论文部分内容阅读
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平烟道、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，当锅炉的设计结构不良、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 蒸气锅炉爆炸的预防措施
3.1 确保锅炉的生产质量
在购买蒸气锅炉时，应该选有生产许可证的厂家，并且要对锅炉的质量以及各种结构细节进行仔细的检验，对于锅炉的安装、运行、检修、改造等一定要符合《锅炉安全技术监察规程》的规定。
3.2 对锅炉进行定期的维护与检修
随着蒸气锅炉的使用，蒸气锅炉的各种设备和仪表，都会出现损坏或老化现象，这会给锅炉爆炸创造条件，所以应该定期的对锅炉的内部进行检查，查看受热面是否变形、炉膛是否破裂、输气管道是否老化，这样才能确保可燃气体不会泄漏。除此之外，还要检查锅炉的水位表、压力表、安全阀等安全附件是否正常工作，只有做到未雨绸缪，才能防范于未然。
3.3 提高工作人员职业素质
目前我国的锅炉爆炸事故多数是由于工作人员操作不当造成的，所以企业单位应该加强员工的素质教育。这方面可以开设专门的技能培训班，定期集合员工对他们进行技能培训，使他们加强对锅炉操作流程的了解和锅炉各种安全附件的正确使用方式。同时，也应培养员工对突发事件的处理能力，这样即使发生了锅炉爆炸事故，员工也可以在第一时间采取适当措施来防止事故恶化。
3.4 设置防火安全装置
为了防止锅炉爆炸事故给企业和社会带来严重的危害，企业可以自行采用或开发一些锅炉防爆系统。如能够检测泄漏可燃气体浓度的报警器、能够控制炉膛温度持续上升的温度报警器等，如果能将这些高科技应用到锅炉的保证预防中，一定会使锅炉的安全运行“更上一层楼”。
总之，锅炉的爆炸事故不仅会给企业带来损失，还会在社会上产生不良影响，所以对蒸气锅炉的爆炸危险性进行分析和做好锅炉防爆工作是非常有必要的。企业应该加大对与锅炉爆炸有关的安全培训及应急演练的重视，提高安全意识，规范操作，确保锅炉安全运行。
参考文献：
[1] 李正华.工业锅炉检验及事故原因分析[M].北京：北京科学技术出版社，2011.
[2] 许兴伟.低压锅炉水处理技术[M].北京：劳动出版社，2010.
[3] 杨世明.蒸气锅炉爆炸能量分析及爆炸冲击波危害[M].北京：高等教育出版社，2009.
[4] 胡德松.蒸气锅炉爆炸事故原因分析及预防措施[M].北京：中国机械出版社，2010.
[5] 张玉珊.蒸气锅炉爆炸危险性分析[M].北京：冶金工业出版社，2008.
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平烟道、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，当锅炉的设计结构不良、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 蒸气锅炉爆炸的预防措施
3.1 确保锅炉的生产质量
在购买蒸气锅炉时，应该选有生产许可证的厂家，并且要对锅炉的质量以及各种结构细节进行仔细的检验，对于锅炉的安装、运行、检修、改造等一定要符合《锅炉安全技术监察规程》的规定。
3.2 对锅炉进行定期的维护与检修
随着蒸气锅炉的使用，蒸气锅炉的各种设备和仪表，都会出现损坏或老化现象，这会给锅炉爆炸创造条件，所以应该定期的对锅炉的内部进行检查，查看受热面是否变形、炉膛是否破裂、输气管道是否老化，这样才能确保可燃气体不会泄漏。除此之外，还要检查锅炉的水位表、压力表、安全阀等安全附件是否正常工作，只有做到未雨绸缪，才能防范于未然。
3.3 提高工作人员职业素质
目前我国的锅炉爆炸事故多数是由于工作人员操作不当造成的，所以企业单位应该加强员工的素质教育。这方面可以开设专门的技能培训班，定期集合员工对他们进行技能培训，使他们加强对锅炉操作流程的了解和锅炉各种安全附件的正确使用方式。同时，也应培养员工对突发事件的处理能力，这样即使发生了锅炉爆炸事故，员工也可以在第一时间采取适当措施来防止事故恶化。
3.4 设置防火安全装置
为了防止锅炉爆炸事故给企业和社会带来严重的危害，企业可以自行采用或开发一些锅炉防爆系统。如能够检测泄漏可燃气体浓度的报警器、能够控制炉膛温度持续上升的温度报警器等，如果能将这些高科技应用到锅炉的保证预防中，一定会使锅炉的安全运行“更上一层楼”。
总之，锅炉的爆炸事故不仅会给企业带来损失，还会在社会上产生不良影响，所以对蒸气锅炉的爆炸危险性进行分析和做好锅炉防爆工作是非常有必要的。企业应该加大对与锅炉爆炸有关的安全培训及应急演练的重视，提高安全意识，规范操作，确保锅炉安全运行。
参考文献：
[1] 李正华.工业锅炉检验及事故原因分析[M].北京：北京科学技术出版社，2011.
[2] 许兴伟.低压锅炉水处理技术[M].北京：劳动出版社，2010.
[3] 杨世明.蒸气锅炉爆炸能量分析及爆炸冲击波危害[M].北京：高等教育出版社，2009.
[4] 胡德松.蒸气锅炉爆炸事故原因分析及预防措施[M].北京：中国机械出版社，2010.
[5] 张玉珊.蒸气锅炉爆炸危险性分析[M].北京：冶金工业出版社，2008.