(2)?沖擊波的超壓計算
鍋爐發生爆炸時所產生的沖擊波情況相當復雜,影響因素眾多,主要與水及水蒸汽介質熱物理狀態、介質集中程度、泄漏開口尺寸狀態及變化速率(瞬間泄漏,小孔尺寸泄漏等)、汽包等水汽承壓構件材料性能及加工工藝等相關,國內孫慶軍等人進行了這方面的試驗研究[5],但還缺乏這方面的系統和全面試驗數據。因此,對鍋爐BLEVE爆炸所產生的沖擊波超壓一般都還是根據同能量梯恩梯(TNT)爆炸的試驗數據按相似法則來確定[6,7]。
4 動力車間鍋爐爆炸后果預測
動力車間鍋爐總容積為29.6 m3? ,鍋筒正常工作壓力3.80MPa,正常情況鍋筒內1/8充滿干飽和蒸汽,7/8為飽和水,蒸發量為35t/h,過熱蒸汽溫度440℃。
按上述步驟計算可得出預測結果如表3。
表3 動力車間鍋爐爆炸預測結果表
?
參數 | 預測結果 |
死亡半徑 | |
重傷半徑 | |
輕傷半徑 | |
大型結構破壞半徑 | |
防震鋼筋混凝土破壞半徑 | |
磚墻倒塌半徑 | |
墻大裂縫半徑 | |
窗框損壞半徑 |
通過以上計算,對鍋爐爆炸危害有了定量的分析結果,這有利于提高員工們對鍋爐危險性的認識,進一步提高安全操作的意識和責任心,確保鍋爐運行安全。另外,該數據還對應急救援預案的編制提供了參考數據。
三 鍋爐爆炸的原因分析及預防措施
鍋爐爆炸按其發生原因可分為兩種類型,一是超壓爆炸,一是爐膛燃爆。
1 超壓爆炸,是指鍋爐受壓部件的承壓能力低于工作壓力,使得薄弱部位破裂,嚴重時引發爆炸。形成原因或是鍋爐超壓運行,或是各種原因造成的承壓能力降低。
(1) 鍋爐超壓運行。動力鍋爐主要為煉油裝置提供生產用蒸汽,若裝置因緊急情況而突然減少或切斷進汽,鍋爐便會出現瞬時超壓情況。為避免因超壓引起鍋爐爆炸,我廠主要采取了以下幾點措施:
① 確保安全閥能準確動作。應按照國家規定定期校驗安全閥,并經常檢查安全閥狀態。
② 設置鍋爐對空排汽與鍋爐蒸汽壓力的聯鎖,當蒸汽壓力高于警戒值時,對空排汽自動開啟卸壓。
③ 制定事故預案并堅持演練,提高運行員工對超壓危害的認識以及應急處理技能,盡量避免超壓發生。
(2) 鍋爐部件承載能力下降。由于鍋爐的運行環境比較惡劣,隨著鍋爐投產時間的延長,鍋爐部件會由于腐蝕、磨損等原因導致承壓能力下降。假如某些部位下降較多,那么即使鍋爐在額定壓力下運行也有可能發生爆炸。為避免這種爆炸可能性,我廠主要從“知”和“防”做工作,即做到熟知鍋爐的狀況,盡力減少各種有損鍋爐承壓能力的因素。
① 把好鍋爐的檢驗關。鍋爐每2年由鍋爐檢驗所進行1次全面的定期檢驗,包括焊縫探傷、爐管測厚、硬度檢測、汽包及聯箱金相分析等。在檢驗中就曾發現鍋爐汽包接管與給水管的焊縫出現裂紋并及時予以消除。除此之外,車間每個月都要進行鍋爐的外部檢查,每年都要利用鍋爐間歇停工的時間,自行對鍋爐進行全面的內部檢查,并把檢查結果詳細記錄在案。
② 保證合格的水質。鍋爐水質不合格將導致爐管結垢,影響管壁傳熱,使局部管壁因過熱而形成鼓皰、裂紋,強度大大降低。預防措施是加強水質的監測,確保水質合格。若在運行中遇到水質較長時間不合格的情況,應在停爐后通過割管等方法測量垢的厚度,以決定是否需要進行鍋爐酸洗。
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