锅炉运行中,当锅炉受压部件由于钢材质量差、结构不合理、强度不足、安装不合格、违章操作等原因,使受压元件的某个部位发生破裂时,会造成内部压力瞬时消失,这时,锅炉内介质所拥有的热能会立刻释放出来,使一部分锅水剧烈汽化、膨胀,从而形成强大的气浪和冲击波,使锅炉本体和周围设备、建筑物遭到严重破坏,甚至造成现场人员伤亡。
一、锅炉爆炸的特征
锅炉爆炸时,大量的汽、水从破口处急速冲出。由于具有很高的速度,便产生巨大的反作用力,使锅炉腾空而起,或者朝反作用力的方向运动。这与炮弹或喷气式飞机被尾部强大的气流推动向前的道理是一样的。
立式锅炉的爆炸部位,大多发生在锅壳与炉胆下脚的连接处。这是因为下脚部位最易积水垢和被腐蚀,特别是当采用不合理的角焊连接时,汽、水向下喷射,从而推动锅炉向上腾飞,故立式锅炉又称“炮弹锅炉”。卧式锅炉,当封头(或管板)与锅壳连接处采用不合理的角焊时,破口多发生在焊缝处。有的卧式锅炉炉膛火焰直接烧锅壳,很容易使锅壳前下部过热,破坏。因此,卧式锅炉爆炸时,汽、水向前或向后喷射,推动锅炉作平行飞行。
锅炉爆炸时所释放的能量,其中很小一部分消耗在撕裂锅炉钢板、拉断固定锅炉的地脚螺栓和与锅炉连接的各种汽、水管道,将锅炉整体或呈碎块抛离原地;大部分能量在空气中产生冲击波,破坏周围的设备和建设物。
二、锅炉爆炸的原因
1.超压 由于安全阀失灵、用汽部门突然停止用汽、压力表失灵或启动锅炉后主汽阀未打开等原因,锅炉压力升高超过额定值,安全阀不能自动排汽降压,致使锅炉内压力继续急剧升高,最后发生爆炸。
2.过热 由于严重缺水、受热面水垢太厚、水循环不良等原因使钢板(管)的工作温度超过极限值,不能承受额定压力而破裂。
3.腐蚀 由于锅炉用水未除氧,钢板(管)内外表面因腐蚀减薄或产生苛性脆化,强度显着降低,不能承受额定压力而破裂。
4.裂纹和起槽 由于在长期运行中操作不当,锅炉骤冷骤热,或者负荷波动频繁,使钢材承受交变应力而产生疲劳裂纹,同时由于腐蚀的综合作用形成起槽开裂和强度下降。
5.先天性缺陷 由于设计时采用不合理的角焊结构、强度计算错误、用材不当、安装及修理的加工工艺不正确,特别是焊接质量低劣等原因造成的缺陷,在使用中进一步扩展,以致发生爆炸事故。
1.防止超压
(1)杜绝违章操作,保持锅炉负荷稳定。
(2)防止安全阀失灵,定期作自动或手动排放试验。如发现问题,必须及时修复。
(3)定期校核压力表。如发现不准确或动作不正常,必须及时更换。
(4)热水锅炉要防止锅水大量汽化注意防止因锅水超温汽化而引起的超压,还要注意防止由于系统定压装置失效,锅水压力迅速下降而引起的锅水自汽化现象。
2.防止过热
(1)防止缺水 坚持每班冲洗水位表,检查所显示的水位是否正确。定期清理旋塞及连通管,防止堵塞。定期维护检查水位警报器或超温警报设备,保持其灵敏可靠。严密监视水位,万一发生严重缺水,绝对禁止向锅炉内进水。
(2)防止积垢 正确使用水处理设备,保持锅水质量符合标准,认真进行表面排污和定期排污操作,定期清除水垢,热水锅炉要定期打开回水干管上安装的除污器清除污物。
3.防止腐蚀 因炉、因水制宜,采取有效的水处理和除氧措施,保证给水和锅水质量合格,加强停炉保养工作,及时清除烟灰,
涂用防锈油漆,保持锅内干燥。
4.防止裂纹和起槽 保持燃烧稳定,避免锅炉骤冷骤热,加强对封头、扳边等应力集中部位的检查,一旦发现裂纹和起槽必须及时处理。
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