一、鍋爐爆炸事故的現象鍋爐爆炸是指鍋筒或爐膽因強度不足突然發生破裂時,鍋內有一定壓力的飽和蒸汽和飽和水從破裂口迅速沖出,其容積在瞬間迅速膨脹,并釋放出大量的熱能,隨即轉化為破壞能量極大的動能,立即擴大破裂口,其壓力瞬時降至外界大氣壓力的物理過程。
鍋爐爆炸是瞬時完成的物理過程,可以將這一過程看做是絕熱膨脹做功的過程。根據熱力學定律和計算公式,對已發生的各種鍋爐的爆炸計算表明,鍋爐爆炸所產生的破壞力,即爆炸時鍋爐所釋放的能量與鍋爐的容積有關,與破裂前鍋爐的參數,如壓力、汽與水的比例有關。鍋爐的容積愈大、壓力愈高,其爆炸的威力愈大;鍋爐水容積的比例愈大,其爆炸的威力也愈大。因此,相同容積和壓力的熱水鍋爐的爆炸威力要比蒸汽鍋爐的爆炸威力大。
二、鍋爐爆炸的原因
1.超壓。因運行壓力超過鍋爐最高許可工作壓力,鋼板(管)應力增高超過極限值,同時安全閥失靈(安全閥銹死打不開,或安全閥人口裝有盲板),未能釋放出壓力而發生破裂。
2.過熱。鋼板(管)的工作溫度超過極限值,不能承受額定壓力而破裂。這主要是由于嚴重缺水或受熱面水垢太厚等造成的。
3.腐蝕。鋼板(管)內外表面腐蝕減薄,強度顯著降低,
不能承受額定壓力而破裂。
4.裂紋和起槽。在長期運行中因操作不當,使鍋爐驟冷驟熱,或者負荷波動頻繁,鋼板承受交變應力,產生疲勞裂紋或形成起槽而開裂。
5.先天性缺陷。設計時采用不合理結構,強度計算錯誤,用材不當或材料有缺陷,制造、安裝及修理的加工工藝不好,特別是焊接質量不合格等隱患,在使用中擴展,導致鍋爐爆炸。
三、鍋爐爆炸的特征
鍋爐爆炸時,大量的汽水從裂口處急速沖出,由于具有很高的速度,當與空氣或地面接觸后,便產生了巨大的反作用力而獲得動能,使鍋爐騰空而起,或者朝反作用力的方向運動。這與炮彈或噴氣式飛機被尾部強大的氣流推動向前的道理是一樣的。
立式鍋爐的爆炸部位,大多發生在鍋殼及爐膽與下腳的連接處。這是因為下腳部位最易積水垢和被腐蝕,特別是當采用不合理的角焊連接時,由于承受彎曲應力,更容易從焊縫處撕裂。如果操作不慎,造成嚴重缺水,則爆破部位常在爐排以上的爐膽處。因此,立式鍋殼鍋爐爆炸時,汽水向下噴射,從而推動鍋爐向上騰空而起,直沖房頂。
當臥式鍋爐的封頭(或管板)與鍋殼連接處采用不合理的角焊時,其破口多發生在焊縫處。當臥式鍋爐爐膛火焰直接燒鍋殼時,如因水質不良,造成其底部結成厚垢或沉積過多水渣,鍋殼前下部嚴重過熱,其破口多發生在此處。因此,臥式鍋爐爆炸時,汽水向前或向后噴射,推動鍋爐做平行飛動。
鍋爐爆炸時所放出的能量,其中很小一部分消耗在撕裂鍋爐鋼板,拉斷固定鍋爐的地腳螺栓和與鍋爐連接的各種汽水管道,將鍋爐整體或碎塊拋離原地;大部分的能量在空氣中產生沖擊波,破壞周圍的設備和建筑物。
四、防止鍋爐爆炸的措施
為了杜絕鍋爐發生爆炸事故,除了要對鍋爐正確設計和選材,確保制造和安裝質量,以及進行定期檢驗,保持設備完好外,在運行中還要特別做好以下幾項工作。
1.防止超壓
(1)保持鍋爐負荷穩定,防止驟然降低負荷,導致汽壓上升。
(2)保持安全閥靈敏可靠,防止安全閥失靈。應每隔一定時間人工排放一次,并且定期做自動排汽試驗。如發現動作呆滯,必須及時修復。
(3)定期校驗壓力表,確保壓力表指示準確。如發現不準確或動作不正常,必須及時調換。
2.防止過熱
(1)防止缺水。控制水位在正常水位,經常沖洗水位,定期維護檢查水位警報裝置或超溫警報裝置。
(2)防止積垢。正確使用水處理設備,保持爐水質量符合標準。認真進行排污,及時清除水垢、水渣。
3.防止腐蝕
因爐因水制宜采取有效的水處理和除氧措施,保證給水和爐水質量合格。加強鍋內停爐保養工作,及時清除煙灰,涂用防銹油漆,保持爐內干燥。
4.防止裂紋和起槽
保持燃燒穩定,防止鍋爐驟冷驟熱。加強對封頭扳邊等應力集中部位的檢查,一旦發現裂紋和起槽必須及時修理。
5.杜絕先天性缺陷
采用合理的設計,保證制造、安裝的質量。嚴格把好修理改造鍋爐的審查和技術檢驗關。
五、土暖氣鍋爐爆炸事故
隨著城鄉人民生活水平的提高,取暖的條件也在不斷改善,城市里一般采用集中供熱或專用熱水鍋爐供熱的方式。但也有用土暖氣取暖的,農村已有不少家庭改變以前用火坑、火爐、火墻取暖的方式,而采用土暖氣取暖。所謂土暖氣,就是用一個帶水套的火爐(俗稱土鍋爐)帶動暖氣片散熱,一般都是一家一戶用,個別小工廠也有采用的。近幾年來,一些使用單位或使用者,對土暖氣的安全知識不了解,盲目使用土暖氣,導致土暖氣鍋爐經常發生爆炸,人員傷亡事故屢屢發生,造成了很大的損失。
1.土鍋爐爆炸的原因
(1)膨脹水箱下部的膨脹管上錯裝了閥門。水箱敞口的士暖氣正常運行時,水被加熱,體積膨脹,膨脹的水進入水箱,因水箱是敞口的,所以系統不承壓,因而很安全。如果在膨脹管上錯裝了閥門,且閥門關閉,就使系統中被加熱的水無法膨脹,致使系統承壓,造成土鍋爐爆炸。這種事故發生很多,有的是剛安裝完,在試運行時,就發生爆炸。
(2)鍋爐本身被凍結。土鍋爐被凍結的原因有的是因天氣冷防寒不好,有的是因人長時間離開而停用土鍋爐(春節期間,放假元人看管)。土鍋爐被凍結后,操作人員如沒發現就燒火,會使鍋爐中的水汽化,但因管路堵塞,水不流通,使鍋爐承壓而爆炸。
2.防止土鍋爐爆炸的措施
(1)不要在膨脹管上安裝閥門,已經安裝的要拆除p暫時拆不了的,要將閥門打開,把手輪卸下,待將來再拆除,以確保系統敞口。
(2)不要使系統凍結。如人要長期離開取暖鍋爐,應把系統中水放掉,或采取其他防凍措施。如果已經發生凍結應設法先把冰化開,再點爐,千萬不要盲目點火。
(3)在鍋爐上加裝爆破片。因某種原因致使鍋爐承壓超過允許壓力時安裝在鍋爐上的爆破片破裂,噴出蒸汽和水,使鍋爐壓力降為零,保護人身財產安全。
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