一、高壓鍋爐爆炸事故的現(xiàn)象
鍋爐爆炸是指鍋筒或爐膽因強(qiáng)度不足溘然發(fā)生破裂時(shí),鍋內(nèi)有一定壓力的飽和蒸汽和飽和水從破裂口迅速?zèng)_出,其容積在瞬間迅速膨脹,并開(kāi)釋出大量的熱能,隨即轉(zhuǎn)化為破壞能量極大的動(dòng)能,立刻擴(kuò)大破裂口,其壓力瞬時(shí)降至外界大氣壓力的物理過(guò)程。
高壓鍋爐爆炸是瞬時(shí)完成的物理過(guò)程,可以將這一過(guò)程看做是絕熱膨脹做功的過(guò)程。根據(jù)熱力學(xué)定律和計(jì)算公式,對(duì)已發(fā)生的各種鍋爐的爆炸計(jì)算表明,鍋爐爆炸所產(chǎn)生的破壞力,即爆炸時(shí)鍋爐所開(kāi)釋的能量與鍋爐的容積有關(guān),與破裂前鍋爐的參數(shù),如壓力、汽與水的比例有關(guān)。鍋爐的容積愈大、壓力愈高,其爆炸的威力愈大;鍋爐水容積的比例愈大,其爆炸的威力也愈大。因此,相同容積和壓力的熱水鍋爐的爆炸威力要比蒸汽鍋爐的爆炸威力大。
二、高壓鍋爐爆炸的原因
1.超壓。因運(yùn)行壓力超過(guò)鍋爐最高許可工作壓力,鋼板(管)應(yīng)力增高超過(guò)極限值,同時(shí)安全閥失靈(安全閥銹死打不開(kāi),或安全閥人口裝有盲板),未能開(kāi)釋出壓力而發(fā)生破裂。
2.過(guò)熱。鋼板(管)的工作溫度超過(guò)極限值,不能承受額定壓力而破裂。這主要是因?yàn)閲?yán)峻缺水或受熱面水垢太厚等造成的。
3.侵蝕。鋼板(管)內(nèi)外表面侵蝕減薄,強(qiáng)度明顯降低,不能承受額定壓力而破裂。
4.裂紋和起槽。在長(zhǎng)期運(yùn)行中因操縱不當(dāng),使鍋爐驟冷驟熱,或者負(fù)荷波動(dòng)頻繁,鋼板承受交變應(yīng)力,產(chǎn)生疲憊裂紋或形成起槽而開(kāi)裂。
5.先天性缺陷。設(shè)計(jì)時(shí)采用不公道結(jié)構(gòu),強(qiáng)度計(jì)算錯(cuò)誤,用材不當(dāng)或材料出缺陷,制造、安裝及修理的加工工藝不好,特別是焊接質(zhì)量分歧格等隱患,在使用中擴(kuò)展,導(dǎo)致鍋爐爆炸。
三、高壓鍋爐爆炸的特征
鍋爐爆炸時(shí),大量的汽水從裂口處急速?zèng)_出,因?yàn)榫哂泻芨叩乃俣?當(dāng)與空氣或地面接觸后,便產(chǎn)生了巨大的反作用力而獲得動(dòng)能,使鍋爐騰空而起,或者朝反作用力的方向運(yùn)動(dòng)。這與炮彈或噴氣式飛機(jī)被尾部強(qiáng)盛的氣流推動(dòng)向前的道理是一樣的。
立式鍋爐的爆炸部位,大多發(fā)生在鍋殼及爐膽與下腳的連接處。這是由于下腳部位最易積水垢和被侵蝕,特別是當(dāng)采用不公道的角焊連接時(shí),因?yàn)槌惺軓澢鷳?yīng)力,更輕易從焊縫處撕裂。假如操縱不慎,造成嚴(yán)峻缺水,則爆破部位常在爐排以上的爐膽處。因此,立式鍋殼鍋爐爆炸時(shí),汽水向下噴射,從而推動(dòng)鍋爐向上騰空而起,直沖房頂。
當(dāng)臥式鍋爐的封頭(或管板)與鍋殼連接處采用不公道的角焊時(shí),其破口多發(fā)生在焊縫處。當(dāng)臥式鍋爐爐膛火焰直接燒鍋殼時(shí),如因水質(zhì)不良,造成其底部結(jié)成厚垢或沈積過(guò)多水渣,鍋殼前下部嚴(yán)峻過(guò)熱,其破口多發(fā)生在此處。因此,臥式鍋爐爆炸時(shí),汽水向前或向后噴射,推動(dòng)鍋爐做平行飛動(dòng)。
鍋爐爆炸時(shí)所放出的能量,其中很小一部門(mén)消耗在撕裂鍋爐鋼板,拉斷固定鍋爐的地腳螺栓和與鍋爐連接的各種汽水管道,將鍋爐整體或碎塊拋離原地;大部門(mén)的能量在空氣中產(chǎn)生沖擊波,破壞附近的設(shè)備和建筑物。
四、防止高壓鍋爐爆炸的措施
為了杜絕鍋爐發(fā)生爆炸事故,除了要對(duì)鍋爐準(zhǔn)確設(shè)計(jì)和選材,確保制造和安裝質(zhì)量,以及進(jìn)行按期檢修,保持設(shè)備完好外,在運(yùn)行中還要特別做好以下幾項(xiàng)工作。
1.高壓鍋爐防止超壓
(1)保持鍋爐負(fù)荷不亂,防止驟然降低負(fù)荷,導(dǎo)致汽壓上升。
(2)保持安全閥敏捷可靠,防止安全閥失靈。應(yīng)每隔一定時(shí)間人工排放一次,并且按期做自動(dòng)排汽試驗(yàn)。如發(fā)現(xiàn)動(dòng)作凝滯,必需及時(shí)修復(fù)。
(3)按期校驗(yàn)壓力表,確保壓力表指示正確。如發(fā)現(xiàn)不正確或動(dòng)作不正常,必需及時(shí)調(diào)換。