常压锅炉爆炸事故分析

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常压锅炉爆炸事故分析

沈阳市特种设备检测研究院口陈雅华岳文全保金柱

某酒厂一台ＵＳ一１００型燃煤常压锅炉用于直接加热烧酒锅的蒸汽锅炉使用，于２００９年１月４日上午７时２０分许发生爆炸事故，造成１人死亡、１人受伤。

ＵＳ一１００型常压锅炉由内蒙古某环保科技发展有限公司于２００８年８月生产，产品编号Ｃ０２０，锅壳直径１０００ｍｍ，简体高４０００ｍｍ，炉胆直径８５０ｍｍ，厚４ｍｍ，上火喉口直径４００ｍｍ，该喉口有７个直径４０ｍｍ穿过锅筒和喉胆的二次风口，上火喉口上烟室的上部有对流受热烟火管，炉胆与上火喉口、下脚采用单面角焊结构，锅炉上封头处有一ＤＧ６５ｍｍ蒸汽出

口，锅筒上半部有一水位表，锅炉本体无安全阀、压力表，无常压锅炉不得承压使用的警示标志、产品名牌无常压锅炉标注，未见任何有关锅炉技术资料，司炉工持有效操作证。

锅炉爆炸的爆口上火喉口下焊缝边缘。破口为上火喉口下焊缝约周长的７０％，爆口由上火喉口向下辐射受热面炉胆向下翻卷约８００ｍｍ（见照片），锅筒由下脚圈向上约８００ｍｍ处有一约４００ｍｍ长的破口。小烟室以上管板、烟管均未受明显损害。主出汽管、给水阀、给水止回阀留在锅炉房附近，排污阀被炸飞１００多米远，给水阀门、排污阀为全关闭状态；主汽阀为全开起状态。锅炉本体飞到约２５０米远村外干枯的水沟内，爆炸冲击波将锅炉房的三面墙炸倒，锅炉房宜为平地。司炉工正在远离锅炉房的煤堆装煤，酒锅附近一工人在爆炸中丧生、另一名头部及腿部受伤。

锅炉爆炸原因的分析

一般锅炉爆炸是由于锅炉超压后在局部破裂或其３４Ｂｒａｎｄ＆Ｓｔａｎｄａｒｄｉｚａｔｉｏｎ它原因使锅炉内部压力瞬时间突然下降，锅水原储存的能量瞬时释放出来，使锅内一部分有压饱和水剧烈汽化膨胀及饱和蒸汽剧烈膨胀造成压力再次升高，使破口进一步扩大，锅内压力的再次升高产生巨大的爆炸力，此时爆口呈非一次爆口特征。一般这种爆炸通过对爆口及对受热面金相分析可判别。该炉是常压锅炉本不应安装出汽阀，但锅炉的出汽管安装了出汽阀，且出汽管的总阀门不在锅炉房而在烧酒车间的酒锅附近由烧酒工控制。该酒厂的锅炉在前一天使用后将炉水放空，当日早６点３０分锅炉开始加水至正常水位即点火后近５０分钟许，锅炉已产生一定的压力（由于锅炉无压力表无法判断当时多大压力），烧酒工打开管径ＤＧ６５ｍｍ锅炉主汽阀看到了酒锅冒出蒸汽１—２分钟时随即锅炉发生爆炸。爆炸其起点由直接接触火焰受热面的炉胆上火喉口处，由于炉胆瞬间热量在汽化的水侧交换较少，使上火喉口壁温急剧增加、炉胆、上火喉口等强辐射受热面其强度明显下降，锅水迅速膨胀、压力急剧增加其变形量在爆炸后可见明显大于其他部位，在整个变形金属的最薄弱处破裂。可以推测，该爆炸时的第一次压力降低可能是由于锅筒由下脚圈向上约８００ｍｍ处４００ｍｍ长的破口降压：还有可能是由于瞬时管路、阀门开启过大，蒸汽进入当天清展气温零下一２４℃的空洒锅使蒸汽在洒锅及管路内的蒸汽急剧凝聚，并造成瞬间酒锅、蒸汽管路真空，使锅炉压力瞬间降低。两者都能使压力瞬间降低。锅炉压力低于饱和水温对应的压力，使锅水剧烈汽化膨胀及饱和蒸汽剧烈膨胀造成压力再次升高产生巨大的爆炸力，前者爆口呈二次爆口特征：后者爆口呈一次爆口特征。现场检验表明，锅炉给水阀门及排污阀完全关闭状态、主汽阀开启状态，基本符合炉水瞬间汽化膨胀所致爆炸。对该爆炸能量的分析证明该炉爆炸时其水容量是较大的。

爆炸由诸多因素共同作用导致

▲常压锅炉安装出汽阀。

▲气温过低、锅炉阀门开启过快使锅炉瞬间降压。

▲锅炉无常压锅炉不得承压使用的警示标志。

▲无符合常压锅炉标准要求管径的大气连通管。

▲无能正确指导使用的说明书。

▲无明确的常压蒸汽锅炉生产及使用规定。　万方数据

常压锅炉爆炸事故分析

作者：陈雅华， 岳文全， 保金柱

作者单位：沈阳市特种设备检测研究院

刊名：

品牌与标准化

英文刊名：ENTERPRISE STANDARDIZATION

年，卷(期)：2009，(10)

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