烘缸爆炸原因分析及预防措施

第 卷第 期 01 年 月

化　工　设　备　与　管　道

PROCESS EQUIPMENT & PIPING

V ol. No.

Apr. 01 烘缸爆炸原因分析及预防措施

郭少宏，邓波

（广东省特种设备检测院佛山分院，广东佛山 8000）

摘　要：介绍了一起烘缸爆炸事故，分析了导致事故发生的原因，提出了整改意见，可为以后同类设备提供参考。

关键词：烘缸爆炸；原因分析；预防措施

中图分类号：TQ 0 0. ；TH 文献标识码：A 文章编号：100 - 81( 01 )0 -00 8-0

1　事故概况

010年10月，佛山某有限公司一台烘缸发生爆炸，烘缸筒体爆炸成许多碎片，碎片数量为 1 片，碎片散落在地面及护栏两侧，导致两侧护栏发生严重弯曲变形。该烘缸的内构件戽斗从端盖中脱落掉在地面，该烘缸的虹吸疏水管脱落在地面。 010年10月1日1 :00~ :00当班的 #生产线员工最早在 1:00左右发现该烘缸有异响，当时曾对该烘缸进行抬起刮刀处理，刮刀抬起后异响仍然存在。10月 日0:00~8:00当班的1#和 #生产线的值长发现异响一直存在，异响类似规律性摩擦夹带撞击的声音，拟通过调节烘缸的蒸汽压力消除，但从0.18 MPa降低到0.1 MPa的过程，异响有所变化，之后将压力从0.1 MPa缓慢升到0.18 MPa时，异响恢复到原来的水平。换完10月 日8:00~1 :00班，班长刚巡检离开该烘缸约 ~8 m处，08:10左右该烘缸突然发生爆炸。

2　设备基本情况

该公司发生爆炸的生产线共有烘缸 台，除了 台水缸，压力烘缸 1台，其中铸铁烘缸 台，铸钢烘缸 台。其蒸汽流程：从汽机抽出的低压蒸汽压力为0. MPa，经过蒸汽主管分到各支线蒸汽管路。其中一支分汽管的蒸汽通到该烘缸的进汽管，分汽管的蒸汽通过烘缸端盖的轴承进入该烘缸内部，分汽管上安装了调节阀和压力表，调节阀可以调节蒸汽的流量和压力，该压力表的精度为1. 级，正常的工作压力为0.18 MPa，该压力表在有效期内。

发生事故的烘缸为铸铁烘缸，德国公司制造，制造日期为1 年。工作介质为蒸汽，设计压力为0. MPa，最高工作压力为0. MPa，设计温度为1 0 ℃，筒体材料为SA ，规格为φ1 00 mm× mm× 00 mm，容积为 .8 m ，该烘缸属第一类压力容器[1]。

3　事故原因排查

（1）烘缸的实际工作压力小于0. 0 MPa，工作温度低于1 0 ℃，运行条件在允许的工况范围内。烘缸安全阀整定（开启）压力为0. MPa，有效期到 011年 月 日，烘缸压力表的有效期到 010年11月。因此，可排除因超压引起烘缸爆炸的可能。

（ ）烘缸内工作介质为蒸汽，烘缸本身、护栏及周围的烘缸都不是易燃易爆介质，周围也没有聚集易燃易爆物质。因此，可排除因爆炸物爆炸引起烘缸爆炸的可能。

（ ）对烘缸的残留碎片进行宏观检查，未发现疲劳裂纹痕迹，可排除因疲劳引起的爆炸。从同生产线其他线烘缸的检验情况来看，虹吸疏水管正常运行，缸体内部积水处于正常范围，可以排除水冲击导致爆裂的可能。经过对爆炸现场的烘缸碎片进行厚度测量，没有发生明显的减薄，厚度值在1 . ~ 0. mm范围内，厚度测量合格。对现场的碎片进行硬度测量，硬度值未发现异常。对从现场采集的碎片进行实验室金相检测，其显微组织未发现异常[ - ]。

4　事故原因分析[4-8]

经过对事故现场的勘查取证、有关人员的询问

收稿日期： 011-11-10

作者简介： 郭少宏（1 8—），男，广东佛山人，高级工程师。从事特种设备检测工作。

01 年 月· ·

调查、现场检验和实验室检测结果，对事故的原因分析如下（图1）

：

图1　戽斗失效分析示意

（1）事故发生前烘缸有异常响声约11个小时。经过 个班的轮换，相关人员采取了一些异响的鉴别措施和异响排除手段，但未采取紧急停机应急处理，埋下了烘缸爆炸的安全隐患。后经事故调查分析，事故发生前，戽斗弯曲部与端盖连接的两个螺栓先松动，但未脱落。戽斗的尖端与内壁在正常情况下仅有 0 mm的距离，当戽斗弯曲部与端盖连接的两个螺栓脱落后，由于戽斗的受力失去平衡，尖端发生位移，尖端与烘缸内壁发生摩擦及碰撞，从而造成异常响声。可惜未得到相关人员重视，导致未能避免事故的发生。

（ ）该烘缸内部已无用处的戽斗一直保留在烘缸内部的端盖上。此前曾出现其他烘缸的戽斗整只松动现象，后经切割取出。这表明戽斗的松脱具有一定的可能性。

（ ）爆炸过程分析：戽斗弯曲部与端盖连接的两个螺栓先松动，但未脱落；戽斗与端盖支座的结合部位同时发生摩擦，在烘缸转动过程中，螺栓和戽斗的螺栓孔处发生摩擦，最终导致螺栓脱落。当两个螺栓脱落后，由于戽斗的受力失去平衡，尖端发生位移，尖端与烘缸内壁发生摩擦及碰撞。1 kg的戽斗此时仅有戽斗锤部的两个螺栓支撑，在戽斗质量及剪切力作用下，两个螺栓沿横截面断裂，整个戽斗发生脱落，戽斗砸向正在旋转运行的烘缸内壁，从而导致内壁在短时冲击下发生爆炸。

（ ）爆炸过程的冲击强度计算：通过称重法测得戽斗的重心离烘缸内壁的距离约为 8 mm。而由于戽斗圆弧段外径与烘缸内径不同，撞击时接触面近似为线接触，经过现场校核撞击面计算得出撞击面积约为1 000 mm 。

冲击强度：

E=mgh=1 × .8×0. 8≈80 .8 J

P=E/S=80 .8 /1000≈0.80 J/mm

烘缸筒体材料为SA ，属于脆性材料，经力学性能测得：

P T=E/S= /(10×1) =0. J/mm

P＞P T

式中　E——冲击能量；

　S——撞击面积；

　P——冲击强度；

　P T——材料的抗冲击强度。

综上所述，烘缸发生爆炸的原因归纳为：由于戽斗的紧固失效，导致戽斗从烘缸的端盖中脱落，砸向正在旋转运行的烘缸内壁，从而导致烘缸爆炸。

5　事故预防措施及整改建议

（1）在烘筒发生异常响声后，相关工作人员采取了异响的鉴别和其他的异响排除手段，但未启动相应的应急预案及措施，建议完善有操作异常的上报制度及应急方案，杜绝类似事故的发生。

（ ）该公司根据实际需求对工艺进行了改造和烘缸位置的调整，但改造和工艺调整的记录和管理资料不够齐全，建议对工艺、设备编号及烘缸的实际位号进行核查，完善技术资料管理。

（ ）鉴于戽斗的紧固存在安全隐患，建议对所有不再承担疏水功能的戽斗切除。戽斗切除过程中应避免对烘缸造成损伤，当戽斗拆除后，建议对烘缸进行安全性能检查，同时进行水压试验，保证烘缸的安全。

（ ）由于该生产线烘缸的使用年限超过 0年，建议按照《固定式压力容器安全技术监察规程》[1]的要求，尽快对该生产线的烘缸进行安全评估，确保烘缸的本质安全。

参考文献

[ 1 ] TSG R000 — 00 ,固定式压力容器安全技术监察规程[S]. [ ] 吴旨玉，田间，阎康平.造纸蒸汽烘干系统设备腐蚀分析[J].

化工机械， 001， 8( ): - .

[ ] 黄雪坤，王志文.在用铸铁烘缸缺陷评定方法的研究与工程实践[J].化工机械,1 , ( ): - 1.

[ ] 国家质量监督检验检疫总局，压力容器定期检验规则[S]. [ ] 王应值，马歆. 进口纸机铸铁烘缸的安全评定[J].压力容器，

00 ， (1): - .

[ ] 韩树新.在用铸铁烘缸的检测及评定[J]. 压力容器， 00 ， ( ): 8- .

[ ] QB 1— 00 ，造纸机械用铸铁烘缸技术条件[S].

[ 8 ] QB/T — 00 ，造纸机械用铸铁烘缸设计规定[S].

郭少宏，等. 烘缸爆炸原因分析及预防措施