立式锅炉爆炸事故分析及预防

立式锅炉爆炸事故分析及预防

张艳莉

张艳莉

浙江省特种设备检验研究院浙江310000

摘要：立式锅炉的广泛使用，给人们的生活已经生产带来了极大的便利，但是由于一些立式锅炉存在产品结构不合理的现象，或者是制造质量不合格，使用不规范等问题很容易发生爆炸事故，近年来立式锅炉爆炸事件频发，严重威胁着人民的生活财产安全，锅炉使用中的安全问题，其核心是人员问题，再者就是设备本身的问题，只有做好人员的管理工作，就设备进行及时的检修为序，一旦发生设备问题及时采取有效的措施，减少事故的发生。本文以一起真实的立式锅炉爆炸事故为例，分析了该起立式锅炉爆炸的原因，然后针对性的采取了解决对策，减少立式锅炉在使用过程中安全事故的发生率，保障锅炉运行的安全性。

关键词：立式锅炉；运行；爆炸事故；分析；预防；

1.前言

锅炉设备是现代工业生产常用的设备之一，由于锅炉设备是在高温高压的不利条件下运行的，如果存在操作方面的问题导致超压或者超热运行会直接引发爆炸，由于锅炉设备的构件比较多，锅炉设备的体积较大，运行过程需要严格做好管理工作，严格按照既定的规范操作，否则任何一个环节出现问题就可能会引发爆炸事故，影响工业生产，甚至威胁操作人员的生命安全。立式锅炉由于升温快，升压快，结构简单，操作简单，占地面积小邓优势，被很多小型企业广泛使用，但是由于使用企业自身的安全意识不足，管理水平不足等近年来导致锅炉爆炸事件频发，针对立式咕噜爆炸事故进行调查分析，研究锅炉的失效特点，有利于促进锅炉房安全管理水平的提升，将故障隐患及时排除，保障锅炉设备安全稳定的运行。本文以一起真实的立式锅炉爆炸事件为例，分析了事故的发生原因以及针对该类事故采取的针对性预防措施。

2.事故前设备状况

该锅炉设备制造厂为：某锅炉制造厂，制造日期为：2001年12月，产品编号为：2144262，制造厂质量证明书编号为：2144262；2005年1O月31日、2006年12月4日分别进行了定期检验；安全阀于2006年l2月25日校验合格。

3.事故简要经过及现场破坏情况

经调查询问、现场勘察锅炉本体和所属阀门附件的状态，该锅炉于2007年11月813上午11点半由司炉1=李某某压火，将分汽缸上的主汽阀关闭，吃中午饭期间因无人看管，13点左右司炉lT在启动过程中判断失误，在缺水的情况下上水，致使锅炉内水汽瞬间膨胀，最终于13点10分因超压而发生爆炸。事故造成三人死亡、四人受伤。锅炉爆炸时本体被炸成四部分，锅壳简体部分向南偏西飞过二栋家属楼和一条马路，遇到另一6层楼时，从5楼顺势滑落，致使4、3、2楼的窗台遭到不同程度的损坏，飞落在距安装地点约150米处；锅壳封头的一半连接少部分壳体向西南方向飞落距安装地点200多米远的一栋二层楼顶，顺势抛落到邻院平房房顶，护栏遭到损坏；锅壳封头的另一半连接少部分壳体向东南方向飞落在距安装地点约220米远的电缆材料厂库房内，致使半扇铁门被毁，室内柜子不同程度地遭到破坏；炉胆部分向正北方向位移距安装地点13米。压力表飞I叶j约20米落在该院内西北角家属区人行通道。锅炉房、周边围墙和多栋建筑物门窗因爆炸产生的冲击波和飞出物遭到不同程度的破坏，烧毁一辆面包车、损坏二辆小汽车。

4.设备主要技术参数及简图

5.事故原因分析及结论

5．1该炉爆炸前发生过严重缺水后立即上水的情况

1）炉胆下部从五个方向向炉胆中心压缩变形，变形量约i分之一炉胆直径，各变形方向连接的过渡区m现了明显褶皱变形且褶皱变形部位也向炉胆中心发生较大变形。这是因为炉胆金属在严重超温的情况下，才会发生这样的变形。说明该炉发生了严重缺水，导致了炉胆金属严重超温。

2）经对炉胆硬度检测，炉胆下部硬度明显高与炉胆上部，而炉胆下部是受火焰加热温度最高的部位。这说明炉胆下部有明显的淬火现象，即该锅炉发生过严重缺水后且立即向锅炉上水的情况。

3）经调查，进水阀门处于开启的位置。

4）如果单纯发生超压，理论分析应为单方面的压扁变形，这是因为筒体截面各方向的直径不可能一致，压缩方向总是沿着最短直径方向进行压缩，而长轴方向向两侧伸长变形。根据炉胆的变形，显然该炉不是发生了单纯超压情况。

5）根据司炉工口述声像资料和其他调查资料的分析。

6）根据炉胆下部受火焰加热温度最高部位的颜色，说明炉胆受火侧已出现高温氧化的迹象。可认定该炉胆部位金属已严重超温。

5．2该炉爆炸前发生过瞬间超压的情况

1）爆炸威力造成的破坏情况大大超过了同类锅炉严重缺水造成的爆炸破坏情况。

2）锅炉压力表指针在锅炉爆炸后停留在lMPa~lJ度左右。一块压力表指针打弯，另一块压力表指针打掉。（压力表在爆炸过程中可能会受到剧烈的冲击和震动，但进行综合性分析后，该压力表指针刻度值可以作为重要参考。）。

3）锅炉主汽阀是处于关闭状态，锅炉在无人操作的情况下自燃长达一个多小时，在锅炉误上水之前，安全阀已处于开启状态。当误上水时，进水与炽热的炉胆及受热面接触后会瞬间汽化，这时锅炉会发出异常声响，导致锅炉瞬间超压，造成锅炉发生爆炸。

总上所述，该锅炉爆炸的直接原因是锅炉发生严重缺水后立即上水，使锅炉受压部件产生巨大的热应力和材料性能改变，同时造成锅炉瞬间超压，导致锅炉发生爆炸。

6.立式锅炉爆炸事件的预防

1）应健全锅炉运行规程、安全操作规程、岗位责任制、检修质量标准、交接班制度等各基有关规章制度，并严格贯彻执行。

2）应加强锅炉用水管理，给水水质应符合规定要求，软化水应达到质量标准，锅水碱度不应过高。排污要有制度，受热面内部应保持不结垢或仅有较薄水垢，定期用机械或化学方法清除水垢，以免造成钢板或钢管过热。

3）在安装和检修时，应选用符合图纸要求的材料。

4）采用合理的锅炉结构。在制造、安装或检修以及锅炉的技术改造中，应注意改进锅炉的不合理结构，使达到合理或基本合理

5）有计划的组织培训司炉人员和管理人员，提高安全运行操作和管理水平。司炉人员在熟悉设备性能的基础上，达到安全经济运行，避免发生事故。司炉人员要坚守工作岗位，在事故发生时，应冷静迅速地采取处理措施。

6）立式水管锅炉的下脚圈与筒体连接处，最易发生焊缝撕裂。尤其是在排污管管座附近，有应力集中现象，所以该部位在制造和检验时应该尤为重视。

7）特种设备安全监察部门应严格贯彻《特种设备安全监察条例》、《蒸汽锅炉安全技术监察规程》等法规、规范，做好特种设备使用的督查工作，同时宣传特种设备安全知识和意识。

7.总结

立式锅炉在超温或者超压状态下运行很容易发生失稳失效的现象，这是导致立式锅炉发生事故的重要原因，在日常操作中必须保障锅炉内的水质符合运行要求，保障水温，水位，水循环等都是正常的，定期将下脚圈中的残渣清除，防止超高温现象的出现，还需要关注锅炉的运行情况，切不可超高压运行。总之，锅炉的爆破爆炸事故，常常是造成设备、厂房毁坏和人身伤亡的灾难性事故。锅炉机组停止运行，使蒸汽动力突然切断，则会造成停产停工的恶果。这些事故的发生，都会给国民经济和人民生命安全带来巨大损失。所以，防止锅炉事故的发生，有着十分重要的意义。

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