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锅炉、与压力容器安全对策(六) - 特种设备

来源:转载2023/2/8 17:34:23

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  • 职业病网介绍-锅炉、与压力容器安全对策(六) - 特种设备 ,来自安全措施。

    续前    

    (81)易熔塞(Fusible plug)
          易熔塞是一种熔化型的安全泄压装置。它是一个钢制的短管状塞子,中间灌注有易熔合金,用塞子外面的螺纹与容器的管接头联接。当容器意外受热,温度升高时,易熔合金即被熔化,器内气体即从塞子中原来填充有易熔合金的孔中排出。这种安全泄压装置只适用于防止器内气体由于温度升高而造成超压。如果容器内由于其它原因超压,但温度并不升高,则此安全泄压装置是无效的。因为易熔合金只有在温度升高到一定温度下才会熔化,器内压力才能泄放。易熔合金的强度很低,所以这种装置的泄放面积不能太大。由于这些原因,易熔塞只能装设在压力升高仅仅是由于温度升高而无其它可能,安全泄放量又很小的压力容器上。一般只用于液化气体气瓶。
          (82)锅炉与压力容器用压力表(Pressure gauge for boilers and pressure vesse—ls)
          压力表是用以检测流体压力强度的测量仪表。在锅炉与压力容器中,压力表也可算是一种安全装置。因为压力是与锅炉压力容器安全密切相关的参数,操作人员必须依靠压力表来监测的控制压力。每台锅炉必须装有与锅筒蒸气空间直接相通的压力表;在给水管的调节阀前,可分式省煤器出口、过热器出口和主汽阀间、再热器进出口等处都应该装压力表;凡是器内压力有可能升高的压力容器也必须设压力表。锅炉与压力容器用的压力表,绝大多数是弹簧管式压力表,因为它结构简单、使用方便而又准确可靠。只有一些工作介质对压力表的弹簧管材料有腐蚀作用的容器,才会选用波纹平膜式(膜盒式)压力表。装在锅炉压力容器上的压力表,其最大量程(表度的刻度极限值)应与工作压力相适应,通常为设备工作压力的1.5~3倍,最好为2倍。压力表的精度应符合要求:工作压力小于2..5MP的锅炉与低压容器,压力表精度不得低于2.5级;工作压力大于或等于2.5MP的锅炉与中、高压容器,压力表精度不得低于1.5级;工作压力大于14MP和超高压容器,压力表精度应为1级。压力表的表盘直径不应小于100mm,以保证操作人员能准确地看清压力值。
          (83)锅炉水位表(Water level gauge for boilers)
          水位表是用来显示锅筒或锅壳内水位高低的仪表。它是按照连通器内液柱高度相等的原理装设的。水位表的水连管和汽连管分别与锅筒的水空间与汽空间相连接,水位表和锅筒构成连通器,所以水位表显示的水位就是锅筒内的水位。锅炉常用的水位表有玻璃管式和玻璃板式两种。玻璃管式水位表不宜用于工作压力超过1.6MPa的锅炉。每台锅炉至少应装设两个彼此独立的水位表(蒸发量≤0.2t/h的,可装一个)。水位表应装在便于观察和便于冲洗的地方,并要有足够的照明。水连管和汽连管应水平布置,以防形成假水位。水、汽连接管上应避免装设阀门;如装有阀门则必须在正常运行时保持全开状态。水位表上应有指示最高、最低安全水位的明显标志。水位表玻璃管(板)的最低可见边缘应比最低安全水位低25mm;最高可见边缘应比最高安全水位高25mm。
          (84)锅炉与压力容器定期检验(Periodic examination for boilers and pressurevessels)
          锅炉与压力容器的定期检验是指在它们的使用过程中,每间隔一定的期限即采用各种适当而有效的方法或手段对其承压部件及安全装置进行检查、检验或试验。借以早期发现锅炉与压力容器上存在的缺陷,使它们在还没有危及设备安全之前即被发现和消除,或采取适当措施进行特殊监护,以防止锅炉压力容器在运行中发生事故。定期检验包括外部件检查、内外部件检查和耐压试验。外部检查在设备运行中进行,检查内容主要是承压部件有无腐蚀、鼓包等外部缺陷;各连接处有无泄漏或渗漏迹象;防腐层、保温是否完好无损;装设的安全装置是否符合要求;操作压力温度是否在规定范围内;设备的辅机、连接管道等是否处于正常状态等。压力容器的外部检查每年应不少于一次。内外部检查除包括外部检查外,重点是检验设备的内部缺陷,包括各承压部件的腐蚀、变形、裂纹等的检查。锅炉的内外部检查一般应每年进行一次,设备状况和管理情况较好的,经有关部门同意,可以两年进行一次;压力容器内外部检查的间隔期限则根据容器的操作条件及设备状况而定,安全状况不好的,每隔三年至少一次;安全状况好的内外部检查每六年也至少进行一次。检查的全部项目和耐压试验,以及对有严重缺陷怀疑的部件进行无损探伤。锅炉的耐压试验每六年至少进行一次。压力容器的耐压试验每十年至少进行一次。
          (85)耐压试验(Proof pressure test)
          耐压试验是为了验证锅炉压力容器的静力强度和致密性,用水或其它适宜的流体作为加压介质来进行超工作压力试验。锅炉压力容器的耐压试验不但是检验产品的主要手段,也是定期检验的重要内容。定期地对锅炉压力容器进行超工作压力的耐压试验,可以防止存在严重缺陷的设备继续投入使用,而且在某种意义上说,还可以改善器壁存在缺陷处的受力状况,包括钝化裂纹尖端,降低它附近的局部应力;使缺陷周围的局部塑性区产生残余压缩应力,有利于在正常工作压力下的应力分布等。锅炉压力容器应用水进行耐压试验,试验装水时,应把内部的气体排除干净;试验时,周围环境温度不宜低于5℃;加压时要保证内部的压力平稳而缓慢地上升,在压力超过工作压力以后,试验人员不要过于靠近容器;设备应在试验压力下持续5min,然后降到工作压力,进行检查,重点检查各连接焊缝、铆缝、金属壁以及各连接处(包括胀接)有无泄漏,容器有无局部的或整体的塑性变形等。经检查后,应尽快把锅炉或容器内的水排净,亲应让其自然通风晾干。经耐压试验的锅炉与压力容器,应根据试验情况进行试验结果评定。对锅炉及中、低压容器,如果承压部件各焊缝及金属壁在试验压力下没有泄漏或渗漏(无水珠和水雾),铆缝、胀口及附近密封处在降到工作压力下不漏水,试验后承压壳件没有肉眼可见的残余变形,则认为耐压试验合格。高压容器(包手气瓶)常在耐压试验时进行器壁残余变形或容积残余变形测定;如果高压容器在耐压试验时器壁残余变形超过0.03%,或高压气瓶的容积残余变形率超过10%,则为耐压试验不合格。
          (86)水压试验压力(Hydraulic test pressure)
          锅炉压力容器的耐压试验主要是验证它是否具有承受工作压力所需的强度,而且还应有一定的安全裕度。因此试验压力必须高于它的工作压力。关于耐压试验的压力与设计压力之比值,各国的规定不完全相同。我国有关标准对锅炉压力容器水压试验压力规定综合值如表10-5。
          

    名称

    设计压力p

    水压试验压力pT

    锅炉总体

    <0.6

    0.6≤P≤1.2

     >1.2

    1.5P,但不小于0.6

       P+0.3

       1.25P

    固定式容器(常温)

             (高温)

    任    意

    任    意

    1.25P,但不小于P+0.1

    1.25P〔σ〕/〔σ〕t,但不大于2.25P

    气瓶

    任    意

    1.5P


          注:表中高温容器指壁温≥200℃的容器;〔σ〕、〔σ〕t分别为容器材料在常温与在工作温度下的许用应力。
          (87)容积变形试验(Volumetric expansion test)
          容积变形试验是在气瓶或其它小型高压容器进行水压试验时测定它的容积膨胀量,借以验证壳体强度的安全裕量。这种试验必须在专门的装置下进行,有内测法和外测法两种试验方法。气瓶在水压试验压力下的容积膨胀量称为容积全变形。气瓶在试验压力泄放后的容积如果不能恢复原状,则其增大量称为容积残余变形。容积全变形与容积残余变形之差即为容积弹性变形。容积残余变形对容积全变形之百分比称为容积残余变形率。气瓶的容积弹性变形与容积残余变形率间接地反映了气瓶在水压试验压力下的应力水平与强度裕度。因为在材料性能、气瓶直径等一定的情况下,容积弹性变形就是应力的函数,由此可以确定气瓶的实际平均壁厚。而从容积残余变形率则可以了解气瓶的水压试验压力是否已经接近或超过了气瓶的整体屈服压力。在现阶段,各国多以容积残余变形率作为气瓶耐压试验的评定指标。容积残余变形率超过10%的,评定为试验(强度)不合格。
          (88)内测法容积变形试验与外测法容积变形试验(Direct expansion test and water jacket method test)
          内测法和外测法是测定气瓶(或其它小型高压容器)容积变形的两种方法。
          1. 内测法。先测量瓶内在试验压力下所进入的水量与它在卸压后由瓶内所排出的水量,然后用所测数据来计算气瓶的容积全变形(进水量减去水的压缩量)和容积残余变形(进水量管中水排出后所差的容积)。
          2. 外测法。是在气瓶外部测量它的体积变形。方法是将试验气瓶放入一个密闭的水套中,根据气瓶在水压试验压力时和泄压后水套所排出的水量来确定它的容积全变形与容积残余变形。
          两种方法比较,外测法观测简便,可以直接从量管中读出气瓶的容积全变形,不象内测法那样需要经过复杂的计算。更主要的是,它不受瓶内及管路中窝存气体的影响,因此误差小、数据比较精确。但外测法装置比较复杂,试验的劳动强度也大一些。因此这种方法虽然提倡了几十年,但目前除少数一些检验单位采用外,大部分单位仍沿用内测法。
          (89)气密性试验(Leakage test)
          气密性试验主要是用以检验锅炉压力容器各联接部位,包括焊缝、铆缝、胀接缝和可拆联接处的密封性能,以保证设备投入使用后在工作压力下保持严密不漏。气密性试验应用空气、氮气或其它惰性气体作加压介质,为了保证气密性试验时的安全,必须在压力容器经过规定的耐压试验并证明合格以后方可进行气密性试验,试验温度最好不低于15℃。容器密性试验的试验压力应为设计压力的1.0~1.1倍。容器在试验压力下保压10min,然后降至设计压力,检验各联接部位有无泄漏。小型容器(例如气瓶)的气密性试验可以将容器浸入水中进行泄漏检查。各联接部位未发现有泄漏现象的,气密性试验合格。
          (90)无损探伤(Nondestructive inspection)
          无损探伤是指用不损伤构件的方法来探测发现构件的缺陷,包括表面缺陷与内部缺陷。无损探伤不但广泛应用于检验锅炉压力容器产品制造质量,特别是焊接质量,而且在构件的定期检验中,也经常根据需要,有目的地采用。用于工业设备的无损探伤方法很多,其中主要有射线探伤、超声波探伤、磁粉探伤、荧光探伤和着色探伤等。这些方法各具特点,例如射线探伤和超声波探伤可以探测工件内部的缺陷,主要用于 检验焊缝中有无气孔、夹渣、裂纹、未焊等缺陷。射线探伤设备能力的限制,可探测厚度有一定的范围(X射线的穿透厚度≤120mm,γ射线可穿透150mm)。超声波探伤有足够大的探伤厚度范围,但要求有较光洁的金属表面,而且对缺陷性质的判断直观性差,探伤的可靠性在很大程度上决定于操作人员的经验和技术水平。磁粉探伤、荧光探伤、着色探伤只能发现表面裂纹等缺陷,故只能用于表面探伤,其中以着色探伤的设备和方法最为简单方便,但探伤的灵敏度较低。
          (91)锅炉缺水(Lack of water)
          锅炉缺水是指锅炉水位低于最低水位表刻度线。这时在水位表内往往看不到水位,表内发白发亮。锅炉缺水时,低水位报警器动作并发出警报,过热蒸气温度升高,给水流量不正常地小于蒸汽流量。锅炉缺水是锅炉运行中最常见的一种事故。缺水严重会导致锅炉蒸发受热面管子过热变形甚至烧坏,胀接处渗漏甚至胀管脱落,管子爆破或锅炉爆炸。锅炉缺水的常见原因是(1)操作人员没严密监视水位及其它仪表;(2)水位表故障,出现假水位;(3)给水系统故障;(4)对流管束或水冷壁管子爆破漏水;(5)排污阀泄漏等。发现锅炉缺水时,禁止在未判定缺水程度或已判定严重缺水的情况下给锅炉上水。容水量较大的小型锅炉,可能通过“叫水”的方法来判断是轻微缺水还是严重缺水。经过“叫水”证实是轻微缺水时,可以立即向锅炉上水,使水位恢复正常。如果上水后水位仍不能恢复正常,则应立即停炉。严重缺水时,必须立即停炉。对于相对容水量小的锅炉以及最高水界在水连管以上的锅壳式锅炉,一旦发现缺水即应紧急停炉。
          (92)锅炉满水(Overflow)
          锅炉满水是指锅炉水位高于水位表最高安全刻度线。这时水位表内也往往看不到水位,但表内发暗。满水时,高水位警报器动作并发出警报;过热蒸气温度下降;给水流量不正常地大于蒸气流量。锅炉严重满水量,锅水会进入蒸气管道及过热器,造成水击及过热结垢。所以锅炉满水的主要危害是降低蒸气品质,损害甚至破坏过热器。锅炉满水的常见原因是操作人员没能严密监视水位及其它仪表;水位表故障造成假水位等。发现锅炉满水后,应冲洗水位表,检查水位表有无故障,确认满水后,应立即停止锅炉给水,并减弱燃烧,开启排污阀及流水阀,直到水位恢复正常后才关闭。若满水时还出现水击现象,则在恢复水位后,还应检查蒸气管道、附件、支架等,无异常时才恢复正常运行。
          (93)锅炉爆管(Boiler tube explosion)
          锅炉爆管是指锅炉在运行中蒸发受热面管子,包括水冷壁、对流管束及烟管的爆破。炉管爆破,水位随之降低,蒸气与给水压力下降,炉内有蒸气喷出的声响,给水流量明显地大于蒸气流量,炉膛火焰发暗或呈雾状,从炉门等处可能冒出蒸气或烟。造成炉管爆破的主要原因有:水垢积结过厚,管子过热而烧坏;水管被腐蚀或局部磨损,壁厚显著减薄;水循环不良,管内有汽水分层与汽塞现象,管子局部过热;管材存在缺陷,运行扩展;管内混入杂物(如钢球、木塞等),堵塞管子。锅炉发生爆管时,应立即停炉,熄灭炉膛的火焰,如果不是严重缺水,应加强给水,尽量维持水位。锅炉爆管往往不是单一原因造成的,而是由于上述的几方面因素共同影响而发生的,因此应从锅炉设计、制造、安装、运行、检验等各个环节入手,以防止锅炉爆管。
          (94)锅炉炉膛爆炸(Stove chamber explosion)
          炉膛爆炸是指锅炉炉膛内发生的可燃物瞬时爆燃现象。炉膛爆炸的原因是炉膛内存在可燃的气体、油雾、煤粉等,这些可燃物通常是在锅炉点火前加入的或点火未成功而留存下来的,也有可能是燃烧不好而残存在炉膛内的。可燃物与空气混合,遇到明火燃烧,或在高温处自燃,于是发生炉膛爆炸。锅炉炉膛爆炸虽然不象锅筒爆炸那样产生极大的破坏力,但也会造成严重后果。如损坏受热面、炉墙及构架,迫使锅炉停炉,有时也会造成人身伤亡。为了防止炉膛爆炸,锅炉点火前应用风机或自然通风的方法,清除炉膛及烟道中的可燃物;油、气、煤粉炉在点燃时应先送风,投入点燃火炬,最后才输送燃料;如一次点火失效,重新点燃前必须给炉膛烟道再次通风,以充分清除可燃物。
          (95)锅炉超压(Overpressure for boilers)
          锅炉超压是指锅炉蒸气压力超过它的额定工作压力。锅炉超压会带来严重后果,严重超压常导致锅炉爆炸,酿成重大灾害。特别是小型锅炉,超压往往是它发生爆炸最常见的原因。锅炉超压的主要原因是:操作人员擅离岗位或放弃监视;安全装置(安全阀、压力表)不齐全或失效;操作失误,出汽通道被关闭;为适应临时的生产需要,盲目提高锅炉工作压力;将不能承压的生活锅炉改成蒸气锅炉等。防止锅炉超压的措施是加强运行管理;严格按规定装设安全装置,并定期进行校验;发现锅炉压力接近或刚超过最高工作压力时即应采取减弱燃烧等降压措施,并注意检查发现造成压力过分升高的原因,如主汽阀是否被关闭,安全阀是否动作等。如采取措施后仍不能阻止压力继续升高,则应紧急停炉。
          (96)锅炉紧急停炉(Emergency stop for a boiker)
          紧急停炉是在锅炉运行过程中出现了严重故障,随时有可能发生锅炉爆炸等重大事故而采用的一种非常停炉方式。运行中的锅炉遇到下列情况之一者,应紧急停炉:(1)锅炉汽压超过最高许用压力,采取其它措施仍未能阻止汽压继续升高;(2)锅炉承压部件损坏,危及操作人员安全;(3)炉管爆破,不能保持正常水位;(4)锅炉严重缺水,水位已下降到规定的最低水位以下;(5)锅炉严重漏水,经反复冲洗水位计仍看不到水位;(6)给水设备全部损坏,锅炉无法上水;(7)水位表或安全阀全部损坏;(8)燃烧设备损坏、炉墙倒坍、钢架烧红,严重威胁锅炉安全运行。锅炉紧急停炉时,首先立即停止添加燃料、停止送风,减弱引风,并同时设法熄灭炉膛内的燃料;待炉火熄灭后,将炉门、灰门、烟道挡板等打开,加强通风冷却;再设法排出锅内蒸气,以降低汽压。锅炉紧急停炉的操作,会给锅炉元件带来一定的损害,例如快速降温,部件即会因温度的瞬变而产生较大的热应力。因此非在不得已的情况下,不应采取紧急停炉方式。
          (97)容器超压(Ovetpressure for vessels)
          容器超压是指器内压力超过容器的最高许用压力。过分的超压,会使承压部件因应力过高而产生塑性变形,降低材料的塑性,减少容器疲劳寿命。严重时会直接导致容器的破裂,发生爆炸事故。容器的超压,除了由于安全泄压装置失效而无法阻止压力增大这一间接原因外,还有以下几种原因:(1)因操作失误或零件损坏,使压力较高的气体进入许用压力较低的容器内;(2)器内产生的气体受阻塞而无法排出;(3)器内可燃物(如油污等),如遇适宜条件会发生燃烧反应;(4)反应容器因原料或设备等的原因而造成反应失控;(5)器内发生意外的化学爆炸或其它反应;(6)液化气体意外受热,使饱和蒸气压增大;(7)液化气体容器充装过量,发生“满液”膨胀等。发现容器超压,应迅速采取措施,降下器内压力。但有些超压是瞬间发生的,一般又来不及采取降压措施。最根本的办法是杜绝使容器压力升高的因素,同时装设灵敏可靠而又有足够排量的安全泄压装置。
          (98)容器紧急停止运行(Emergency stop for a vessel)
          容器的紧急停止运行是指容器在运行中突然发生故障,严重威胁安全,而必须采取的应急措施。包括立即泄放出容器内的气体或其它物料,使器内压力迅速下降,并停止向容器内输入气体或反应物料。对于系统性连续生产的压力容器,紧急停止运行时,必须作好与前后岗位的联系。压力容器运行中出现下列情况时,应立即停止运行:(1)操作压力或壁温超过安全规程规定的极限值,且采取措施仍无法控制,并有继续恶化的趋势;(2)承压部件出现裂缝、鼓包变形、焊缝或可拆连接处严重泄漏,危及容器安全;(3)安全装置全部失效,连接管件断裂,紧固件损坏,难以安全操作;(4)操作岗位发生火灾,威胁容器的正常运行;(5)高压容器的信号孔或警告孔泄漏,表明容器内壁开裂。
          (99)蒸气爆炸(Vapour explosion)
          蒸气爆炸又称爆沸,是指物质由液相急剧转变成气相所产生的一种类似爆炸的物理现象。无论是可燃性的还是非可燃物的液体,在完全不需要火源的情况下,都不可能因处于过热状态而发生蒸气爆炸。这种现象发生在容器上的机会比较多。产生蒸气爆炸的基础是存在过热状态的液体,而这种过热状态的液体的形成通常有两种情况。一是低温液体从与之混和的高温物料中吸取大量的热,瞬间变成过热状态,产生蒸气爆炸。例如,在贮存液化丁烷的容器中充装入液化甲烷,便会发生激烈的蒸气爆炸。因为液化丁烷和甲烷同属烃类,能以无限比例混合,而相者的沸点相差较大,混合时,低沸点(一162℃)的液化甲烷溶入液化丁烷(沸点0.5℃)后,立即变成沸点以上的过热状态,因而激烈沸腾,引起蒸气爆炸。另一类情况是气液两相平衡状态受到破坏。例如,在密闭容器中,在高于常压的压力下保持两相平衡的液体,如遇到容器开裂(或者装有爆破片,而爆破片破裂),大量蒸气外漏,器内压力急剧降至大气压力,液体即成为过热状态,随即发生蒸气爆炸。
        (100)气瓶超装(Overcharge for cylinders)
         气瓶超装是指它的实际充装量超过规定的最大充装量。气瓶超装会使它的压力显著增加,特别是低压液化气体气瓶。因为这种液化气体充装时温度都比较低,密度较小,虽然装瓶时并未“满液”,但它在运输或使用过程中,受环境温度的影响或在烈日下曝晒,瓶内液体温度升高,体积膨胀,很快瓶内空间即被饱和液体所充满。气瓶满液以后,由于液体的压缩系数很小,面积随温度升高的膨胀系数较大,所以温度稍一升高,压力即显著增大。一般说来,满液以后的气瓶,液化气体每升高1℃,瓶内压力约增大1MPa左右(各种液化气体的dp/dt不尽相同)。这样,气瓶的温度只需要升高不到10℃,瓶内的压力即会达到整体屈服压力。如果气瓶材料塑性较差,或因热处理不当,使气瓶的塑性贮备下降,则很快就会造成气瓶破裂爆炸。每年夏季,各地所发生的液化气体气瓶爆炸事故有不少就是因为气瓶超装引起的。防止气瓶超装的措施是:(1)严格按规定的充装系数进行充装,发现超装时,必须立即设法将超装量抽出;(2)所用充装的计量工具都必须准确可靠,定期进行检验校正;(3)对于没有原始重量标记或标志不清的气瓶不得充气;(4)液化气体的充装量应包括瓶内的余液,不得把余液的重量忽略不计;(5)不得用贮罐减量法来确定气瓶的充装量。
         (101)气瓶误混充装(Mixed filling by mistake)
          误混充装是误将两种可以产生化学反应的物体同装入一个瓶内,最常见的是可燃性气体与助燃气体的误混充装,例如用瓶内残留有氢气的气瓶来充装氧气等。气瓶混装,有的可能立即产生反映,引起瓶内压力、温度升高,气瓶破裂爆炸;有的可能在充装后的使用过程中遇到适当的条件,例如适当的配比,放气时产生静电火花,或焊接时发生回火等,才引发爆炸。气瓶因误混充装而发生化学爆炸所释放的能量,要比相同压力气体的物理爆炸大数倍至数十倍,而且常常产生碎片,造成重大人身伤亡事故。预防混装的措施是:(1)气瓶必须按规定根据所充装的气体种类进行漆色和标注气体名称;(2)充装前应检查气瓶的漆色、字样是否与所装气体的要求相符;(3)瓶内要留有余气,充装前应对余气进行定性鉴别;(4)可燃气体气瓶与非可燃气体所用的瓶阀应在连接结构有所区别,目前的规定是,可燃气体气瓶瓶阀的侧面拉头螺旋是左转的,非可燃气体是右旋的。
          (102)锅炉压力容器爆破能量(Explosion energy for boilers and pressure vesse一ls)
          锅炉与压力容器内的介质是高压力的流体,壳体破裂时,器内高压气体解除了外壳的约束则迅速膨胀,并以很高的速度释放出内在能量,这就是通常所说的物理爆炸现象。锅炉与压力容器爆破时所释放的能量(称爆破能量),一方面使壳体进一步开裂,并使容器或其所裂成的碎片以较大的速度向四周飞散;另一方面,它的更大一部分能量对周围的空气作功,形成冲击波,产生更大的破坏作用。爆破能量不但与锅炉或压力容器的压力与容积等有关,而且还与介质在器内的物性集态有关。气体容器爆破时,介质不发生集态变化,仅仅是降压膨胀,其爆破能量就是气体绝热膨胀所作之功。介质为液化气体或高温饱和液的容器(如锅筒),其壳体破裂时,除器内的部分气体膨胀作用功外,饱和液体同时产生蒸气爆炸,它所释放的能量要比蒸气的能量大得多。估算锅炉压力容器爆破能量的大小,一般惯用TNT当量(即相当TNT炸药的kg数)作为计量单位。锅炉压力容器的爆破能量一般按下式计算:
          L=CV
          式中,L是爆破能量(TNT当量),kg;V为器内气体或液化气体(高温饱和液)实际所占的容积,m3;C是爆破能量系数,对同一类气体;C仅为压力P的函数。常用的二原子气体(绝热指数k=1.4,如空气、氧、氮、氢等),其能量系数及干饱和蒸气与饱和水的能量系数分别见表10-6、10-7所列。
          表10-6 常用压力下的气体能量系数
          

    压力(MPa)

    0.2

    0.4

    0.6

    0.8

    1.0

    1.6

    2.5

    爆破能量系数

    0.047

    0.109

    0.179

    0.26

    0.33

    0.567

    0.922

    压力(MPa)

    4.0

    5.0

    6.4

    15

    32

    40

    爆破能量系数

    1.584

    2.03

    2.6

    6.86

    15.4

    19.4

          表10-7 常用压力下的蒸气与饱和水能量系数
          

    压力(MPa)

     

    0.3

    0.5

    0.8

    1.3

    2.5

    3.0

    蒸气能量系数(kgTNT/m3

    0.103

    0.196

    0.355

    0.65

    1.48

    1.84

    饱和水能量系数

    (kgTNT/m3

    5.63

    7.68

    10.78

    15.01

    17.87

    25.

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