锅炉课程设计

摘要】 通过对顺枫公寓锅炉房进行实地考察、分析，运用锅炉压力容器危险性评价的知识与原理对其安全以及运行状况进行评价分析，预防锅炉事故的发生，减小其因其爆炸而造所的伤害和损失，在其布局、操作、维护以及日常的检查中注意相关问题，并应采取相应的防范措施。

关键词】锅炉 危险评价 防范措施

【Abstract】Shun Feng apartment through the boiler room of site visits,

analysis and use of boilers and pressure vessels of knowledge and risk assessment principles and the operational status of its evaluation of the safety analysis. To prevent the occurrence of the boiler, reducing the damage caused by explosions and loss making and in its layout, operation, maintenance and daily inspection related problems in attention, and should take appropriate precautions.

【keywords】 Boiler Danger appraises Countermeasures

1.前言

锅炉、压力容器广泛应用于电力、机械、化工、轻工、交通运输等部门

及日常生活中。且随着社会经济的发展对锅炉、压力容器的需求数量也日益增加。锅炉带来的事故也越来越多，锅炉运行中因锅炉受压部件、附件或附属设备损坏，造成人身伤亡，被迫停炉修理或减少供汽、供热量的现象叫锅炉事故。 锅炉事故有爆炸事故、满水事故、缺水事故、汽水共腾事故、水位计破裂事故、炉管爆破事故、炉膛爆炸事故、烟道爆炸事故、二次燃烧事故、炉鸣、炉颤事故、炉墙损坏或倒塌事故等。这些事故对社会带来了安全隐患，对工作带来了伤亡，对财产带来了损失。因此，对其进行危险性分析与评价，在预防爆炸，减少损失和伤

亡方面有这重大的意义。我校公寓锅炉处于公寓西南角，与学生公寓紧靠，每天三餐时间人员来往密集，锅炉一旦发生爆炸，伤亡和损失都是巨大的。因此对锅炉的运行情况、方位布置、操作、维护以及维修和日常检查等进行相应的安全评价。通过实地考察和询问锅炉操作人员，对我公寓锅炉进行系统的危险性分析，对其爆炸半径、财产损失、人员伤亡等问题进行统计与预测，从而提出整改或预防措施，防患于未然。

2.我公寓锅炉房的基本情况

我公寓有两台锅炉，一台为广西挺佳生产的D级节能燃煤锅炉于2006年7月购买，其额定蒸气压力为0.09MPa，给水温度为118C，额定饱和蒸汽温度为

193C，额定蒸发量为1.0th，型号为LHG1.0-0.09-AIIIY，总重量为14吨，另

一台锅炉也为广西挺佳生产的D级传统燃煤锅炉于2006年2月购买其额定蒸气压力为0.09MPa，给水温度为118C，额定饱和蒸汽温度为193C，额定蒸发量为0.5th，型号为LHG0.5-0.09-AIIIY，总重量为13吨。两台锅炉均由当年投入使用，已安全运行3年。两台锅炉主要为洗澡堂供应热水洗澡，并向B区食堂提供高温蒸汽进行煮饭、杀菌等。锅炉房的位置及周边建筑物详情见附图—顺枫公寓锅炉危险伤害平面图。

3．爆炸损失计算

锅炉爆炸的伤害区域计算

锅炉为圆筒直立锅炉，其直径约为1.6米，高为2.8米，在正常情况下，锅压时的压力为0.3Mpa。

3.1 体积

锅炉的体积V（单位m3）：

vr2h3.14(0.8)22.8

15.63

饱和蒸汽所占的比例为4，所以饱和蒸汽的体积为（单位m3）：

31 v 1   5 . 63  1 . 4075

4

饱和水所占的体积为4，所以饱和水的体积为（单位m3）：

3v25.634.22343.2 饱和蒸汽的爆破能量

饱和蒸汽的爆破能量计算公式：

ESCSV （公式一）

式中 ES——饱和蒸汽的爆破能量，KJ；

V——水蒸气的体积，m3；

KJ/m。Cs——干饱和水蒸汽爆破能量系数，其值为4.3710KJ/m3。

32根据公式一计算出饱和蒸汽的爆破能量为：

ESCSV4.371021.4075

615.078

3.3 饱和水的爆破能量计算

根据饱和水爆破能量计算公式：

EWCWV (公式二)

式中 EW——饱和水容器的爆破能量，KJ;

V——容器内饱和水所占的容积，m；

CW3

——饱和水爆破能量系数，KJ/m,其值为2.375104KJ/m3。

3

根据公式二计算出饱和水的爆破能量为：

EWCWV2.3751044.223

100296.25

3.4 总爆破能量

锅炉爆炸总的爆破能量(E单位KJ)为：

EESEW615.078100296.25

100911.328

3.5 TNT当量值

根据公式三将爆破能量换做TNT当量（TNT爆破能量取4500 KJ/Kg得：

qEqTNTE4500100911.328450022.423按公式四求出爆炸的模拟比，即

q10000.1q13130.122.423

130.4735

3.6 伤亡——破坏半径计算

表1：1000KgTNT爆炸时冲击波超压 距离R0/m 5 2.94 16 0.235 6 2.06 18 0.17 7 1.67 20 0.126 8 1.27 25 0.092 9 0.95 30 0.057 10 0.76 35 0.043 12 0.50 40 0.033 14 0.33 45 0.027 超压P0/Mp 距离R0/m 超压P0/Mpa 距离R0/m 超压P0/Mpa 50 0.0235 55 0.0205 60 0.018 65 0.016 70 0.0143 75 0.013

超压P0/Mpa 0.02~0.03 0.03~0.05

表3 冲击波超压对建筑的破坏作用

超压P0/Mpa 0.005~0.006 0.006~0.015 0.015~0.02 0.02~0.03 0.04~0.05 破坏作用 门窗玻璃部分破碎 受压面的门窗玻璃大部分破碎 窗框损坏 墙裂缝 墙大裂缝，屋瓦掉下 表2 超压冲击波对人体的伤害作用 伤害作用 超压P0/Mpa 轻微损伤 损伤听觉或骨骼 0.05~0.10 0.10 伤害作用 内脏损伤或死亡 大部分人员死亡 0.06~0.07 0.07~0.10 0.10~0.20 0.20~0.30

木建筑厂房房柱折断，房架松动 砖墙倒塌 防震钢筋混凝土破坏，小房屋倒塌 大型钢架结构破坏 根据R0处的超压P0在表3中找出在1000kgTNT爆炸实验中的相当距离R0为（中间值用插入法求）。

3.6.1 轻伤半径

当超压0.02Mpa时，造成轻伤，其模拟距离R0=56m，所以根据公式五计算锅炉爆炸时，

R0R （公式五）

其中：R0——目标与爆炸中心距离，m

R——目标与基准爆炸中心的相当距离，m

轻伤半径R1(单位为m)：

R1  56    56  0 . 4735

 26 .516

3.6.2 重伤半径

当超压0.04Mpa时，造成重伤，其模拟距离R0=36.5m，根据公式五计算锅炉爆炸时的重伤半径R2(单位为m)：

R236.536.50.4735

17.283

3.6.3 死亡半径

当超压0.1Mpa时，造成死亡，其模拟距离R0=23.8m，根据公式五计算锅炉的死亡半径R3(单位为m)：

R323.823.80.4735

11.2693

3.6.4 财产损失半径

当超压0.005Mp时，会造成财产损失，其模拟距离R0=85m，根据公式五计算锅炉的财产损失半径R4(单位为m)：

R485850.4735

40.2475

3.7 伤害——破坏程度计算

伤亡区人员密度，根据现场调查和若干工作日日的数据统计得出下表：

事故死亡 表4：锅炉爆炸事故后果 重伤 轻伤 半径/m 12.376 范围人员 财产破坏 半径/m 18.785 范围人员 类型 半径/m 波及范围半径/m 波及范围暴露人员 暴露人员 超压爆炸

5.26 8.067 4.安全评价与改进措施

4.1评价

建筑位置不合理与食堂相邻和维修点及学生公寓澡堂等距离未达到伤亡范围以外，锅炉房条件简陋，锅炉运作时经常没有人员看守；锅炉房没有消防器械，没有安全报警装置，地面积水很多，说明锅炉存在漏水问题。可得出设备没有进行及时的隐患排除，如遇雨天锅炉房的大门紧闭侧门紧挨锅炉设置，如遇事故人员不利于逃生，食堂学生就餐桌椅摆放在锅炉爆炸死亡范围以内，下楼楼梯与锅炉仅一窗之隔。这种情况很容易造成大面积的人员死亡，

清洁工工作地点也在锅炉爆炸的重伤范围以内，很容易造成人员重伤。

4.2改进措施

1. 将锅炉移至人员密集区域爆炸轻伤范围以外，并于人员密集区域用防爆墙阻

隔。

2. 加强司炉工的职责教育问题，做到只要锅炉运行就时刻有人监测，锅炉工人

持证上岗

3. 将学生就餐座椅移至爆炸轻伤范围以外，以免发生大面积学生伤亡事件。 4. 在锅炉房周围包括食堂内部设置醒目的警示标语和符号，预防人员好奇前去

锅炉房。

5. 锅炉远离学生公寓区域，以免群死群伤。

6. 及时排查隐患坚决杜绝“跑、冒、滴、漏”，定期进行停炉检修和维护。 7. 及时清理锅炉内部煤渣和外部结垢，以免隐患未及时发现。 8. 设置锅炉异常报警装置，使人员第一时间解决问题或撤离。 9. 加强交管理，杜绝无人看守的危险情况发生。 10. 加装消防装置，提高锅炉房安全等级。

11.加强安全管理

5.结束语

通过此次对我公寓锅炉压力容器的测量以及分析，使我更一步地了解了锅炉压力容器的工作程序，同时也加强了我的实际动手能力，让我对锅炉的认识更加全面，与此同时我更看到了我的许多不足之处，感谢张佐钊老师的指导。由于时间仓促，设计中不有很多不足之处，望老师给予指导和帮助，谢谢！

参考文献

《工程建设标准强制性条文》，2006 《中国锅炉压力容器安全》，1994

《工业锅炉安全运行》，上海科学技术出版社，1990

《锅炉压力容器安全》，首都经济贸易大学出版社，2000 《锅炉房安全管理规则》，1988