锅炉事故的原因及其预防(2021年)
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锅炉事故的原因分析和预防措施摘要:锅炉是在高温高压环境中工作的,为了保证锅炉安全可靠的运行,运行和管理人员必须了解和掌握锅炉各种事故产生的原因及预防措施,只要认识和掌握它的规律,严格执行操作规程,加强对锅炉的管理工作,事故是能够防止的。
关键词:锅炉事故;安全附件;锅筒;管束;受热面;水循环一、锅炉事故产生的原因锅炉事故分为特别重大事故、特大事故、重大事故、严重事故和一般事故。
造成锅炉事故的原因是多方面的,下面就锅炉事故产生的原因和预防措施作一分析。
1.锅炉本身的先天性缺陷⑴结构不合理。
锅炉受压部件如封头、锅筒、炉胆等,采用不合理的角焊连接形式;水管布置得不合理;锅筒开孔峰值应力过高;上升管、下降管、导汽管截面设计不当;顶部水冷壁管倾斜角度不够而造成水循环不良,无人孔、手孔,很难清洗水垢或进行内外部检查拉撑等加强设置不当或强度不够;锅炉某些部位不能自由膨胀,以致产生裂纹;在蒸汽锅炉改为热水锅炉时其结构上没有做相应改变,锅炉进、出水管设置不当;热水锅炉结构上没有考虑其产生热偏差的可能性等等。
⑵金属材料不符合质量要求。
制造厂在材料入厂时没有把住材料入厂关,没有认真执行材料入厂验收标准,把非锅炉用材或没有经过严格验收的材料投入生产了,以致造成元件强度不够,元件存在夹层和内部夹渣等。
⑶制造工艺不当。
如受压元件冷加工的隐藏裂纹;受压部件间的强力组对焊接;焊接质量不好,焊缝内有不允许存在的缺陷,或焊接工艺不对,焊接程序不合理,焊后产生延迟裂纹或组装应力等。
⑷安装不合理。
如最低安全水位低于最高火界;排污口位置较高,使泥渣无法排尽;应绝热处未绝热;锅炉两端支点均固定,无滑动端;焊接、胀接缺少必要的工艺程序;管路安装不合理,如热水锅炉采暖系统管路排气、膨胀受阻等。
2.安全附件不全或附件失灵⑴没有安全阀或安全阀结构不合理,安装和调试不符合要求。
有的锅炉对安全阀没有明确规定由专人进行排放试验,致使有的锅炉安全阀从安装上以后没有人动过而使阀芯和阀座粘住失灵,还有的因定压调整不利而失灵。
(10类)锅炉事故及预防措施锅炉事故主要包含事故产生什么现象?产生此现象的原因?应该如何处理消除事故?1.锅炉爆炸事故1)水蒸气爆炸2)超压爆炸超压爆炸是小型锅炉最常见的爆炸情况之一。
预防这类爆炸的主要措施是加强运行管理。
3)缺陷导致爆炸4)严重缺水导致爆炸缺水情况是严禁加水的,应立即停炉。
2.缺水事故1)锅炉缺水的后果当锅炉水位低于水位表最低安全水位刻度线时,即形成了锅炉缺水事故。
锅炉缺水时,水位表内往往看不到水位,表内发白发亮。
缺水发生后,低水位警报器动作并发出警报,过热蒸汽温度升高,给水流量不正常地小于蒸汽流量。
2)常见的锅炉缺水原因(1)运行人员疏忽大意,对水位监视不严;或者操作人员擅离职守,放弃了对水位及其他仪表的监视。
(2)水位表故障造成假水位,而操作人员未及时发现。
(3)水位报警器或给水自动调节器失灵而又未及时发现。
(4)给水设备或给水管路故障,无法给水或水量不足。
(5)操作人员排污后忘记关排污阀,或者排污阀泄漏。
(6)水冷壁、对流管束或省煤器管子爆破漏水。
3)锅炉缺水的处理发现锅炉缺水时,应首先判断是轻微缺水还是严重缺水,然后酌情予以不同的处理。
通常判断缺水程度的方法是“叫水”。
“叫水”的操作方法是:打开水位表的放水旋塞冲洗汽连管及水连管,关闭水位表的汽连接管旋塞,关闭放水旋塞。
如果此时水位表中有水位出现,则为轻微缺水。
如果通过“叫水”水位表内仍无水位出现,说明水位已降到水连管以下甚至更严重,属于严重缺水。
轻微缺水时,可以立即向锅炉上水,使水位恢复正常。
如果上水后水位仍不能恢复正常,应立即停炉检查。
严重缺水时,必须紧急停炉。
在未判定缺水程度或者已判定属于严重缺水的情况下,严禁给锅炉上水,以免造成锅炉爆炸非故。
“叫水”操作一般只适用于相对容水量较大的小型锅炉,不适用于相对容水量很小的电站锅炉或其他锅炉。
对相对容水量小的电站锅炉或其他锅炉,以及最高火界在水连管以上的锅壳锅炉,一旦发现缺水,应立即停炉。
工业锅炉常见事故及预防措施工业锅炉中最常见的事故有锅内缺水、锅炉超压、锅内满水、汽水共腾、炉管爆破、炉膛爆炸、二次燃烧、锅炉灭火等。
其中以蒸汽锅炉缺水事故所占的比率为最高。
由于锅炉缺水,造成锅炉烧坏、爆炸,给国民经济造成的损失是十分客观的。
考察目前所有锅炉事故,值得深思的是这些常见事故,几乎都发生在工业锅炉方面。
因此,对从事工业锅炉安全管理工和有关操作人员来说,搞好锅炉安全运行,做到防患于未然,是一项艰巨而重要的任务。
纵观我国工业锅炉常见事故发生原因,可基本归纳为以下几方面:1.运行人员劳动纪律松弛,有章不循,擅离岗位。
具体表现在运行人员不按时上班,或者上班时看小说,干私活,打扑克,洗衣服,甚至擅离岗位睡觉、酗酒,造成严重的锅炉事故。
2.运行人员技术不熟练,误操作甚至不懂锅炉安全操作技术。
3.锅炉结构不合理,焊接质量低劣,安全附件不全不灵。
4.锅炉未进行给水处理或给水处理不良。
分析锅炉事故的原因,首先要求有关领导必须重视锅炉的安全管理,并采取有效措施,力求减少事故的发生。
为此,必须加强对司炉人员的思想教育和技术培训工作;必须建立和健全锅炉有关各项规章制度,并要严格执行;必须因地制宜的推广一些简单可靠、行之有效的工业锅炉水处理方法。
锅炉运行人员必须刻苦钻研技术业务,不断提高操作技术水平,严格遵守锅炉安全管理的各项规章制度,杜绝一切锅炉事故的发生。
工业锅炉常见事故类型及其处理、预防措施简述如下.一、锅内缺水当锅内水位低于最低许可水位时,称为锅内缺水。
它又分轻微缺水和严重缺水。
轻微缺水:当锅炉水位从玻璃管(板)水位计内消失后,采用冲洗水位计和“叫水”的方法,水位能重新出现的,称为轻微缺水。
严重缺水:当采用冲洗水位计和“叫水”后,锅内水位仍然不能在玻璃管(板)水位计内出现的,称为严重却水。
锅内严重缺水时,会造成炉管爆破事故。
在炉管或锅筒烧红的情况下,如处理错误,进行大量上水的话,则水接触烧红的炉管或锅筒时,便产生大量蒸汽。
锅炉爆炸事故的原因及处置对策作者:***来源:《消防界》2021年第08期摘要:本文笔者通过辖区范围内,对常压开水锅炉和高压工业锅炉使用情况分布情况进行了的实地调研,在调研的过程中,看到了少数单位在锅炉管理使用方面存在于很多漏洞,制度不完善,操作人员安全常识缺乏,对锅炉的危险特性不了解,存在着安全隐患。
通过对锅炉的结构论述和案例的分析,增加锅炉结构的基本常识,做好锅炉爆炸事故的火灾扑救工作,撰写此文,目的是抛砖引玉,引起广大消防指战员对单位锅炉安全的重视,防患于未然。
关键词:锅炉;爆炸;防护一、锅炉的基本概述锅炉是一种通过燃烧燃料后排出热能以及工业制造内部的余热输出至自身内部的水,让水超过规定的温度(热水)以及标准压力蒸汽的热力装置。
它是通过“锅”(也就是锅炉自身水压区域)、“炉”(也就是燃烧装置区域)、仪表以及附属装置构建的相对全面的整体。
锅炉在“锅”“炉”两区域同步运转,水输送至锅炉后,在汽水装置内部受热面会把吸收的热量转移到水内部,让它加热至规定温度以及压力的热水并且产生蒸汽,以此来应用至其他区域。
在燃烧装置区域,燃烧持续产生热量,出现的高温烟气利用热进行输送,把热量输出至受热面,不过自身温度持续下降,最终通过烟囱排出。
“锅”“炉”不但吸热同时也放热,是密不可分的装置。
锅炉在运转内部由于水处于循环状态,持续地把受热面输出的热量转移,不但让水升温甚至汽化为蒸汽,同时让受热面具备明显的降温,以此确保了受热面在高温环境内部稳定的运转。
因为工业锅炉架构类型不少,同时参数有所差异,所以截止到现在,国内还未具备相对成熟的分类标准。
它的分类模式是依照自身规范的差异,对应的状态有所差异,普遍的有下面几类。
(一)依照工作压力区分1.低压锅炉:P≤2.5MPa;2.中压锅炉:P=2.6—5.9MPa;3.高壓锅炉:P=6.0—13.9MPa;4.超高压锅炉:P≥14MPa。
(二)依照蒸发量区分1.小型:D2.中型:D=20—75t/h;3.大型:D>75t/h。
锅炉火灾事故分析报告范文一、事故概况1. 事故时间:2021年9月15日2. 事故地点:某工厂锅炉房3. 事故原因:待查4. 事故损失:2名工人死亡,3名工人受伤,工厂锅炉受到严重损坏二、事故分析1. 锅炉工作原理2. 锅炉火灾原因分析1) 设备故障2) 操作不当3) 管理不善4) 其他可能原因3. 事故处理过程分析1) 事故发生后的救援工作2) 相关部门的应急处置3) 防止事故扩大和蔓延的措施4) 事故处理的不足和需要改进的地方4. 事故预防和管理1) 相关部门的负责人员现场管理2) 安全措施和制度的建立3) 设备的维护和检修4) 工人的操作培训和安全意识教育5) 事故应急预案的制定和执行三、事故原因分析1. 设备故障:锅炉作为工业生产中的重要设备,如果没有得到正确的维护和保养,容易出现各种故障。
事故发生时,是否存在锅炉设备故障是需要认真调查的一个方面。
2. 操作不当:锅炉的正常运行需要有专业技术的工人来操作,如果操作技术不熟练或者存在违章操作,很容易导致锅炉发生事故。
3. 管理不善:锅炉房作为工厂的关键部门之一,需要有专门的管理人员进行管理。
如果管理不严谨,工作人员没有得到必要的安全培训和指导,容易对锅炉的管理产生隐患。
4. 其他可能原因:事故发生时,也需要考虑其他可能的原因,比如环境因素、人为因素等。
四、事故处理过程分析1. 事故发生后的救援工作:事故发生后,及时进行救援工作是减少事故损失的关键。
需要对受伤人员进行急救,并安排医院进行救治。
2. 相关部门的应急处置:事故发生后需要立即通知相关部门,比如消防局、安监局、工会等,进行应急处置。
3. 防止事故扩大和蔓延的措施:事故发生后,需要制定措施,防止事故扩大和蔓延。
比如,针对火势扩大,需要及时疏散周围人员,保护好周边设备。
4. 事故处理的不足和改进的地方:事故处理过程中,是否有不足和需要改进的地方,需要深入分析。
五、事故预防和管理1. 相关部门的负责人员现场管理:锅炉房作为关键部门之一,需要有专门的负责人进行管理,负责安全管理、设备维护和工作人员的培训等。
2021版锅炉设备系统常见火灾、爆炸事故原因及防范措施Safety management is an important part of enterprise production management. The object is the state management and control of all people, objects and environments in production.(安全管理)单.位:_________________________姓名: __________________________日期:__________________________编号:AQ-SN-0175电力安全I Power Safety 电力安全2)煤质挥发份含量过高,配煤不适当,使罐体内可燃气体浓度过高,遇明火或温度过高会发生爆炸着火。
3)煤中含有采煤过程中遗留下的未被清除干净的雷管、引信等爆炸物,在磨煤机运行过程中被钢球撞击、研磨发生爆炸,引起煤粉爆燃。
4)检修过程中,罐内通风不畅,粉尘浓度过高,遇明火爆燃。
5)在罐内检修使用气焊时,因乙燃气泄漏遇明火爆燃。
6)在罐内动火作业时,未采取防火措施,引燃积煤、积粉。
7)紧急停磨后,磨内积存大量煤粉,由于未及时采取抽粉措施, 积存的大量煤粉在长时间停运后产生自燃。
6.2防范措施1)运行人员应严格控制磨煤机出口温度,合理配煤、配风。
2)停磨前充分抽粉、通风,避免磨内积粉。
3)运行人员定期进行制粉系统切换运行,防止备用系统内积粉, 因K时停用而自燃。
4)停运后的磨煤机应关闭有关风门密封装置,并采取充惰措施。
电力安全I Power Safety 电力安全5)输、配煤系统应彻底清除煤中所含的雷管、导火线等易燃、爆炸物。
6)在磨煤机罐体内检修时,应充分通风,减少煤粉浓度。
7)在罐体内动火作业时,必须采取可靠的防火、防爆安全措施。
8)禁止在罐内同时使用气割和电焊,并确保氧气、乙燃带、割枪及接头处无泄漏现象。
仅供参考[整理] 安全管理文书锅炉爆炸事故的几种原因及预防措施日期:__________________单位:__________________第1 页共7 页锅炉爆炸事故的几种原因及预防措施1)水蒸气爆炸:该容器破裂,容器内液面上的压力瞬即下降为大气压力,原工作压力下高于100℃的饱和水此时成了极不稳定、在大气压力下难于存在的"过饱和水",其中的一部分即瞬时汽化,体积骤然膨胀许多倍,在容器周围空间形成爆炸。
2)超压爆炸:由于各种原因使锅炉主要承压部件筒体、封头、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。
预防措施主要是加强运行管理。
3)缺陷导致爆炸:是指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。
预防措施主要是加强锅炉检验,避免锅炉主要承压部件带缺陷运行。
4)严重缺水导致爆炸:锅炉的主要承压部件如锅筒、封头、管板、炉胆等,不少是直接受火焰加热的。
锅炉一旦严重缺水,上述主要受压部件得不到正常冷却,甚至被烧,金属温度急剧上升甚至被烧红。
在这样的缺水情况下是严禁加水的,应立即停炉。
如给严重缺水的锅炉上水,往往酿成爆炸事故。
长时间缺水干烧的锅炉也会爆炸。
防止这类爆炸的主要措施也是加强运行管理。
1.压力容器爆炸事故原因及预防措施事故原因:超压,超温,容器局部损坏、安全装置失灵等。
危害:a.冲击波及其破坏作用:冲击波超压会造成人员伤亡和建筑物的破坏。
第 2 页共 7 页b.爆破碎片的破坏作用:致人重伤或死亡,损坏附近的设备和管道,并引起继发事故。
c.介质伤害:介质伤害主要是有毒介质的毒害和高温水汽的烫伤。
d.二次爆炸及燃烧:当容器所盛装的介质为可燃液化气体时,容器破裂爆炸在现场形成大量可燃蒸气,并迅即与空气混合形成可爆性混合气,在扩散中遇明火即形成二次爆炸,常使现场附近变成一片火海,造成重大危害。
燃气锅炉常见事故、故障原因分析及其处理一、锅炉缺水事故锅炉的事故很多都是由于缺水受压元件的过热而引发的,常有造成炉胆严重烧塌损毁,锅炉报废等重大事故。
1、水位低于最低安全水位线,或者根本看见水位。
2、虽有水位,但水位不波动,实际是假水位。
3、排烟温度急剧上升。
事故原因分析:1、司炉工责任心不强,过分依赖于自控保护装置,忽视对水位的监视。
锅炉出现假水位时无发现,或擅自离岗位。
通常,一台卧式锅壳锅炉,从正常水位线下降到最高火界面,只有十多分钟当锅炉房司炉人员离岗十分多钟锅炉房就出现险情。
2、锅炉水质不达到国家标准,司炉工未能定期冲洗水位表,浮球筒体及水连通管道造成汽水连通管因水垢堵塞,浮球筒体内存在沉渣。
造成水位表不能真实反映锅筒内的水位,浮球不能下降而失去低水位报警和极限低水位停炉的功能。
3、浮球式水银开关调整不合理。
其原理是:浮球的机械动作→杠杆传动→水银开关动作→电信号→继电器→水泵、燃烧器报警装置。
因浮球传杠杆调节不合理,造成浮球下降到一定位置,水银开关反转。
或水银开关已损坏未检查出而造成报警器失灵,失动作。
处理方法:1、如轻微缺水,减弱或停止燃烧,缓慢地向锅炉进水,迅速查明缺水原因并加以消除或采取相应防范措施,待水位恢复到最低安全水位线以后,恢复正常燃烧。
2、严重缺水,严禁向锅炉进水。
必须马上立即停炉。
待锅炉冷却后,进行内部详细检查和水压试验,如没有损坏,要修理后才能恢复使用。
二、锅炉第二回程后管板,管子出现裂纹事故锅炉第二回程后管板处于高温区,在锅炉日常运行是处于较为恶劣部位的受压元件。
事故原因分析:1、水处理不好,致使后管板处结较厚的水垢,造成处于高温区第二回程后管板、管子传热不好,产生裂纹。
2、第二回程后管板与管子焊接时,管子与管板未能胀贴,或管子管端突出过长。
由于管板未能与管子紧紧胀贴一起,存在空隙,此处管板处于烟气高温区内,管板、管子受热,空隙中的炉水受热很快变为蒸气,形成一个蒸汽环。
编号:SM-ZD-32737锅炉事故主要原因分析及预防措施Through the process agreement to achieve a unified action policy for different people, so as to coordinate action, reduce blindness, and make the work orderly.编制:____________________审核:____________________批准:____________________本文档下载后可任意修改锅炉事故主要原因分析及预防措施简介:该方案资料适用于公司或组织通过合理化地制定计划,达成上下级或不同的人员之间形成统一的行动方针,明确执行目标,工作内容,执行方式,执行进度,从而使整体计划目标统一,行动协调,过程有条不紊。
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(1)锅炉事故及预防①锅炉爆炸事故(a)超压爆炸:由于压力表失灵或操作人员对压力监视不严,致使压力上升,此时安全阀失效,从而造成锅炉锅筒内的压力超过其承受能力而破裂爆炸。
(b)缺陷导致爆炸:锅炉承受的压力未超过额定压力,但因主要承压部件出现裂纹、严重变形、腐蚀等情况,导致承压部件丧失承载能力,突然破裂爆炸。
预防这类爆炸主要是加强检验,及时发现和处理存在的缺陷,避免锅炉带病运行。
(c)严重缺水导致爆炸锅炉一旦缺水,主要承压部件就得不到正常冷却,甚至烧红,此时如果给锅炉上水,就会酿成爆炸事故。
②锅炉重大事故(a)缺水事故:由于操作人员对水位监视不严,或给水系统故障、锅炉管子爆破漏水等原因,造成锅炉水位低于水位表最低安全水位刻度线,形成缺水事故。
严重缺水会使锅炉蒸发受热面管子过热变形甚至爆破,处理不当还会导致锅炉爆炸事故。
发现锅炉缺水时,首先用“叫水”的方法判断缺水的程度,然后予以不同的处理。
对于轻微缺水,可以立即向锅炉上水;严重缺水时,必须紧急停炉检查,不得给锅炉上水。
锅炉事故发生的原因及应急措施
一、锅炉事故发生原因
1、超压运行。
2、超温运行。
3、锅炉水位过低会引起严重缺水事故;锅炉水位过高会引起满水事故,长时间高水位运行,还容易使压力表管口结垢而堵塞,使压力表失灵而导致锅炉超压事故。
4、水质管理不善。
5、水循环被破坏。
6、违章操作。
二、锅炉事故应急措施
发生锅炉重大事故时:
1、要停止供给燃料和送风,减弱引风;
2、熄灭和清除炉膛内的燃料(指火床燃烧锅炉),注意不能用向炉膛浇水的方法灭火,而用黄砂或湿煤灰将红火压灭;
3、打开炉门、灰门,烟风道闸门等,以冷却炉子;
4、切断锅炉同蒸汽总管的联系,打开锅筒上放空排放或安全阀以及过热器出口集箱和疏水阀;
5、向锅炉内进水、放水,以加速锅炉的冷却;但是严重缺水事故时,切勿向锅炉内进水。
( 安全技术 )单位:_________________________姓名:_________________________日期:_________________________精品文档 / Word文档 / 文字可改锅炉事故的原因及其预防(2021年)Technical safety means that the pursuit of technology should also include ensuring that peoplemake mistakes锅炉事故的原因及其预防(2021年)锅炉是在高温高压的不利工作条件下运行的,操作不当或设备存在缺陷都可能造成超压或过热而发生爆破或爆炸事故。
锅炉的部件较多,体积较大,有汽、水、风、烟等复杂系统,如运行管理不善,则燃烧、附件及管道阀门等都随时可能发生故障,而被迫停上运行。
锅炉的爆破爆炸事故,常常是造成设备、厂房毁坏和人身伤亡的灾难性事故。
锅炉机组停止运行,使蒸汽动力突然切断,则会造成停产停工的恶果。
这些事故的发生,都会给国民经济和人民生命安全带来巨大损失。
所以,防止锅炉事故的发生,有着十分重要的意义。
一、事故分类锅炉事故按事故的严重程度可分为:锅炉爆炸事故、重大事故与一般事故。
锅炉爆炸事故是锅炉运行中,锅筒、集箱等部件损坏,并有较大的泄压突破口而在瞬间将工作压力降至大气压力的一种事故。
这种事故炸爆威力大,造成的损失很大。
重大事故是运行中发生爆破、爆管、严重变形、炉膛塌陷、炉墙倒墙、钢架烧红等而被迫停炉大修的各类事故。
一般事故则是运行中发生故障而被迫停炉,但又能很快恢复运行的事故。
锅炉事故如按事故发生的部位来分类,则有锅筒等水容量较大的受压部件突然开裂的爆炸事故,炉管爆破事故,省煤器事故,过热器事故,管道、烟道、炉墙事故;安全附件、给水设备、燃烧设备等部位的事故。
锅炉事故如按事故的发生原因分类,则有水位监督不慎造成的缺水、满水事故,水质管理不好引起的事故,设计、制造或安装、检修不良引起的事故,维护保养不当,而由腐蚀、积结污垢灰焦而引起的事故,燃烧控制不好引起的事故。
二、事故的预防1.应健全锅炉运行规程、安全操作规程、岗位责任制、检修质量标准、交接班制度等各基有关规章制度,并严格贯彻执行。
2.应加强锅炉用水管理,给水水质应符合规定要求,软化水应达到质量标准,锅水碱度不应过高。
排污要有制度,受热面内部应保持不结垢或仅有较薄水垢,定期用机械或化学方法清除水垢,以免造成钢板或钢管过热。
3.在安装和检修时,应选用符合图纸要求的材料。
4.采用合理的锅炉结构。
在制造、安装或检修以及锅炉的技术改造中,应注意改进锅炉的不合理结构,使达到合理或基本合理。
5.有计划的组织培训司炉人员和管理人员,提高安全运行操作和管理水平。
司炉人员在熟悉设备性能的基础上,达到安全经济运行,避免发生事故。
司炉人员要坚守工作岗位,在事故发生时,应冷静迅速地采取处理措施。
三、常见的锅炉事故近年来,锅炉爆炸事故时有发生,缺水事故最为常见,而且危害较大。
再有就是因水质管理不善而造成的炉管等受热面过热烧损事故。
在叙述常见锅炉事故时,除了锅炉爆炸事故和缺水、满水、汽水共腾事故以外,其它事故均以事故发生的部位来分别叙述。
(一)锅炉爆炸事故锅炉爆炸发生是由于锅筒(汽水锅筒或水锅筒)破裂,锅筒内储存着几吨、甚至几十吨有压力的饱和水及汽瞬时释放巨大能量的过程。
锅炉爆炸所产生的灾害主要有两方面:一是锅筒内水和汽的膨胀所释放的能量;二是锅内的高压蒸汽以及部分饱和水迅速蒸发而产生大量蒸汽几四围扩散所引起的灾害。
1.锅炉爆炸能量锅炉爆炸时,由于锅筒突然破裂,锅内压力由工作压力(爆炸前的运行压力)迅速降至蒸汽膨胀过程是在瞬时内完成的,所以可把它看作是绝热过程。
这样蒸汽所释放的能量就可以按绝热膨胀功来计算,或按下列简单公式计算:Us=VsCs式中Us——饱和蒸汽的爆炸能量(J或kgf·m);Vs——锅筒内饱和蒸汽的体积(m<sup>3<sup>);Cs——饱和蒸汽爆炸能量系数(J/m<sup>3<sup>或kgfm/m <sup>3<sup>),由饱和蒸汽的压力而定。
一般工业锅炉蒸汽的能量系数Cs见表1(表中的系数是按干饱和蒸汽算得的)。
表表1饱和蒸汽、饱和水爆炸能量系数锅炉内除了蒸汽外,还有大量的饱和水,其温度为锅炉运行压力下的饱和水温度,它远高于大气压下水的沸点,当锅筒破裂,锅内压力骤降至大气压力,锅内饱和水迅即放热,并且部分饱和水蒸发成蒸汽,继续膨胀作功,发生所谓“水蒸汽”爆炸。
饱和水所释放的能量可以按下式计算:Uw=VwCw式中Uw——饱和水的爆炸能量(J或kgf·m);Vw——锅炉内饱和水的体积(m<sup>3<sup>);Cw——饱和水爆炸能量系数(J/m<sup>3<sup>或kgf·m/m<sup>3<sup>),由饱和水的压力而定。
工业锅炉饱和水的能量系数Cw见表1。
锅炉爆炸时所释放的能量就饱和蒸汽与饱和水所释放的能量之和,即:U<sub>B<sub>=U<sub>S<sub>+U<sub>W<sub>由表1可以看出,饱和水爆炸能量系数Cw约为饱和蒸汽能量系数Cs的十倍左右,因此,即使锅炉的水容量与汽容量相同,爆炸时饱和水所释的能量也要比饱和蒸汽的能量大得多,粗略计算时,后者常可以忽略不计。
锅炉爆炸时所释放的能量除了很小一部分消耗在把锅炉的碎块或整体抛离原地以外(常常是反需它爆炸能量的1/10左右即可把锅炉抛出百余米),其余大部分将产生冲击波在空气中传播,破坏周围的建筑物。
锅炉爆炸时,锅筒等的撕裂也消耗一部分能量,但很小,可以忽略不计。
下面通过一个实例来计算锅炉爆炸能量例1:兰开夏锅炉WSG2-8型,锅炉容量约25m<sup>3<sup>(不计炉胆),其中锅水容量约15m<sup>3<sup>,蒸汽容量约10m<sup>3<sup>,在工作压力(表压)0.8MPa,(8kgf/cm<sup >2<sup>)下爆炸,试计算其爆炸能量。
解:由表1得,表压力为0.8Mpa(8kgf/cm<sup>2<sup>)的饱和蒸汽爆炸能量系数Cs为1.7×10<sup>6<sup>J/m<sup >3<sup>(1.7×10<sup>5<sup>kgf.m/m<sup>3<sup>),饱和水爆炸能量系数Cw为2.7×10<sup>7<sup>/m<sup>3<sup>(2.7×10<sup>6<sup>kgf·m/m<sup>3<sup>),则蒸汽和水所释放的能量分别为:Us=VsCs=10×1.7×10<sup>6<sup>=1.7×10<sup>7<sup>J(1.7×10<sup>6<sup>kgf·m)Uw=VwCw=15×2.7×10<sup>7<sup>=4.05×10<sup>8<sup>J(4.05×10<sup>7<sup>kgf·m)故得锅炉的爆炸能量为:U<sub>B<sub>=U<sub>S<sub>+U<sub>W<sub>=4.22×10<sup>8<sup>J(4.22×10<sup>7<sup>kgf·m)。
一公斤T·N·T炸药的爆炸能量为4.27×10<sup>6<sup>J (4.27×10<sup>5<sup>kgf·m),故这锅炉可能产生的爆炸能量的T·N·T当量为4.22×10<sup>8<sup>/4.27×10<sup>6<sup>≈99kg。
2.锅炉爆炸所生成蒸汽的体积锅炉爆炸时,由于锅筒内压力下降,锅内原有的高压蒸汽膨胀成为一个大气压的蒸汽,体积迅速增大。
同时,由于压力下降,名册人原有饱儿水温度由运行压力下的饱和温度降至一个大气压下的饱和温度,放出大量的热,并把一部分饱和水蒸发成蒸汽。
这样,锅炉爆炸时就生成大量的蒸汽,在其所笼罩的范围内操作人员将被烫伤。
锅筒内的高压蒸汽膨胀后所占的空间体积可以按下式计算:V′s=VsGs式中V′s——锅筒内蒸汽在空间膨胀的体积(m<sup>3<sup >);Vs——锅筒内饱和蒸汽的体积(m<sup>3<sup>);Gs——饱和蒸汽的膨胀系数,见表2。
表表2饱和蒸汽膨胀系数与水蒸发系数除了锅炉内的蒸汽膨胀占有空间体积以外,部分锅水也被蒸发成蒸汽,这部分蒸汽的体积按下式计算:Vw=VwGw式中Vw′——部分饱和水被蒸发成蒸汽的体积(m<sup>3<sup>);Vw——锅筒内饱和水的体积(m<sup>3<sup>);Gw——饱和水蒸发系数,由它的压力而定。
工业锅炉饱和水蒸发系数Gw见表2。
锅炉爆炸时生成蒸汽的总体积为:V′<sub>B<sub>=V′<sub>S<sub>+V′<sub>W<sub >从表2可看出,即使锅炉的水容量与汽容量相同,爆炸时由锅水蒸发而成的蒸汽的体积要比锅内原有蒸汽膨胀的体积大得多,粗略计算时,后者常可忽略不计。
假定锅炉爆炸时,这些蒸汽以半球形向地面扩散,则其扩散半径为:这就是说,锅炉爆炸时,以锅炉为中心,在半径为R<sub>s <sub>的半球形范围内被100℃的蒸汽所充满,至少在这个范围内的人员会被严重烫伤。
例2:计算例1中的兰开夏锅炉爆炸时所生成蒸汽的体积及其伤害范围。
解:表压力为0.8MPa(8kgf/cm<sup>2<sup>)的饱和蒸汽膨胀系数G<sub>S<sub>与饱和水蒸发系数G<sub>W<sub>由表2查得分别为6.9与201,可求得锅炉爆炸时所生成蒸汽的体积为:;若这些蒸汽以半球形向地面扩散,中其半径为即至少在以锅炉为中心,直径为23m,高11.4m的范围内的人员受到严重烫伤。
3.锅炉爆炸的主要原因(1)在锅炉较长时间缺水,钢板被灼红、机械强度急骤降低的情况下,司炉人员违反操作规程,向炉内进水,引起爆炸;(2)铆接锅炉,锅壳或锅筒长期漏泄,且炉水碱度较高,造成铆缝或胀口处钢板苛性脆化,以致造成爆炸事故;(3)严重超压造成爆炸;(4)因安全附件失灵、结构设计不合理、材质发生衰老等原因,造成锅炉爆炸。
4.预防措施(1)要特别注意水容量较大的锅筒的锅壳、封头或管板、炉胆等主要受压部件的材料、强度,联接型式、焊接与冷加工组装等在设计和制造上是否符合有关规定和标准。
火管锅炉由于锅筒直径较大以及锅筒内受压部件较多,联接型式较复杂等情况,因此更要注意这个问题。
(2)检验与修理锅炉时,对锅筒的苛性脆化、严重腐蚀与变形以及起槽裂纹,要高度警惕,检查要周到细致,修理则必须保证质量,防止因强度不足或裂纹扩展而突然撕裂。