鍋爐爆炸事故的能量計(jì)算及預(yù)防措施

林哲源

摘要：本文簡(jiǎn)要通過鍋爐爆炸事故原因分析和爆炸能量計(jì)算，針對(duì)性地采取預(yù)防措施，有效防止和減少鍋爐爆炸事故的發(fā)生。

關(guān)鍵詞：鍋爐；爆炸；能量分析；預(yù)防措施

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2018.02.204

隨著現(xiàn)代化產(chǎn)業(yè)不斷進(jìn)步，鍋爐作為發(fā)展社會(huì)經(jīng)濟(jì)的重要熱工設(shè)備，被廣泛地應(yīng)用到各個(gè)生產(chǎn)領(lǐng)域。然而它發(fā)生事故相對(duì)來說幾率比較高，造成的后果比較嚴(yán)重，又是一個(gè)潛在的危險(xiǎn)特種設(shè)備。近幾年，鍋爐爆炸事故時(shí)有發(fā)生，給生命財(cái)產(chǎn)安全和社會(huì)進(jìn)步帶來較大影響，為此我們要高度重視鍋爐爆炸事故的預(yù)防。

1鍋爐爆炸原因分析

鍋爐爆炸事故按照人機(jī)工程學(xué)理論，具體分為人為和管理缺陷、設(shè)備質(zhì)量缺陷及其他環(huán)境因素等，并且三者之間是互為聯(lián)系，彼此之間互相影響。

1.1人為和管理缺陷

鍋爐房?jī)?nèi)沒有上墻的鍋爐安全運(yùn)行管理的各項(xiàng)制度及運(yùn)行記錄；運(yùn)行過程中管理不到位造成缺水；水處理不佳引起鍋爐水側(cè)結(jié)垢；排污不及時(shí)造成爐水堿度過高；受壓元件和安全附件等超期未檢驗(yàn)、發(fā)現(xiàn)缺陷和損壞未檢修；管理人員思想懈怠，錄取無證或證件超期未按時(shí)年審的司爐人員；操作工技術(shù)能力不足，對(duì)常見的事故隱患處理缺乏經(jīng)驗(yàn)；責(zé)任心不強(qiáng)擅自離崗或操作失誤的現(xiàn)象等。

1.2設(shè)備質(zhì)量缺陷

鍋爐材質(zhì)使用上不符合質(zhì)量要求或者結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)上存在不合理性，往往會(huì)造成受壓元件沒有足夠的強(qiáng)度、沒有良好的水循環(huán)、熱傳導(dǎo)存在偏差或爐體膨脹自由度不夠等。此外，在制造焊接工藝中制造工藝不當(dāng)或者焊接質(zhì)量不是很好，使得受壓部件存在內(nèi)應(yīng)力。第三，在鍋爐安裝上不符合規(guī)范，如排污口安裝高、安全閥排氣管未安裝、水位表安裝在不適當(dāng)?shù)奈恢?、壓力表?jì)量不準(zhǔn)確或連接管安裝不符合要求等等，也都會(huì)導(dǎo)致事故的發(fā)生。

1.3其他環(huán)境因素

除以上人為管理和設(shè)備自身問題外，還有環(huán)境原因造成鍋爐爆炸事故的發(fā)生，如油、氣等易燃易爆炸物質(zhì)、粉塵、光照明和通風(fēng)環(huán)境不好、有毒氣體危險(xiǎn)以及防護(hù)措施做得不夠等等，均可引起爆炸事故。

2鍋爐爆炸能量的計(jì)算

鍋爐內(nèi)主要儲(chǔ)存著有兩部分物質(zhì)組成：一種是高溫、高壓的干飽和蒸汽，另外一種是飽和水。爆炸能量也是有這兩部分物質(zhì)釋放處的能量。

2.1干飽和水蒸汽

爆炸時(shí)干飽和水蒸汽可以認(rèn)為是一絕熱膨脹的過程，因?yàn)楸〞r(shí)是瞬間泄壓，與外界幾乎沒有產(chǎn)生熱量交換。其爆炸的能量可按下列經(jīng)驗(yàn)公式近似計(jì)算：E^q=C^qV（常用壓力下的干飽和水蒸汽各種爆破能量系數(shù)見表1）。

式中E^q為水蒸汽的爆破能量，kJ；V為水蒸汽的體積，m³；C_q為干飽和水蒸汽爆破能量系數(shù)，kJ/m³。

2.2高溫飽和水

鍋爐爆炸后，不僅僅水蒸氣要瞬間泄壓，而且原來處于平衡狀態(tài)的飽和水在壓力驟降后處于過熱狀態(tài)，這時(shí)水會(huì)急劇沸騰蒸發(fā)，體積一下子膨脹從而引發(fā)爆炸。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，飽和水的爆破能量可按下列經(jīng)驗(yàn)公式近似計(jì)算：E^S=C^S V（常用壓力下飽和水爆破能量系數(shù)值見表1）。

即該臺(tái)鍋爐爆炸相當(dāng)于15.36kgTNT炸藥的爆炸能量。因而對(duì)周圍環(huán)境能產(chǎn)生效大的破壞力。

3鍋爐爆炸的預(yù)防措施

3.1預(yù)防超壓

確保壓力表和安全閥等兩大安全附件的可靠靈敏。對(duì)于壓力表，若發(fā)現(xiàn)指針失靈或者不能歸到零位，表盤刻度模糊不清或者表盤玻璃碎裂，超期未校驗(yàn)合格的，應(yīng)立即停止使用。對(duì)于安全閥，若發(fā)現(xiàn)閥體泄漏嚴(yán)重，彈簧式安全閥彈簧失效或者超過未效驗(yàn)的，也應(yīng)停止使用。

3.2預(yù)防缺水

按沖洗水位表操作規(guī)范，堅(jiān)持每天沖洗水位表，定期清理水位表旋塞及連通管。時(shí)刻觀察鍋爐水位，確保水位在最高和最低水位之間。對(duì)給水閥、給水泵及水位警報(bào)器等經(jīng)常性檢查，確保完好。萬(wàn)一發(fā)生嚴(yán)重缺水時(shí)，司爐人員必須保持沉著冷靜，切勿驚慌失措，應(yīng)緊急停爐冷卻，禁止向鍋內(nèi)進(jìn)水。

3.3預(yù)防缺陷

使用單位在停爐期間要開展定期檢測(cè)工作，利用檢驗(yàn)檢測(cè)設(shè)備對(duì)鍋爐進(jìn)行自檢，對(duì)快要到期的鍋爐必須提前一個(gè)月到特檢機(jī)構(gòu)申請(qǐng)檢驗(yàn)，并積極配合檢驗(yàn)工作，若發(fā)現(xiàn)受壓元件存在腐蝕減薄、變形和裂紋等缺陷時(shí)，應(yīng)及時(shí)停爐修復(fù)。