安全使用常壓鍋爐

吳旭正

浴室鍋爐爆炸事故案例

2003年12月3日下午15時38分，某市一公共浴室鍋爐發(fā)生爆炸，將一、二層之間樓板洞穿，造成相臨女浴室隔墻、天花板坍塌，致使7人死亡，7人受傷。該浴室位于20世紀(jì)50年代建造的工人住宅區(qū)，是利用廢棄的廠房改造建成。事故鍋爐原為某爐具制造有限公司2001年生產(chǎn)的常壓鍋爐產(chǎn)品，型號為CLSG0.07-100/20-A2。2003年9月起被業(yè)主私自移裝至事故地點(diǎn)，加裝了壓力表，更換了溫度計，長期承壓使用，直到事故發(fā)生。

此鍋爐爆炸的主要技術(shù)原因是：原常壓鍋爐通氣管被人為堵塞，形成密閉系統(tǒng)，同時鍋爐未安裝安全閥等安全裝置，沒有超壓排放通道；爐殼等部件采用的是Q235鋼板，且厚度較薄，其中爐殼厚度僅為4mm，不能承受較高的溫度和壓力；爐膽、爐殼焊縫及檢查門、爐門等裝置與爐膽、爐殼的連接焊縫均為單面焊接，不能承受鍋爐內(nèi)壓；事故發(fā)生時沒有人員在蒸汽浴，蒸汽消毒柜也未工作，蒸汽出口管道閥門關(guān)閉，導(dǎo)致爐水急劇升溫，壓力升高，引起爆炸。

常壓鍋爐的特點(diǎn)

常壓鍋爐通常用于浴池、社區(qū)等人員密集場所，一旦發(fā)生意外，極易造成群死群傷的惡性事故。我們在事故調(diào)查中發(fā)現(xiàn),一些單位在設(shè)計、安裝、使用常壓鍋爐時存在諸多問題,如鍋爐本體未設(shè)直通大氣的透氣管，在鍋爐透氣管上安裝截止閥，用高位膨脹水箱為鍋爐定壓、補(bǔ)水，未按常壓鍋爐特點(diǎn)布置管路系統(tǒng)等。由此形成事故隱患，甚至直接導(dǎo)致鍋爐爆炸。

所謂常壓鍋爐是指鍋爐本體開孔與大氣相通，在任何工況下，水位線處壓力表值為零的鍋爐(見JB/T7985-2002《小型鍋爐和常壓熱水鍋爐技術(shù)條件》規(guī)定)。常壓鍋爐的工作介質(zhì)(通常為水)的加熱溫度不允許超過其汽化溫度，常壓熱水鍋爐的出水溫度，要求不超過90℃。

常壓鍋爐的設(shè)計制造是以常壓參數(shù)為依據(jù)的，因此不能承壓運(yùn)行。從鍋爐中抽出的水量與補(bǔ)進(jìn)的水量達(dá)到平衡，是必要也是必須的。但應(yīng)注意區(qū)別流量與水壓的基本概念，簡單地說，流量是指在單位時間內(nèi)通過規(guī)定截面的水的體積量，水壓則是水作用在單位面積上的力，二者不能混淆。鍋爐內(nèi)的壓力是以大氣壓力為參照物的，常壓是指在1個大氣壓力下，壓力表示數(shù)為零。

常壓熱水鍋爐用于采暖時，供暖系統(tǒng)一般采用2種方式。第1種是將爐水由水泵抽出后直接進(jìn)入散熱面，做功冷卻后返回鍋爐敞口補(bǔ)水箱，形成循環(huán)(見圖1)。第2種是將爐水抽出后，經(jīng)過換熱器，換熱后返回鍋爐敞口補(bǔ)水箱，形成循環(huán)，換熱器中的水經(jīng)過吸熱并加壓后，進(jìn)入散熱面，做功冷卻后返回?fù)Q熱器(見圖2)。

安全操作常壓鍋爐要點(diǎn)

常壓鍋爐的特點(diǎn)決定其不可承壓運(yùn)行。必須在鍋爐本體上設(shè)置透氣管以保證在任何工況下，鍋爐水位線處壓力值為零。同時，禁止在透氣管上安裝截止閥，以防止因閥門關(guān)閉造成的鍋爐承壓運(yùn)行。

常壓熱水鍋爐采暖系統(tǒng)有2個水箱：一是敞口補(bǔ)水箱，主要使采暖系統(tǒng)與鍋爐分離，起到常壓供水作用。除鍋爐本體外，補(bǔ)水箱也應(yīng)直通大氣且位置應(yīng)與鍋爐本體基本持平，以保證補(bǔ)給水表壓力為零。從鍋爐抽走的水量等于敞口補(bǔ)水箱補(bǔ)給鍋爐的水量，也基本等于從系統(tǒng)返回到敞口補(bǔ)水箱的回水量。一般情況下，敞口補(bǔ)水箱體積不需很大，但必須是直通大氣的。另一個水箱則是采暖系統(tǒng)的膨脹水箱，主要起對采暖系統(tǒng)補(bǔ)水、容納膨脹及給采暖系統(tǒng)定壓等作用。采暖系統(tǒng)使用高位膨脹水箱，不是用來直接為鍋爐補(bǔ)水的。因?yàn)椴膳到y(tǒng)的水壓是由水泵提供的，特別是當(dāng)采暖面積較大，樓層較高時，水泵揚(yáng)程較高，系統(tǒng)內(nèi)水壓也較高，高位膨脹水箱設(shè)置只有在系統(tǒng)最高處，才能與水泵揚(yáng)程平衡，進(jìn)而達(dá)到定壓的目的。此時，若將系統(tǒng)水直接補(bǔ)充到鍋爐內(nèi)，將會造成鍋爐承壓運(yùn)行，其壓力值約為水泵輸出壓力值，至少是高位膨脹水箱到鍋爐高度差對應(yīng)的靜壓值。因此用高位膨脹水箱為鍋爐定壓、補(bǔ)水的做法是十分危險的。

系統(tǒng)水回到敞口的鍋爐補(bǔ)水箱時，一般用自動啟閉閥來控制，其基本原理是，當(dāng)水泵從鍋爐中抽出熱水時，輸送到采暖系統(tǒng)，回路末端的啟閉閥立即打開，系統(tǒng)回水進(jìn)入鍋爐敞口補(bǔ)水箱卸壓后，再補(bǔ)充進(jìn)鍋爐，形成回路。當(dāng)水泵關(guān)閉時，啟閉閥關(guān)閉，使系統(tǒng)保持壓力，回水停止流向敞口補(bǔ)水箱，保證系統(tǒng)不缺水，補(bǔ)水箱的水也不會大量溢出。

為了保證運(yùn)行安全，應(yīng)在敞口補(bǔ)水箱上方的系統(tǒng)回水管上安裝自動啟閉閥，其主要作用是與水泵聯(lián)鎖，泵開閥開，泵停閥關(guān)。如無此閥，一旦停電或由其他原因造成水泵停泵，則因系統(tǒng)有一定的高度差，系統(tǒng)的水會繼續(xù)返回，造成大量熱損失，且直接危及鍋爐操作人員的安全。將敞口補(bǔ)水箱與鍋爐構(gòu)成一體敞口運(yùn)行，回水在水箱內(nèi)通過自動啟閉閥等裝置斷開也是可行的。

安裝自動啟閉閥

在換熱器與爐體之間是否需要安裝自動啟閉閥，應(yīng)注意區(qū)分不同情況。一般較大型的常壓熱水鍋爐多用于大面積采暖。鍋爐爐水經(jīng)過換熱器進(jìn)行熱交換后返回鍋爐的敞口補(bǔ)水箱，構(gòu)成供熱系統(tǒng)，而由換熱器及散熱裝置等構(gòu)成承壓的采暖系統(tǒng)。此時，供熱系統(tǒng)的水泵多選擇大流量低揚(yáng)程的水泵，若不裝自動啟閉閥，則必須保證鍋爐的敞口補(bǔ)水箱足夠大，能夠起到斷開有壓回水與鍋爐的聯(lián)系的作用，且能夠容納供熱系統(tǒng)的回水不溢出補(bǔ)水箱。顯然，此做法既不經(jīng)濟(jì)也不安全。通常情況下，仍應(yīng)采用安裝自動啟閉閥，同時配小水箱的做法，既經(jīng)濟(jì)又安全。如果是2臺以上的鍋爐組成聯(lián)合供熱系統(tǒng)，則安裝自動啟閉閥，既能方便鍋爐的單臺控制，又能確保運(yùn)行安全。

綜上所述，常壓鍋爐應(yīng)根據(jù)其特點(diǎn)進(jìn)行管路系統(tǒng)布置。從經(jīng)常發(fā)生的事故的情況來看，系統(tǒng)設(shè)計安裝不合理是造成鍋爐爆炸的主要原因。我們必須牢記慘痛教訓(xùn)，保證常壓鍋爐使用安全。

編輯 張 玲