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蒸气锅炉爆炸危险性分析及预防措施

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蒸气锅炉爆炸危险性分析及预防措施 摘 要:随着我国经济的发展和科技的进步,我国的锅炉制造业 也发生了突飞猛进的变化,锅炉的生产工艺和锅炉的功能保护系统 都取得了质的飞跃。蒸气锅炉以其节能环保、操作简单等特性以逐 渐赢得人们的信赖和认可,并且蒸气锅炉作为一种生产热能和动力 的工艺设备,已经在现代工业的各个领域被广泛的使用。但是,由 于各种原因,蒸气锅炉的爆炸事件频频发生,不仅给人们带来了严 重的经济损失,而且使人们的生命健康受到了严重的威胁,所以对 蒸气锅炉的爆炸危险性进行分析研究以及做好预防措施是非常有 必要的。介绍蒸气锅炉爆炸事故种类和原因,重点对蒸气锅炉的爆 炸危险性进行分析,并提出一些预防措施。 关键词:蒸气锅炉 爆炸危险性 预防措施 中图分类号:tk228 文献标识码:a 文章编号:1007-3973(2013) 008-071-02 蒸气锅炉的工作原理是先通过加热设备释放能量,再通过辐射传 热被水冷壁吸收,水冷壁会使水受热沸腾气化,从而产生大量的蒸 气进入气包进行气水分离,分离出的饱和蒸气进入过热器,通过辐 射、对流方式继续吸收炉膛顶部和水*烟道、尾部烟道的烟气质量, 并使过热蒸气达到所要求的工作温度。蒸气锅炉爆炸是一种锅炉系 统中所蕴含的大量能量瞬间释放,转化为机械能的现象。由于从破 口处冲出的水蒸气和水拥有很高的速度,所以拥有了很大的动能, 会形成强大的冲击波,当与周围物体接触时,就会产生很大的作用 力,从而给建筑物和工作人员带来巨大的危害。所以,在使用锅炉 之前应该对锅炉的爆炸危险性进行充分的研究,并要制定相应预防 策略,以确保锅炉爆炸事故不会发生。 1 锅炉爆炸事故的种类及原因 1.1 锅炉超压事故 当蒸气锅炉的蒸气温度升高而蒸气流量减少时,锅炉的气压就会 急剧上升,当超出许可工作压力时,就会发生锅炉超压爆炸事故。 这类事故的引发原因有很多,如锅炉自身的安全阀、压力表损坏或 安装错误、工作人员操作失误、生活锅炉私自改成蒸气锅炉等,这 些都会导致锅炉的主要承压元件所承受的压力超出其承载能力,而 造成锅炉爆炸。 1.2 锅炉缺水事故 锅炉的缺水现象是指锅炉的水位线低于最低安全水位。当锅炉的 给水流量小于蒸气流量时,就会导致锅炉缺水,锅炉一旦出现缺水 现象,就会导致过热器气温急速上升,出口气温高于标准值,最终 很可能导致炉管破裂,从而引发锅炉爆炸事故。引起锅炉缺水的原 因有:(1)水位报警器或给水自动调节器失灵;(2)水位故障造成 假水位;(3)工作人员疏忽大意,对水位监视不严。 1.3 锅炉爆管事故 当锅炉发生爆管事故时,炉膛会由负压燃烧变为正压燃烧,同时 会有大量的炉烟和水蒸气从炉膛的缝隙或门孔喷出,严重时还会有 明显的爆破声。当锅炉的循环回路设计不合理或锅炉的排污结构不 合理时,在锅炉的管内就会很容易形成大量的水垢,从而会严重影 响到水的循环,使受热面管壁的温度急剧升高,并加快了管子变形 和胀粗,最终引发爆管事故。 1.4 锅炉受热面变形事故 锅炉受热面变形通常是由锅炉严重缺水引发的,当锅炉的设* 构不良、组件安装不合理或水质硬度较大时,就会造成锅炉缺水, 使受热面得不到水的冷却而过热变形。锅炉受热面变形现象可以直 接从看火门或炉门处观察到,如能及时的采取补救措施,就可以预 防锅炉爆炸事故的发生。 2 蒸气锅炉爆炸危险性分析 2.1 燃料的危险性 蒸气锅炉的燃料是可燃性气体,目前我国主要使用的是天然气或 煤气,天然气与煤气的主要成分都是甲烷,还夹杂着一些简单的烷 烃,这些组成部分都是极易燃易爆的气体,天然气的爆炸浓度极限 是 4%,煤气的爆炸浓度极限是 6.2%,由此可见,在锅炉运行性, 如果稍有差错使锅炉内的可燃性气体达到爆炸浓度极限,就会很轻 易的发生爆炸事故。 2.2 炉膛爆炸火灾危险性 炉膛爆炸是因为加热器内的可燃气体泄露并与空气混合形成一 种爆炸性的混合物,这种混合物是极不稳定的,一旦遇到温度超过 其燃点的火源就会发生爆炸。并且同时会发生剧烈的化学反应使炉 内的气体急剧增加,使锅炉炉膛处于远远超出其承受能力的高压高 温状态,所以一旦炉膛发生爆炸就会释放大量的能量,使周围的人 或物遭受到毁灭性的的破坏。引发炉膛爆炸的原因主要有以下几方 面: 2.2.1 点火不当 当点火时,如果工作人员的启动操作不规范,造成熄火现象而又 没有及时的切断气源,同时配气管没有对可燃气体进行清除或清除 不够彻底,就会使炉膛聚集大量的可燃性气体,当再次点火时,由 于气体处于爆炸的极限范围,从而很容易引起爆炸。 2.2.2 火焰不稳定而熄灭 如果燃烧器喷出的气体速度过大时,就会很容易使火焰脱离燃烧 器,造成脱火现象,与此相反,如果喷出的气体速度过小,就会发 生回火现象,这两种情况都会使锅炉工作时的火焰处于不稳定状 态,从而会使炉膛内的温度急剧上升,当超过可燃气体与空气结合 形成的混合物的爆炸极限时,就会立即发生爆炸。 2.2.3 输气管道泄漏 由于蒸气锅炉的输气管道系统是庞大而复杂的,而且锅炉对可燃 性气体的消耗量比较大,所以锅炉的输气管道很容易受到腐蚀或发 生老化现象,这时如果不定时定期的对输气管道进行检修维护,在 输气过程中可燃性气体就会很容易泄漏,从而引发爆炸事故。 2.3 炉体爆炸火灾危险性 蒸气锅炉炉体发生爆炸通常是由于锅炉本身的制作材料不合格、 受压元件抗压力不够或锅炉严重缺水还持续加热等因素造成的。 2.3.1 锅炉设计制造方面 如果锅炉的设计不合理或制作材料不符合要求,就会使锅炉的结 构存在很大的缺陷,锅炉炉体的耐高温、抗高压能力也将大大的减 弱,在锅炉工作时,这些方面的不足,都会给爆炸事故的发生留下 很大的空间。 2.3.2 锅炉内水被烧空造成炉体爆炸 当锅炉运行时,其中的水会被加热沸腾变成水蒸气,这会使锅炉 内的水逐渐减少,如果此时没有及时地给锅炉加水,锅炉的水就会 被烧干,那么可燃气体释放的能量将会直接加热锅炉设备,使炉体 处于炽热的状态,从而很容易发生爆炸事故。 3



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