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盘管式蒸汽发生器安全性相关分析

时间:2020-09-13 12:21:57 来源:

  只要有人类活动有工业生产,作为动力机械和生产工艺用蒸汽的锅炉在各行各业发挥着重要的作用。而“锅炉”顾名思义有锅有炉而称为锅炉,常规蒸汽锅炉由锅(盛水容器)和炉(燃烧部分)二部分组成;锅内有几百到几千公斤水,火焰燃烧后通过炉膛和烟管将水加热到100℃以上,产生高温高压蒸汽。

  一百多年来锅炉一直作为传统通用设备而广泛应用在各种工业领域。

  

 

  现状:常规蒸汽锅炉就象是一个“高压锅”,燃烧机在炉膛内燃烧,通过烟管加热锅炉里的水,直接将水加热成为需要使用的蒸汽。

  锅炉在我国是纳入特种设备严格监管;但锅炉爆炸的事情仍时有发生,爆炸对周围建筑、人员等损伤极大。

  根据国家质监总局公布的消息,2013年共发生特种设备事故296起,死亡310人,受伤247人,直接经济损失6681万元。也就是说,平均几乎每天都有特种设备安全事故发生,每起事故涉及的伤亡人员有1.9人次,人员的死亡率达到了56%!这些沉痛的数据在时刻警醒着我们,锅炉是有很大的安全隐患!

  锅炉爆炸的原因:

  一、锅炉本体损伤爆炸。

  1、锅炉内缺水使锅筒或炉管过热强度降低,突然破裂,炉内的蒸汽或水迅速喷出形成爆炸。

  2、补水过程出问题,锅炉内缺水,锅筒或炉管过热以至于烧红,这时突然补水,形成大量蒸汽,使锅筒或炉管强度降低而破裂,炉内的蒸汽或水迅速喷出形成爆炸。

  3、炉管内水垢增厚,炉管过热强度降低,炉管破裂,炉内的蒸汽或水迅速喷出形成爆炸。

  4、锅炉质量有缺陷,锅筒或炉管强度低于规定值破裂,形成爆炸。

  以上所有爆炸的核心要素是锅炉内有大量的炉水,锅炉破裂,炉水迅速膨胀形成爆炸冲击波。据测算,1.0MPa运行的蒸汽锅炉一旦爆炸,每100kg炉水产生的能量与1kg TNT炸药爆炸当量相同,一般锅炉内均有数千kg炉水,爆炸产生的能量巨大。

  常规蒸汽锅炉水容量大,一旦发生爆炸,将产生巨大的危害,锅炉就像摆放身边的一颗“定时炸弹”,将产生巨大的危险

  而盘管直流式蒸汽发生器内部由单根无缝钢管盘绕而成,水通过泵在管子里强制循环。在水循环的过程中,燃烧的火焰产生的热量把水管中的水直接加热成为蒸汽从顶部排出。这种有炉无锅(没有大容量的锅筒、汽、水仓)的结构及工作原理使得蒸汽发生器内只需要极少的水容量,一般炉水<30L,从原理上杜绝了爆炸危害的产生。最多会因为安全保护全部失效造成盘管烧裂。

  

 

  二、燃料积聚在炉膛爆炸

  锅炉典型的结构形式是卧式三回城燃烧结构,能保证燃烧及换热均匀。但一旦控制失灵,也容易将燃料积聚在炉膛中,一旦点火,形成爆燃。爆燃的威力往往比本体爆炸要小很多,但轻则损坏烟囱,重则损坏锅炉。

  

 

  而盘管直流蒸汽发生器采用立式单回程燃烧结构,火焰从底部往上烧,烟气到达顶部后排出,由于烟囱具有拔风功能,即使控制失灵,燃料也会通过烟囱的抽力自动排出锅炉,从而不会有爆燃发生。

  所以, 盘管直流蒸汽发生器的安全性是由其物理原理决定的(而不是靠电子安全保护)。我们不能保证锅炉100%不爆炸,重要的是要做到即使锅炉爆炸,也产生不了危害。这才是真正意义上的“锅炉安全”。自盘管式蒸汽发生器诞生以来,在全球已使用数十年,从未有爆炸危害事故。更加说明了该产品的安全性!

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