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            鍋爐爆炸能產生多大的破壞力

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            鍋爐爆炸能產生多大的破壞力

            發布日期:2018-11-24 作者: 點擊:

            首先,我們了解一下鍋爐爆炸時,鍋水和飽和蒸汽能膨脹多少倍。

            汽包是鍋爐中直徑最大的承壓部件。由于汽包的材質不合格,結構不合理,焊接和熱處理不良或運行管理不當等原因,使某部分強度不足產生破裂時,內部工質與大氣相通,引起工質劇烈沸騰,坡口進一步擴大,從而產生爆炸。


            鍋爐爆炸后,鍋水和飽和蒸汽的狀態如何?是否能邊長一個大氣壓的蒸汽?鍋水和飽和蒸汽將膨脹多少倍?由于爆炸時在瞬間完成的,工質來不及進行熱交換,因而可以看成是一個絕熱過程。雖然在一個大氣壓下,飽和蒸汽的比體積是飽和溫度鍋水的1700倍,但理論計算表明,汽包爆炸后,鍋水的體積膨脹遠低于1700倍。飽和蒸汽膨脹的倍數也小于汽包壓力與大氣壓力之比。當然汽包壓力高,汽包爆炸后,鍋水和飽和蒸汽膨脹的倍數也大,見下表。

            鍋水與飽和蒸汽爆炸后膨脹的倍數

            絕對壓力p(Mpa)

            0.9

            4.5

            8.5

            11.0

            16.0

            20.0

            22.56

            膨脹倍數

            鍋水

            201

            345

            391

            406

            408

            384

            283

            飽和汽

            6.9

            30.0

            53.7

            74.2

            117

            171

            283

            鍋爐爆炸主要是指汽包爆炸。鍋爐爆炸時,汽包內介質釋放出的能量,及產生的破壞力,主要有鍋水和飽和蒸汽絕熱膨脹能構成。由于汽包爆炸是在瞬間內完成的,介質來不及進行熱量交換,因此,汽包爆炸后鍋水和飽和蒸汽可釋放出的最大能量,等于鍋水和飽和蒸汽爆炸前后的內能之差。在各種壓力下,單位體積的飽和水和飽和蒸汽爆炸能量如表1和圖1所示。

            表1 單位體積的爆炸能量 ( kJ/m3)

            絕對壓力p

            (Mpa)

            飽和水

            飽和汽

            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

            圖1 單位容積的爆炸能量


            從表中可以看出,爆炸能量隨著壓力的升高而增大。按單位容積計算,飽和水的爆炸能量比飽和蒸汽大,但是隨著壓力的升高,兩者的差別減少,當壓力為臨界壓力時,兩者已沒有差別。如果汽包的汽水容積各位10m3,當壓力為0.9Mpa時,爆炸能最高達3x108kJ,而當壓力為11Mpa時,爆炸能力可高達2.1x109kJ。TNT炸藥的爆炸能量為8.5x105kJ/kg。這樣,汽包汽水容積各為10m3的鍋爐爆炸時,其破壞能力,對于壓力為0.9Mpa的鍋爐與350kgTNT炸藥相當,對于壓力為11Mpa的鍋爐與2.47tTNT炸藥相當。


            由此可見,鍋爐發生爆炸時,其破壞威力是非常大的,產生的后果是災難性的。因此,從鍋爐設計、制造、安裝到使用,都要絕對保證汽包不發生爆炸事故。


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