1、概述
工业锅炉是重要的热能动力设备，广泛应用于工业生产、建筑采暖、民用生活等领域。目前我国在用燃煤工业锅炉占工业锅炉总量的80％以上。工业燃气锅炉与电站燃煤锅炉不同，其特点为结构紧凑、体积小、易于实现操作过程的自动化，对大气的污染也 比较轻，燃气锅炉是燃煤锅炉的理想替代产品。目前 我国燃气锅炉使用还不普遍，大多数使用单位没有制定健全的燃气锅炉操作规程，个别使用单位甚至没有燃气锅炉的运行记录，又由于气体燃料易燃、 易爆，所以，加强燃气锅炉安全监察对预防燃气锅炉发生爆炸事故具有重大意义。
2、炉膛爆燃机理
炉膛在实际运行中遇到问题是多种多样的，引起锅炉炉膛爆燃的原因也是复杂多变的，而燃料的 积存是造成炉膛爆燃的最主要原因。
2.1爆燃机理
燃气锅炉炉膛爆燃实际上是燃气在炉膛内产生的一种意外的特殊形态的着火燃烧，是一种瞬间失去控制的化学反应。燃气锅炉一般都采用扩散式燃烧器，在正常运行工况下，助燃空气和燃气按规定的空燃比和速度分别进入炉膛，在炉膛 中边混合边燃烧，燃烧后生成的烟气也随即排出，炉膛和 烟道内没有可燃混合物的积存，整个炉膛燃烧系统 处于一种平衡连续稳定状态，因而也就不会发生炉膛爆燃。而在异常工况下，由于燃烧基本没有经过燃气和空气的扩散过程，燃烧方式为动力式燃烧，高速燃烧所产生的热量来不及被炉膛吸收而使燃烧过程接近绝热燃烧，受绝热燃烧加热的燃烧产物温度急剧升高，发生绝热膨胀，膨胀的气体不能立 即从炉膛出口流出，又受炉膛壳壁 的约束，导致压 力急剧升高。这时如果保护装置没有投入或拒动，当压力超过炉膛结构强度时，炉膛壳壁破裂，炉膛 内蓄积的巨大能量得到释放，并伴有激烈响声 ，形 成炉膛爆炸。爆燃破坏能力取决于炉内积存可燃 气体的种类和数量，积存的燃料多时，炉膛 内形成 的正压高，造成的破坏就大；反之，爆燃造成的破坏就小。
2.2爆燃条件
炉膛爆燃事故的发生，必须同时具备炉膛内有足够可燃气体滞留，可燃气体与空气混合物的浓度 达到爆炸极限，炉膛内有足够高的温度 3个条件。当发生爆燃的 3个条件中的任何一个条件不存在时，都不会发生爆燃事故。
2.3爆燃原因
1)炉前燃气阀门不严密，燃气泄漏进炉膛中，遇到火源，造成爆燃。
2)炉膛角落积存燃气，点火前虽经吹扫，但“死角”处燃气未吹扫干净。
3)点火未成功，燃气进入炉膛，未认真进行吹扫或时间短。
4)燃烧器自动点火时，点火未成功，电磁阀开启时间长，进入炉膛的燃气量多。
3、事故案例分析
3.1概况
某化工公司1台燃气锅炉发生爆炸事故。该锅炉于2012年4月制造，并于2013年3月经安装调试合格后投入使用。
事故发生时爆炸的声响巨大，锅炉本体被炸倒，炉顶被炸飞，锅炉防爆门打开，锅炉尾部烟道爆裂，省煤器受损，供水、供气管道扭曲变形，距地面15m的锅炉房屋玻璃瓦被掀开，锅炉房所有门窗变形破损严重，死亡2人。
3.2原因分析
根据施工现场调查和安全性能分析，确认事故损坏原因是由于炉膛爆燃引起的爆炸所致，综合分析锅炉爆炸事故是由原因引起的。
3.2.1直接原因
焦炉燃气进入导热油路内瞬间到达爆燃下限，恰好遇到明火发生爆燃。同时锅炉火焰监视和保护装置被切除，最终引起了锅炉爆炸。
3.2.2间接原因
1）维修人员违规作业。导热油炉电气控制系统触摸屏发生故障后，维修人员未经批准，擅自决定对电气系统进行修改，切除了炉膛连锁保护装置，采用空气开关直接启动点火系统。同时违章指挥无司炉工操作证的电仪工违规操作锅炉系统设备。
2）安全管理不到位。该化工公司各级管理人员对维修现场重视不够，责任意识不强，安全管理存在死角，对维修现场作业人员违章作业没有及时发现和制止。
3）安全教育不到位。该化工公司对作业人员规章制度的教育实效性不强，致使维修作业人员对作业现场可能存在的危险因素认识不足，启动设备试运行时，操作人员没有及时撤离炉顶。
4）安全管理机构不健全。该公司虽成立了安全健康环保部，但安全管理机构与其他机构合并设置，没有依法设置独立的安全管理机构。
4、多环节安全防范对策
4．1设计环节
为了保证燃气锅炉的安全运行，制造厂家应对设备的设计、安装进行探讨，在设计结构型式上不断改进和完善，更好地满足锅炉设计、制造、安装等安全监察工作的要求。
1)锅炉受热元件的膨胀受到限制，就会引起锅炉受热元件的损坏。因此，应对锅炉本体进行优化设计，既要保证受热元件的自由膨胀，也要保证锅炉整体的自由膨胀。
2)送风系统要采用合理的尺寸和布局，保证供给锅炉连续稳定运行所需的风量 。
3)燃烧器应具备在燃料特性和通风系统瞬问发生变化时而不受到损害的特点，并设计合理的观察孔，以充分观察燃烧器附近区域的实时变化。
4)设备在运行范围内(包括在最小负荷的情况下)应保持稳定的火焰。
5)炉膛、烟道和风道的设计要保证燃烧系统吹扫时没有死角区，选型设计点火程控器和锅炉本体防爆门，并配备炉膛安全监察必备的联锁、报警
和跳闸保护装置。
6)提供可靠的火焰监视和保护系统，确保炉膛内火焰的检测和炉膛灭火时能迅速切断燃料供应。
4.2安装环节
安装单位应该加强安装人员的专业知识培训，不断提高安装技术人员的业务水平，并将安装质量合格的锅炉交付使用单位。
4.3使用环节
燃气锅炉管理者和操作者，除了掌握一般锅炉的安全知识外，还必须掌握燃气锅炉方面的专业知识和操作技能。管理人员要经常进行岗位培训，不断提高维修、操作人员的安全意识和操作技能；锅炉操作人员必须持证上岗，及时检查锅炉状态。
1)在锅炉的调试阶段，应对燃烧器点火程序和熄火保护装置进行测试，避免产生爆炸的3个要素的同时存在，并慎重考虑燃烧器的投入和切除，避免因操作造成炉膛内压力的波动。
2)严格执行锅炉启、停前后的炉膛吹扫工序，彻底消除锅炉在启、停过程中因操作失误而造成的事故；严格遵守锅炉熄火处理规范，若不慎熄火，应立即停止所有燃料的输入，并开大吸风机挡板，以大于全负荷25％的通风量进行连续吹扫，时间不少于5min。
3)当有未点燃的燃料进入炉膛时，应尽快给予放散，使积存的可燃物容积只占炉膛总容积的极小部分，避开可燃可爆的浓度范围。
4)提高燃气锅炉燃烧系统的自动化程度，包括点火程控、熄火自动保护、火焰检测装置、燃烧自动调节、鼓、引风机和电磁阀的联锁装置和各种信号装置等 。
5)燃料使用前要进行化验，特别是要化验与安全运行紧密相关的指标．．
6)维修人员要定期对锅炉、电气控制及燃烧器进行检修，及时清理燃烧设备的污垢，提高设备运行可靠性。
5、结论
燃气锅炉有别于燃煤锅炉，它是一种易爆炸、且可能引起火灾的特殊设备，其技术复杂程度比一般燃煤锅炉要高得多，炉膛爆炸是燃气锅炉最为严重的运行事故。
