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锅炉爆炸

  锅炉是一种常见的工业设备,由于操作运行不规范等问题,经常会酿成恶性的人员伤亡事故。今年的4月10日,某市一公司的1楼锅炉房发生爆炸,约6层楼栋的多个窗户破碎,两栋楼中间一辆面包车也被掀翻,事故造成14人受伤。小小锅炉竟能造成如此大的威力,堪比炸药,那么锅炉为什么会爆炸呢?今天我给大家科普一下锅炉爆炸的危害和主要原因。

  锅炉爆炸属于物理性爆炸,在爆炸过程中,不发生化学反应。锅炉爆炸主要是指汽包爆炸,一般是受压元件的某些部位超过规定承压时,薄弱处发生破裂,锅内的饱和水蒸汽从缺口处冲出。

  从下表中可以看出,爆炸能量随着压力的升高而增大。当汽包汽水容积各为10m3的锅炉爆炸时,压力为0.9Mpa的锅炉,可以产生的破坏能力,相当于350kg的TNT炸药!

  表1 单位体积的爆炸能量 ( kJ/m3)

  锅炉爆炸,气体急剧膨胀会造成强大的冲击波,对周围建筑、人员等造成极大损伤,产生的后果是灾难性的。很多企业管理者会问我,锅炉爆炸的原因到底是什么呢?目前发生事故的锅炉爆炸,主要分为以下几种原因,企业别忽略了:

  1. 超压破裂。锅炉运行压力超过最高许可工作压力,超过了材料的极限应力,锅炉超压联锁装置失效、安全阀失效。

  2. 过热失效。通常因锅炉缺水干烧,或者结垢太厚,导致钢板过热烧坏。

  3. 腐蚀失效。因年久使用,腐蚀问题一直让很多企业管理者头疼。导致腐蚀的原因可能是:锅炉水处理不当导致锅炉水质差腐蚀锅炉金属材料;或是水垢没有及时排出从而导致金属腐蚀造成炉管穿孔;或是锅炉使用过程中所带出的烟气本身就含有一些腐蚀性的物质,加快了金属受热面的损坏、或是锅炉因苛性脆化,元件强度降低。

  烟气的流动和传热过程

  4.裂纹和起槽。多为元件受交变应力作用,产生疲劳裂纹。

  5.不正当的操作。锅炉需要专业的锅炉工进行作业,如果锅炉工没受过专业培训,一旦出现突发情况,就有可能因错误判断,应急处置不当导致事故发生;此外,还有监测不到位的问题。

  另外还有水击破坏、先天性缺陷等原因。无论是何种原因,一旦发生锅炉爆炸,或锅炉运行异常,都需要权威的机构进行事故鉴定。

  广州承压院曾受某食品公司委托对一台燃气工业锅炉的拉撑板开裂原因进行分析。

  分析人员通过采用现场勘查及资料查阅、宏观分析、力学性能试验、材料成分分析、金相分析和扫描电镜形貌及能谱分析等,发现这台锅炉存在以下问题:更换2条拉撑板壁厚规格均小于原设计壁厚,承载能力不足;拉撑板与管板角焊缝根部存在未焊透缺陷,减少了焊缝的有效面积,使焊接接头强度下降,会进一步造成局部的应力集中;锅炉启停频繁,造成了存在缺陷部位的疲劳扩展开裂。并给出了相应整改措施,帮助企业解决锅炉的异常问题,避免了锅炉缺陷的进一步恶化。

  扫描电镜分析

  锅炉爆炸在《企业职工伤亡事故分类》(GB6441)中排第16位。锅炉作为一种特种设备,某个环节有一个小缺陷或失误,都可能对设备安全产生重大威胁。

  因此,从锅炉的设计、制造、安装到使用、维修,都要绝对保证汽包不发生爆炸事故。从以往的锅炉爆炸例子来看,事故大多都是因为管理人员和作业人员的疏忽大意、没及时维护或维修不够专业所导致的。留意了,这些情况属于常见的锅炉事故:锅炉爆炸事故、锅炉爆管、缺水、满水、汽水共腾、省煤器、过热器损坏、水击、热水锅炉锅水汽化、有机热载体炉爆管泄露、炉膛爆炸等。

  立式锅炉燃烧系统

  一旦发现设备存在缺陷或异常,应当及时委托专业单位如广州市特种设备事故鉴定中心、或广州材料测试及失效分析中心,进行事故鉴定/失效分析。企业只要按要求正确使用、定期维护保养锅炉,锅炉的爆炸现象是可以避免的。更多关于锅炉的问题,欢迎大家在评论区留言交流!

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