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锅炉爆炸能产生多大的破坏力

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锅炉爆炸能产生多大的破坏力

发布日期:2018-11-24 作者: 点击:

首先,我们了解一下锅炉爆炸时,锅水和饱和蒸汽能膨胀多少倍。

汽包是锅炉中直径最大的承压部件。由于汽包的材质不合格,结构不合理,焊接和热处理不良或运行管理不当等原因,使某部分强度不足产生破裂时,内部工质与大气相通,引起工质剧烈沸腾,坡口进一步扩大,从而产生爆炸。


锅炉爆炸后,锅水和饱和蒸汽的状态如何?是否能边长一个大气压的蒸汽?锅水和饱和蒸汽将膨胀多少倍?由于爆炸时在瞬间完成的,工质来不及进行热交换,因而可以看成是一个绝热过程。虽然在一个大气压下,饱和蒸汽的比体积是饱和温度锅水的1700倍,但理论计算表明,汽包爆炸后,锅水的体积膨胀远低于1700倍。饱和蒸汽膨胀的倍数也小于汽包压力与大气压力之比。当然汽包压力高,汽包爆炸后,锅水和饱和蒸汽膨胀的倍数也大,见下表。

锅水与饱和蒸汽爆炸后膨胀的倍数

绝对压力p(Mpa)

0.9

4.5

8.5

11.0

16.0

20.0

22.56

膨胀倍数

锅水

201

345

391

406

408

384

283

饱和汽

6.9

30.0

53.7

74.2

117

171

283

锅炉爆炸主要是指汽包爆炸。锅炉爆炸时,汽包内介质释放出的能量,及产生的破坏力,主要有锅水和饱和蒸汽绝热膨胀能构成。由于汽包爆炸是在瞬间内完成的,介质来不及进行热量交换,因此,汽包爆炸后锅水和饱和蒸汽可释放出的最大能量,等于锅水和饱和蒸汽爆炸前后的内能之差。在各种压力下,单位体积的饱和水和饱和蒸汽爆炸能量如表1和图1所示。

表1 单位体积的爆炸能量 ( kJ/m3)

绝对压力p

(Mpa)

饱和水

饱和汽

0.9

2.73x107

0.17x107

4.5

9.89x107

1.41x107

8

13.9x107

2.9x107

11

16.5x107

4.40x107

16

19.2x107

7.39x107

20

19.9x107

10.8x107

21

19.9x107

12.0x107

22

19.3x107

13.7x107

22.56

16.8x107

16.8x107

blob.png

图1 单位容积的爆炸能量


从表中可以看出,爆炸能量随着压力的升高而增大。按单位容积计算,饱和水的爆炸能量比饱和蒸汽大,但是随着压力的升高,两者的差别减少,当压力为临界压力时,两者已没有差别。如果汽包的汽水容积各位10m3,当压力为0.9Mpa时,爆炸能最高达3x108kJ,而当压力为11Mpa时,爆炸能力可高达2.1x109kJ。TNT炸药的爆炸能量为8.5x105kJ/kg。这样,汽包汽水容积各为10m3的锅炉爆炸时,其破坏能力,对于压力为0.9Mpa的锅炉与350kgTNT炸药相当,对于压力为11Mpa的锅炉与2.47tTNT炸药相当。


由此可见,锅炉发生爆炸时,其破坏威力是非常大的,产生的后果是灾难性的。因此,从锅炉设计、制造、安装到使用,都要绝对保证汽包不发生爆炸事故。


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