面或設備設施流向低洼處,同時揮發(fā)形成蒸氣;由于泄漏的油蒸氣較空氣重,因此也會沿著地面擴散,或竄入地下管溝,極易在非防爆區(qū)域或防爆等級較低的場所引起火災爆炸事故。
氣輪機組的火災危險性主要在于油系統(tǒng)。氣輪機用汽輪機油來自動調節(jié)潤滑,油管縱橫交錯地敷設在蒸汽管道之間,每個機組總油量可達數萬公斤。汽輪機油的燃點低的只有200℃,當管道墊體保溫層表面溫度達200℃左右時,接觸油料即會起火,火焰溫度可達1700℃以上。
四、氫氣泄漏
制氫室、供氫站以及用于火力發(fā)電廠發(fā)電機組冷卻的氫氣,在生產、儲存及設備運行中都可能出現外漏,如壓力表、安全閥失靈或儲存氫氣壓力超過儲罐的使用壓力都可引發(fā)泄露跑料事故。如果氫氣泄漏流速較大或排氫過快就可能產生靜電引起爆炸起火;由于氫氣的爆炸極限范圍較大,為4.1%~74.2%,當泄漏的氫氣與空氣混合到爆炸極限濃度時,遇火源極易發(fā)生爆炸,且爆炸破壞影響非常嚴重。
五、液氨泄漏
隨著國家對環(huán)境保護標準的日益提高,越來越多的火力發(fā)電廠陸續(xù)安裝了煙氣脫硝裝置以減少氮氧化合物的排放,液氨作為脫硝還原劑的主要原料在火力發(fā)電廠廣泛應用,脫硝區(qū)一般都設置有液氨儲罐。液氨,又稱為無水氨,是一種無色液體,在工業(yè)上應用廣泛,而且具有腐蝕性,且容易揮發(fā),通常將氣態(tài)的氨氣通過加壓或冷卻得到液態(tài)氨。液氨是一種易燃易爆(火災危險性為乙A類)、有毒的危險化學品,常溫下密度比空氣小,爆炸極限為16%~25%,易溶于水、乙醇、乙醚。雖然火力發(fā)電廠液氨貯存總量不大,一般在100t以下,但由于液氨的易燃易爆以及有毒的特性,安全生產顯得尤為重要。
六、電氣設備與線纜起火
火力發(fā)電廠有著很多電氣、電子設備,使用中如果出現短路、接觸電阻過大、過載、漏電以及安裝、操作不當等都會成為潛在的電氣火災危險,其他如瓷套管破裂、表面受潮積污和引出線間距過小、雷擊過電壓等也都可能引起火災。配電裝置中最為突出的是變壓器發(fā)生火災,能造成電能對外輸出和對內輸送的中斷?;鹆Πl(fā)電廠中使用的電纜遍布全廠,數量很大,一旦電纜著火往往會沿著敷設途徑蔓延擴大,可能造成全廠范圍內供電中斷和所有設備停機,甚至直接導致生產整體癱瘓。
綜上所述,無論是從生產特點、成災機理還是以往發(fā)生的事故教訓來看,火力發(fā)電廠都具有不容忽視的火災危險性。