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某410T锅炉重大事故后果模拟分析-唐开永

XX发电总厂410t/hpyrofowＣＦＢ锅炉重大事故后果模拟分析

唐开永

（注册安全工程师，一级安全评价师）

XX发电总厂410t/hpyrofowＣＦＢ锅炉以及自动控制和主要辅

助设备，是1992年5月，四川省电力工业局与芬兰FosterWhecler

能源公司（当时为芬兰Ahlstrom公司）签定合同购买的。于1996年

9月建设安装完毕并投运，至今运行良好。

XX发电总厂410t/hpyrofowＣＦＢ锅炉主蒸汽蒸发量为410t/h，

主蒸汽压力为9.8MPa。锅炉汽包工作压力为10.75MPa，设计压力为

12.10MPa，汽包总容积约30m3。根据国家安监部门《关于开展重

大危险源监督管理工作的指导意见》，已经构成为蒸汽锅炉类重大危

险源。

大型蒸汽锅炉重大事故类型主要是因操作失误或压力容器制造质

量缺陷、维护不当、腐蚀等原因引起的压力容器破裂而导致的锅炉汽

包物理爆炸。进而引发锅炉本体炉膛及相关压力管道（容器）物理爆

炸，酿成锅炉爆炸恶性重大事故。现对其进行重大事故后果模拟分析。

⒈锅炉汽包爆破能量计算

①锅炉汽包爆破机理及爆破能量计算公式

锅炉汽包爆破事故的性质是饱和水容器物理爆炸。在锅炉汽包中

水介质以气、液两态存在，工作介质的压力大于大气压，介质温度高

于其在大气压下的沸点。当容器破裂时，气体迅速膨胀，液体迅速沸

腾，剧烈蒸发，产生暴沸或水蒸气爆炸。其爆破能量可按下式计算：

Ｅw=ＣwＶ

式中：

Ｅw—饱和水容器的爆破能量，kJ；

Ｃw—饱和水爆破能量系数kJ/m3；

Ｖ—容器内饱和水所占容积，m3。

②410t/hpyrofowＣＦＢ锅炉汽包爆破能量

设410t/hpyrofowＣＦＢ锅炉汽包爆破时最大压力为12.10MPa，

根据有关资料，以《常用压力下饱和水容器的爆破能量系数表》为参

照，用插入法求得该压力下饱和水爆破能量系数Ｃw为：1.978×106。

则根据上式计算可得410t/hpyrofowＣＦＢ锅炉汽包爆破能量为

Ｅw=1.978×106×30=5.934×107(kJ)

折合成TNT当量，则:

410t/hpyrofowＣＦＢ锅炉汽包爆炸TNT当量为:

=5.934×107÷4520=13128.32(kg)

W

TNT

⒉410t/hpyrofowＣＦＢ锅炉汽包爆破时冲击波能量计算

根据有关资料,以1000kgTNT炸药在空气中爆炸时所产生的冲击

波超压数学模型为参照,来进行模拟计算。

410t/hpyrofowＣＦＢ锅炉汽包爆破时冲击波能量

①与1000kgTNT的模拟比为:

α=(13128.32/1000)1/3=2.359

②设爆源半径R为75m，与模拟实验中的相当距离为：

=R/α=31.79

R

距离爆源半径75m处的冲击波超压

根据有关资料,用插入法查1000kgTNT炸药在空气中爆炸时所产

生的冲击波超压数据表,求得距离爆源10m处冲击波超压为0.052MPa。

③设爆源半径R为50m，与模拟实验中的相当距离为：

=R/α=21.2

R

距离爆源半径50m处的冲击波超压

根据有关资料,用插入法查1000kgTNT炸药在空气中爆炸时所产

生的冲击波超压数据表,求得距离爆源50m处冲击波超压为0.115MPa。

3.分析评价

查有关资料，冲击波超压为0.005～0.10MPa时，可以致人内脏

严重损伤或死亡，使木建筑厂房房柱折断，房架松动，可视为事故重

伤半径的判定标准；冲击波超压为＞0.10MPa时，可以致使大部分人

死亡，防震钢筋混凝土破坏，小房屋倒塌，可视为事故死亡半径的判

定标准。