锅炉事故分析精选PPT.ppt
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1、锅炉事故分析锅炉事故分析第1页,此课件共79页哦 1 概述第2页,此课件共79页哦锅炉事故的原因及其预防锅炉事故的原因及其预防o锅炉是在高温高压的不利工作条件下运行的,操作不当或设备存在缺陷都可能造锅炉是在高温高压的不利工作条件下运行的,操作不当或设备存在缺陷都可能造成超压或过热而发生爆破或爆炸事故。锅炉的部件较多,体积较大,有汽、水、成超压或过热而发生爆破或爆炸事故。锅炉的部件较多,体积较大,有汽、水、风、烟等复杂系统,如运行管理不善,则燃烧、附件及管道阀门等都随时可能发风、烟等复杂系统,如运行管理不善,则燃烧、附件及管道阀门等都随时可能发生故障,而被迫停上运行。生故障,而被迫停上运行。o锅
2、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生,有着十分重要的意义第3页,此课件共79页哦2锅炉事故分类锅炉事故分类第4页,此课件共79页哦锅炉事故按事故的严重程度可分为:锅炉事故按事故的严重程度可分为:
3、锅炉爆炸事故、重大事故与一般事故锅炉爆炸事故、重大事故与一般事故第5页,此课件共79页哦爆炸事故是锅炉运行中,锅筒、集箱等部件损坏,并有较爆炸事故是锅炉运行中,锅筒、集箱等部件损坏,并有较大的泄压突破口而在瞬间将工作压力降至大气压力的一大的泄压突破口而在瞬间将工作压力降至大气压力的一种事故。这种事故炸爆威力大,造成的损失很大。种事故。这种事故炸爆威力大,造成的损失很大。第6页,此课件共79页哦重大事故是运行中发生爆破、爆管、严重变形、炉膛塌重大事故是运行中发生爆破、爆管、严重变形、炉膛塌陷、炉墙倒墙、钢架烧红等而被迫停炉大修的各类事故。陷、炉墙倒墙、钢架烧红等而被迫停炉大修的各类事故。一般事故
4、则是运行中发生故障而被迫停炉,但又能很快一般事故则是运行中发生故障而被迫停炉,但又能很快恢复运行的事故。恢复运行的事故。第7页,此课件共79页哦按事故发生的部位来分类按事故发生的部位来分类o锅筒开裂的爆炸事故锅筒开裂的爆炸事故o炉管爆破事故炉管爆破事故o管道、烟道、炉墙事故;管道、烟道、炉墙事故;o安全附件事故安全附件事故o给水设备事故给水设备事故o燃烧设备等部位的事故。燃烧设备等部位的事故。第8页,此课件共79页哦按事故的发生原因分类按事故的发生原因分类l水位监督不慎造成的缺水、满水事故水位监督不慎造成的缺水、满水事故l水质引起的事故水质引起的事故l设计、制造或安装、检修不良引起的事故设计、
5、制造或安装、检修不良引起的事故l维护保养不当维护保养不当l腐蚀、积结污垢灰焦而引起的事故腐蚀、积结污垢灰焦而引起的事故l燃烧控制不好引起的事故燃烧控制不好引起的事故第9页,此课件共79页哦3、常见锅炉事故介绍常见锅炉事故介绍第10页,此课件共79页哦3.1锅炉爆炸事故锅炉爆炸事故o锅炉爆炸发生是由于锅筒破裂,锅筒内储存着几吨、甚至几十吨有压力的饱锅炉爆炸发生是由于锅筒破裂,锅筒内储存着几吨、甚至几十吨有压力的饱和水及汽瞬时释放巨大能量的过程。和水及汽瞬时释放巨大能量的过程。o锅炉爆炸所产生的灾害主要有两方面:一是锅筒内水和汽的膨胀所释放锅炉爆炸所产生的灾害主要有两方面:一是锅筒内水和汽的膨胀所
6、释放的能量;二是锅内的高压蒸汽以及部分饱和水迅速蒸发而产生大量蒸汽的能量;二是锅内的高压蒸汽以及部分饱和水迅速蒸发而产生大量蒸汽几四围扩散所引起的灾害。几四围扩散所引起的灾害。第11页,此课件共79页哦3.1.11锅炉爆炸能量锅炉爆炸能量锅炉爆炸时,由于锅筒突然破裂,锅内压力由工作压锅炉爆炸时,由于锅筒突然破裂,锅内压力由工作压力(爆炸前的运行压力)迅速降至蒸汽膨胀过程是在瞬力(爆炸前的运行压力)迅速降至蒸汽膨胀过程是在瞬时内完成的,所以可把它看作是绝热过程。这样蒸汽所时内完成的,所以可把它看作是绝热过程。这样蒸汽所释放的能量就可以按绝热膨胀功来计算,或按下列简单释放的能量就可以按绝热膨胀功来
7、计算,或按下列简单公式计算:公式计算:第12页,此课件共79页哦Us=Vs.Cs式中式中Us饱和蒸汽的爆炸能量(饱和蒸汽的爆炸能量(J););Vs锅筒内饱和蒸汽的体积;锅筒内饱和蒸汽的体积;Cs饱和蒸汽爆炸能量系数(饱和蒸汽爆炸能量系数(J/m3)一般工业锅炉蒸汽的能量系数一般工业锅炉蒸汽的能量系数Cs见表见表1第13页,此课件共79页哦锅炉内除了蒸汽外,还有大量的饱和水,其温度为锅炉锅炉内除了蒸汽外,还有大量的饱和水,其温度为锅炉运行压力下的饱和水温度,它远高于大气压下水的沸点,运行压力下的饱和水温度,它远高于大气压下水的沸点,当锅筒破裂,锅内压力骤降至大气压力,锅内饱和水迅当锅筒破裂,锅内
8、压力骤降至大气压力,锅内饱和水迅即放热,并且部分饱和水蒸发成蒸汽,继续膨胀作功,即放热,并且部分饱和水蒸发成蒸汽,继续膨胀作功,发生所谓发生所谓“水蒸汽水蒸汽”爆炸。饱和水所释放的能量可以按爆炸。饱和水所释放的能量可以按下式计算:下式计算:第14页,此课件共79页哦Uw=VwCw式中式中Uw饱和水的爆炸能量(饱和水的爆炸能量(J););Vw锅炉内饱和水的体积(锅炉内饱和水的体积(m3););Cw饱和水爆炸能量系数(饱和水爆炸能量系数(J/m3)由饱和水的压力而定。工业锅炉饱和水的能量系数由饱和水的压力而定。工业锅炉饱和水的能量系数Cw见表见表1。第15页,此课件共79页哦表表1饱和蒸汽、饱和水
9、爆炸能量系数饱和蒸汽、饱和水爆炸能量系数表 压 力(MPa)0.50.81.52.33.0Cs(J)9.71051.71063.21067.11068.8106Cw(J)1.71072.7107411076.71077.7107第16页,此课件共79页哦由表由表1可以看出,饱和水爆炸能量系数可以看出,饱和水爆炸能量系数Cw约为饱和蒸汽能约为饱和蒸汽能量系数量系数Cs的的10倍左右,因此,即使锅炉的水容量与汽容量倍左右,因此,即使锅炉的水容量与汽容量相同,爆炸时饱和水所释的能量也要比饱和蒸汽的能量大得相同,爆炸时饱和水所释的能量也要比饱和蒸汽的能量大得多,粗略计算时,后者常可以忽略不计。多,粗略
10、计算时,后者常可以忽略不计。第17页,此课件共79页哦锅炉爆炸时所释放的能量除了很小一部分消耗在把锅炉锅炉爆炸时所释放的能量除了很小一部分消耗在把锅炉的碎块或整体抛离原地以外(常常是反需它爆炸能量的的碎块或整体抛离原地以外(常常是反需它爆炸能量的1/10左右即可把锅炉抛出百余米),其余大部分将产左右即可把锅炉抛出百余米),其余大部分将产生冲击波在空气中传播,破坏周围的建筑物。锅炉爆炸生冲击波在空气中传播,破坏周围的建筑物。锅炉爆炸时,锅筒等的撕裂也消耗一部分能量,但很小,可以忽时,锅筒等的撕裂也消耗一部分能量,但很小,可以忽略不计。略不计。第18页,此课件共79页哦锅炉爆炸能量计算锅炉爆炸能量
11、计算例例1:WSG2-8型锅炉,锅炉容量约型锅炉,锅炉容量约25m3,其中锅水,其中锅水容量约容量约15m3,蒸汽容量约,蒸汽容量约10m3,在压力(表压),在压力(表压)0.8MPa下爆炸,试计算其爆炸能量。下爆炸,试计算其爆炸能量。第19页,此课件共79页哦Us=VsCs=101.7106JUw=VwCw=152.7107JU=Us+Us=4.22108J第20页,此课件共79页哦一公斤一公斤TNT炸药的爆炸能量为炸药的爆炸能量为4.27106J/kg,故,故这锅炉可能产生的爆炸能量的这锅炉可能产生的爆炸能量的TNT当量为当量为4.22108/4.27106=99kg第21页,此课件共79
12、页哦3.1.2锅炉爆炸所生成蒸汽的体积锅炉爆炸所生成蒸汽的体积锅炉爆炸时,由于锅筒内压力下降,锅内原有的高压蒸锅炉爆炸时,由于锅筒内压力下降,锅内原有的高压蒸汽膨胀成为一个大气压的蒸汽,体积迅速增大。同时,汽膨胀成为一个大气压的蒸汽,体积迅速增大。同时,由于压力下降,名册人原有饱儿水温度由运行压力下的由于压力下降,名册人原有饱儿水温度由运行压力下的饱和温度降至一个大气压下的饱和温度,放出大量的热,饱和温度降至一个大气压下的饱和温度,放出大量的热,并把一部分饱和水蒸发成蒸汽。这样,锅炉爆炸时就生并把一部分饱和水蒸发成蒸汽。这样,锅炉爆炸时就生成大量的蒸汽,在其所笼罩的范围内操作人员将被烫伤。成大
13、量的蒸汽,在其所笼罩的范围内操作人员将被烫伤。第22页,此课件共79页哦锅筒内的高压蒸汽膨胀后所占的空间体积可以按下式计算:锅筒内的高压蒸汽膨胀后所占的空间体积可以按下式计算:Vs=VsGs式中式中Vs锅筒内蒸汽在空间膨胀的体积(锅筒内蒸汽在空间膨胀的体积(m3););Vs锅筒内饱和蒸汽的体积(锅筒内饱和蒸汽的体积(m3););Gs饱和蒸汽的膨胀系数,饱和蒸汽的膨胀系数,第23页,此课件共79页哦除了锅炉内的蒸汽膨胀占有空间体积以外,部分锅水也被蒸除了锅炉内的蒸汽膨胀占有空间体积以外,部分锅水也被蒸发成蒸汽,这部分蒸汽的体积按下式计算:发成蒸汽,这部分蒸汽的体积按下式计算:Vw=VwGw式中式
14、中Vw部分饱和水被蒸发成蒸汽的体积(部分饱和水被蒸发成蒸汽的体积(m3););Vw锅筒内饱和水的体积(锅筒内饱和水的体积(m3););Gw饱和水蒸发系数,与压力有关。饱和水蒸发系数,与压力有关。第24页,此课件共79页哦锅炉爆炸时生成蒸汽的总体积为锅炉爆炸时生成蒸汽的总体积为:VB=VS+VW即使锅炉的水容量与汽容量相同,爆炸时由锅水蒸发即使锅炉的水容量与汽容量相同,爆炸时由锅水蒸发而成的蒸汽的体积要比锅内原有蒸汽膨胀的体积大得多,而成的蒸汽的体积要比锅内原有蒸汽膨胀的体积大得多,粗略计算时,后者常可忽略不计粗略计算时,后者常可忽略不计第25页,此课件共79页哦3.1.3锅炉爆炸的主要原因锅炉
15、爆炸的主要原因锅炉爆炸的主要原因锅炉爆炸的主要原因(1)在锅炉较长时间缺水,钢板被灼红、机械强度急骤降低的情况下,司炉人在锅炉较长时间缺水,钢板被灼红、机械强度急骤降低的情况下,司炉人员违反操作规程,向炉内进水,引起爆炸;员违反操作规程,向炉内进水,引起爆炸;(2)铆接锅炉,锅壳或锅筒长期漏泄,且炉水碱度较高,造成铆缝或胀口处铆接锅炉,锅壳或锅筒长期漏泄,且炉水碱度较高,造成铆缝或胀口处钢板苛性脆化,以致造成爆炸事故;钢板苛性脆化,以致造成爆炸事故;(3)严重超压造成爆炸;严重超压造成爆炸;(4)因安全附件失灵、结构设计不合理、材质发生衰老等原因,造成因安全附件失灵、结构设计不合理、材质发生衰
16、老等原因,造成锅炉爆炸锅炉爆炸第26页,此课件共79页哦o3.1.4预防措施预防措施o(1)要特别注意水容量较大的锅筒的锅壳、封头或管板、炉胆等主要受要特别注意水容量较大的锅筒的锅壳、封头或管板、炉胆等主要受压部件的材料、强度,联接型式、焊接与冷加工组装等在设计和制造上是否压部件的材料、强度,联接型式、焊接与冷加工组装等在设计和制造上是否符合有关规定和标准。火管锅炉由于锅筒直径较大以及锅筒内受压部件较多,符合有关规定和标准。火管锅炉由于锅筒直径较大以及锅筒内受压部件较多,联接型式较复杂等情况,因此更要注意这个问题。联接型式较复杂等情况,因此更要注意这个问题。o(2)检验与修理锅炉时,对锅筒的苛
17、性脆化、严重腐蚀与变形以及起槽检验与修理锅炉时,对锅筒的苛性脆化、严重腐蚀与变形以及起槽裂纹,要高度警惕,检查要周到细致,修理则必须保证质量,防止因强度不裂纹,要高度警惕,检查要周到细致,修理则必须保证质量,防止因强度不足或裂纹扩展而突然撕裂。足或裂纹扩展而突然撕裂。第27页,此课件共79页哦(3)司炉人员必须切记:发生严重缺水事故时,一定不能再进水,以免锅筒钢板司炉人员必须切记:发生严重缺水事故时,一定不能再进水,以免锅筒钢板在过热烧红的情况下,遇水突然冷缩而脆裂。在过热烧红的情况下,遇水突然冷缩而脆裂。(4)锅炉的安全附件,特别是安全阀,必须经常保持灵敏、准确、可靠。多数小锅炉爆锅炉的安全
18、附件,特别是安全阀,必须经常保持灵敏、准确、可靠。多数小锅炉爆炸事故都有一个共同的重要原因,就是没有装置安全阀或安全阀失灵而造成超压。如安炸事故都有一个共同的重要原因,就是没有装置安全阀或安全阀失灵而造成超压。如安全阀正常,控制在较低的压力下运行,爆炸事故是完全可以避免的。全阀正常,控制在较低的压力下运行,爆炸事故是完全可以避免的。(5)应注意易被忽视的薄弱环节。有很多爆炸事故发生在炊事、洗澡、采暖、热饭用应注意易被忽视的薄弱环节。有很多爆炸事故发生在炊事、洗澡、采暖、热饭用的锅炉,甚至热水锅炉和茶水炉也多有发生。这些锅炉体积小,压力低,又多在生活部的锅炉,甚至热水锅炉和茶水炉也多有发生。这些
19、锅炉体积小,压力低,又多在生活部门,往往不被注意和重视,很易成为锅炉安全管理的薄弱环节和漏洞,所以,应特别注门,往往不被注意和重视,很易成为锅炉安全管理的薄弱环节和漏洞,所以,应特别注意。意。第28页,此课件共79页哦3.2缺水事故缺水事故锅炉缺水事故是锅炉最常见的事故。严重缺水事故所造成的危害往往是很大的。锅炉缺水事故是锅炉最常见的事故。严重缺水事故所造成的危害往往是很大的。轻者引起大面积受热面过热变形,胀口渗漏,炉膛顶墙、隔墙塌落损坏,过轻者引起大面积受热面过热变形,胀口渗漏,炉膛顶墙、隔墙塌落损坏,过热蒸汽温度过高损坏汽机等;重者引起爆管,胀管脱落,大量汽水、火焰喷热蒸汽温度过高损坏汽机
20、等;重者引起爆管,胀管脱落,大量汽水、火焰喷出伤人;最严重的是处理不当而可能造成爆炸事故。严重缺水事故常使锅炉出伤人;最严重的是处理不当而可能造成爆炸事故。严重缺水事故常使锅炉受以极大的损坏,过热变形严重的很难再修得;过热变形稍轻的,从修复到受以极大的损坏,过热变形严重的很难再修得;过热变形稍轻的,从修复到正常使用往往要很长时间,使用单位常因此而停工停产。正常使用往往要很长时间,使用单位常因此而停工停产。第29页,此课件共79页哦3.2.1缺水事故的现象缺水事故的现象(1)水位表玻璃板(管)上呈白色;或将铅笔棒形物或斜线板放在水位水位表玻璃板(管)上呈白色;或将铅笔棒形物或斜线板放在水位表后面
21、,透过水位表观察,如看不到折线,而是连续的棒形物或斜线时,则表后面,透过水位表观察,如看不到折线,而是连续的棒形物或斜线时,则说明水位表内已没有水了;说明水位表内已没有水了;(2)水位表静止不轻微波动,这种假水位现象,司炉人员未及时发现;水位表静止不轻微波动,这种假水位现象,司炉人员未及时发现;(3)高低警报器和其它低水位报警信号装置发出低水位警报或信号高低警报器和其它低水位报警信号装置发出低水位警报或信号(4)蒸汽流量大于给水量;蒸汽流量大于给水量;第30页,此课件共79页哦(5)过热器蒸汽温度急剧上升;过热器蒸汽温度急剧上升;(6)锅炉房内嗅到烧焦味;锅炉房内嗅到烧焦味;(7)炉膛顶墙塌陷
22、;炉膛顶墙塌陷;(8)锅筒、炉膛、炉管等受热面过热变形;锅筒、炉膛、炉管等受热面过热变形;(9)上水时,听到省煤器有异样冲击或省煤器附近烟道突然漏水;上水时,听到省煤器有异样冲击或省煤器附近烟道突然漏水;(10)烟囱冒白色水汽烟;烟囱冒白色水汽烟;(11)发现爆管、胀口脱管。发现爆管、胀口脱管。第31页,此课件共79页哦发生缺水事故时并非上述现象全都出现,一般情况下,发生缺水事故时并非上述现象全都出现,一般情况下,只有前三种现象,而无后几种现象,则可能是轻微缺水,只有前三种现象,而无后几种现象,则可能是轻微缺水,但不排除严重除水的可能性;如在前三种现象出现的同但不排除严重除水的可能性;如在前三
23、种现象出现的同时,又出现后面几种现象时,一般即认为是严重缺水事时,又出现后面几种现象时,一般即认为是严重缺水事故故第32页,此课件共79页哦3.2.2缺水事故的判断和处理缺水事故的判断和处理缺水事故有两种,一种是轻微缺水,即水位表虽看不到水位但锅筒内水位尚缺水事故有两种,一种是轻微缺水,即水位表虽看不到水位但锅筒内水位尚未降到水连管以下,这时水位表中出现的是一种虚假水位。这可用关闭水位未降到水连管以下,这时水位表中出现的是一种虚假水位。这可用关闭水位表汽旋塞的办法,使水位表内蒸汽冷凝,形成真空负压而将尚未降到水连管表汽旋塞的办法,使水位表内蒸汽冷凝,形成真空负压而将尚未降到水连管以下的水吸引入
24、水位表内。这种方法通称以下的水吸引入水位表内。这种方法通称“叫水叫水”。如叫水操作后,仍不见。如叫水操作后,仍不见水位,说明水位至少已低于水连管以下了,很可能更严重,这时,就是发生水位,说明水位至少已低于水连管以下了,很可能更严重,这时,就是发生严重缺水事故了。严重缺水事故了。第33页,此课件共79页哦如确认是轻微缺水事故,由于受热面尚未如确认是轻微缺水事故,由于受热面尚未“干烧干烧”,则,则完全可以进水到正常水位。如果原因不清,经上水仍不完全可以进水到正常水位。如果原因不清,经上水仍不见水位时,或给水设备有故障时,则应立即停炉。如判见水位时,或给水设备有故障时,则应立即停炉。如判断是严重缺水
25、,则应立即紧急停炉,并降负荷,关闭给断是严重缺水,则应立即紧急停炉,并降负荷,关闭给水阀门。水阀门。第34页,此课件共79页哦处理缺水事故最重要的问题是,在未断定是轻微缺水以前和已确认是严重缺水以处理缺水事故最重要的问题是,在未断定是轻微缺水以前和已确认是严重缺水以后,严禁向锅内进水。后,严禁向锅内进水。发生严重缺水而停炉后,待炉体逐渐冷却,再对炉膛和其它处受热面以及炉发生严重缺水而停炉后,待炉体逐渐冷却,再对炉膛和其它处受热面以及炉墙、钢架等进行详细检查,如由于处理及时,不是十分严重缺水而无大问题墙、钢架等进行详细检查,如由于处理及时,不是十分严重缺水而无大问题时(如仅仅管子轻微变形),应查
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