锅炉课程设计

1、课 程 设 计课题名称： 湖工顺枫公寓锅炉安全评价 专业名称： 安全技术管理 所在班级： 安工1202班 学生姓名： 白合提尔·阿巴伯克瑞 学生学号： 1250240223 指导教师： 刘美英 完成时间： 2016.5.10-5.25 课 程 设 计 任 务 书 学生： 白合提尔 专业： 安全工程 班级： 1202班1. 设计题目： 湖南工学院顺枫公寓锅炉的安全评价 2. 设计期限：自2016年5月10日开始至2016年5月 25日完成3. 设计原始资料：（1）湖南工学院顺枫公寓锅炉房位置平面布局；（2）锅炉房内部结构图；（3）锅炉压力容器安全、危险评价方法课本；（4）相关参考书籍；

2、（5）锅炉压力容器的有关标准规范。4. 设计完成的主要内容:运用了安全评价及锅炉压力容器安全技术的基本原理和方法，对学校挺佳锅炉进行科学的分析与评价，查找隐患，从发现的问题着手对锅炉爆炸的危险性及后果的严重度进行科学的评价，并对其存在的安全隐患提出合理的整改措施。5. 提交设计（设计说明书与图纸等）及要求：提交一份分析报告（或论文）以及相关的设计图纸若干张（根据图内容的繁简可以选用适当的版面A1、A2或者A3）。要求语句通顺、层次清楚、推理逻辑性强，设计改进明确、可实施性强。报告要求用小四号宋体、A4纸型打印；图纸部分要求严格按照作图规范绘制（可出Auto CAD图，也可出手工图），采用国际统

3、一标准符号和单位制，并打印。6.发题日期：2012年 11 月 21 日指导老师（签名）： 学 生 （签名）： 摘 要通过对我校顺枫公寓食堂生活锅炉房进行实地考察，找寻锅炉房存在的安全问题，并运用锅炉压力容器、安全管理学、电气安全、安全危险评价等学科来分析和提出整改这些安全隐患的建议。在老师的指导下测量我们所需要的计算数据，来计算我校食堂生活锅炉的爆破能量，求出爆炸的伤害范围，根据锅炉房收集生产现场的安全管理方法和采用的安全技术以及存在的安全隐患，运用安全系统科学的方法和安全管理的手段进行分析，评价其爆炸事故的危害性，找出事故发生的规律，提出整改方案或防范措施。最后将根据具体的情况制定锅炉应急

4、救援措施，采取相应的措施预防和控制锅炉爆炸事故，减小爆炸事故对人员伤害和财产损失。同时对锅炉房布局、锅炉的操作、维护以及日常的检查等细节进行调查，通过调查发现存在的问题并提出合理的整改建议。达到防止锅炉爆炸事故的发生，减少爆炸对人员的伤害和财产的损失，以及减少因维护、操作不当等原因造成的锅炉损坏，避免不必要的损失。 关键字：安全隐患；隐患整改建议；锅炉爆炸；爆炸预防措施 Abstractthrough to our school along Maple apartments canteen living boiler room to conduct field visits, looking

5、for boiler safety problems, and the use of boiler and pressure vessel, safety management, electrical safety, safety risk evaluation subject to analysis and rectification of the safety problems suggestions. Under the guidance of the teacher to measure what we need data, to calculate our school cafete

6、ria life boiler explosion energy and explosion, the scope of damage, according to the boiler room to collect production site safety management method and the security technology, security risks exist, based on the safety system of scientific methods and means to carry out the safety management analy

7、sis, evaluation of its explosion accident harm, find out the occurrence regularity of accident, proposes a solution or preventive measures. Finally, according to the specific situation of making boiler emergency rescue measures, take corresponding measures to prevent and control of boiler explosion

8、accident, reduce the explosion accident of injuries and property losses. At the same time to the boiler room layout, boiler operation, maintenance and routine inspection and other details of the investigation, the investigation found that the existing problems and puts forward reasonable suggestion.

9、 To prevent the boiler explosion accidents, reduce blast injury to persons and property loss, and reduce maintenance, improper operation caused the boiler damage, to avoid unnecessary lossesKeywords: Security risks ；Hidden rectification proposal ；Boiler Explosion ； Explosion prevention measures目录

10、78; 1.前言² 2.锅炉压力容器² 2.1简介 ² 2.2锅炉主要安全装置² 3.我校顺枫公寓生活锅炉房² 3.1锅炉房及锅炉简介² 3.2锅炉房内外事故隐患及整改措施² 4.锅炉伤害破坏作用计算² 4.1 爆炸能量计算² 4.2伤害-破坏程度计算² 4.3爆炸严重度计算² 5.锅炉爆炸² 5.1常见锅炉爆炸事故原因² 5.2锅炉爆炸事故危害² 5.3锅炉爆炸预防² 6.致谢² 7.结束语² 参考文献1.前言锅炉压力容器使

11、用广泛而又具有爆炸危险的特殊设备，它的安全在国内外均受到社会各方面的普遍关注。课程设计是安全工程的一个重要的专业技术设计，主要任务是使我们掌握锅炉压力容器的设计及其爆破时对目标的伤害破坏作用的计算，从而对锅炉压力容器进行科学、合理的安全评价，进而采取有效的预防措施，保证锅炉压力容器生产运行以及影响范围人员和财产的安全性。通过本次课程设计我们可以收集到我校顺枫公寓锅炉房的总体结构布置和消防设施布置，还有锅炉房的安全管理方法、规章制度和锅炉的结构、安装等方面的数据。根据基本工作数据，计算锅炉爆破时对目标的伤害，破坏作用及半径，不同伤害破坏半径所包围的封闭面积内人员和财产损失的严重度大小，并且对于锅

12、炉房的不合理处提出自己的建议整改措施。2.锅炉压力容器2.1简介锅炉是一种能量转换设备，在锅炉中通过燃料燃烧，将燃料的化学能转变为热能，再通过传热将热能传给水，并使之变成蒸汽或较高温度的水。压力容器泛指承受流体压力的密闭容器。锅炉是特殊的压力容器。锅炉的分类：1.按用途不同分为：电站锅炉、工业锅炉、生活锅炉等；2.按容量大小分为：大型锅炉、中型锅炉、小型锅炉；3.按蒸汽压力大小分为：低压锅炉、中压锅炉、高压锅炉、超高压锅炉、亚临界锅炉、超临界锅炉；4.按燃料和能源种类不同分为燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉等；5.按锅炉结构形式不同分为锅壳锅炉、水管锅炉、水火管锅炉；6.按燃料在锅炉中燃烧方式不同

13、分为层燃炉、沸腾炉、室燃炉；7.按工质在蒸发系统的流动方式不同分为自然循环锅炉、强制循环锅炉、直流锅炉等。2.2 安全装置安全装置分为四大类：连锁装置、警报装置、计量装置、泄压装置。主要有：安全阀：防止设备超压；水位表：显示锅筒（锅壳）内水位高低；压力表：测量锅炉和压力容器介质压力大小。爆破片：在标定爆破压力及温度下爆破泄压的原件，属断裂型安全泄压装置；3.我校顺枫公寓生活锅炉房3.1锅炉房及锅炉简介1）锅炉房：位于顺枫公寓食堂右侧，与食堂相连接，两者之间一部分是实体墙，另一部分是玻璃门相隔。锅炉房内有两台蒸汽锅炉，正在使用中一台锅炉的额定蒸发量为1.0t/h,备用的那台的额定蒸发量为0.5t

14、/h,供用热水及蒸汽。锅炉每天的运行时间约为10小时，运行期间有1名司炉工人进行操作检查。2）锅炉：我校顺枫公寓食堂生活锅炉采用的是挺佳锅炉挺佳锅炉：1）工作原理：煤在炉膛中缺氧燃烧产生煤气，后将煤气作为锅炉自身燃料，达到无烟无尘排放。 2)性能特点： 1.环保无烟无尘，烟尘排放达国家一类环保标准。 2.节能优于国家节能标准13-26%。热效率：燃煤（褐煤或烟煤、无烟煤和其他优劣质煤均可燃烧）达76-86%；燃油（气）88-93%；燃柴达80-84%。放一次煤（50-200公斤）能燃用2-6小时，比传统锅炉节能30-50%。点火燃烧停炉5天内不需重点火即可继续运行。 3.除垢立式火管结构，水垢

15、自动脱落，解决世界除垢难题。 4.新工艺国内独家采用中央回燃、四回程换热、三次除尘脱硫技术。一炉多用，不须拆卸便可使用柴、煤、油、气等燃料。3)锅炉的外形如下图所示：3.2锅炉房内外事故隐患及整改措施1. 安全制度牌积灰，看不清字措施：清理安全制度牌上的灰尘2. 柜子挡住安全制度牌措施：移开柜子3. 房顶开裂，有漏水现象措施：查找原因，修补房顶4. 地面有污渍、污水措施：应及时清理地面，保持地面干燥，洁净5. 锅炉布置不合理，隔顶板太近措施：应距离顶板有一定的距离，好利于通风散热6. 天窗布置不合理措施：天窗应布置在锅炉的正上方，好利于锅炉散热7. 锅炉房内煤乱堆放措施：建一个煤池，规范放置8

16、. 锅炉房内有杂物，如摩托车、自行车等措施：应将这些杂物移出锅炉房9. 照明布置不合理措施：晚上作业看不清压力表、水位表的数值10. 操作人员只有一人措施：应配备两人11. 电线老化措施：将老化电线更换12. 氧气瓶与液化气瓶放在一起措施：应分开放置13. 锅炉未隔离，锅炉表面温度高，可能造成烫伤措施：设置防护栏杆或画警戒线14. 插座有短路烧坏的痕迹措施：查看烧坏程度，根据情况更换15. 电器开关柜未设柜门，且有大量污垢措施：应设柜门，预防灰尘进入内部，并清除现有的污垢16. 配电箱中线头裸露措施：应加绝缘层保护，以防触电17. 污水排放池是用木板盖的，且未完全盖住措施：将木板换成金属板，且

17、应完全盖住污水排放池18. 锅炉房离食堂太近措施：应根据锅炉爆炸伤害范围将锅炉房搬迁，远离食堂19. 烟囱高度不合理措施：增加烟囱高度20. 隔热层老化，且有脱落措施：更换隔热层材料21. 锅炉房内没有灭火器、消防栓、报警系统措施：应配备消防器材22. 没有防爆墙措施：应设防爆墙，减少爆炸带来的损失23. 前止阀漏水，导致地面大量积水措施：应立即修理前止阀，清扫积水24. 锅炉房前未设进入警示标志措施：应设警示牌，非工作人员不得进入25. 锅炉房内没有安全警示标志措施：在锅炉房内设安全标志牌、安全标语4.锅炉伤害破坏作用计算4.1 爆炸能量计算该锅炉为圆筒直立锅炉，经测量其直径约为1.4米，高

18、为3.64米，在正常情况下，锅炉饱和水与饱和蒸汽的比例约为2:1，锅炉的额定蒸汽压力为0.09 ，锅炉超压时的压力为0.3 。 锅炉的体积V： V=3.64××1.4/2²=5.6 m3 饱和水所占的体为，所以饱和水的体积为： 饱和蒸汽所占的比例为，所以饱和蒸汽的体积为： 常压下饱和水的爆破能量计算公式： (公式一) 式中 饱和水容器的爆破能量， 详见表2V容器内饱和水所占的容积，；饱和水爆破能量系数，KJm3,其值是KJm3。表1常用压力下饱和水爆破能量系数表压力0.30.50.81.32.53.0 KJm3 常压下干饱和蒸气容器的爆破能量计算公式： （公式二）

19、式中 饱和蒸汽的爆破能量，见表3V水蒸气的体积，；干饱和水蒸汽爆破能量系数，KJm3,其值为98KJm3。表2 常用压力下干饱和水蒸气容器爆破能量系数表压力0.30.50.81.32.53.0 KJm3根据公式一及表1计算出饱和水的爆破能量为： 根据公式二及表2计算出饱和蒸汽的爆破能量为：所以锅炉爆炸总的爆破能量E为：根据公式三将爆破能量E换算成TNT当量 ，每kg TNT爆炸所释放的爆破能量一般平均值取4500KJ/kg： （公式三）按公式四求出计算1000kgTNT爆炸试验模拟比，即： （公式四）表3：1000KgTNT爆炸时冲击波超压距离R0/m56789101214161820超压P0

20、/MPa2.942.061.691.270.950.760 .50.330.2350.170.126距离R0/m2530354045505560657075超压P0/MPa0.080.0570.0430.0330.0270.02350.02050.0180.0160.0140.013根据超压P0值从表4、表5中找出对人员和建筑物的伤害破坏作用表4 冲击波超压对人体的伤害作用超压P0/MPa伤害作用伤害作用0.020.03轻微损伤0.050.10内脏严重损伤或死伤0.030.05听觉器官损伤骨折、0.10大部分人员死亡表冲击波超压对建筑物物的破坏作用超压P0/MPa破坏作用P0/MPa破坏作用0

21、.0050.006门窗玻璃部分破碎0.060.07木房柱折断0.0060.015受压面门窗玻璃大部分破碎0.070.10砖墙倒塌0.0150.02窗框损坏0.10.2小房屋倒塌、防震混凝土破坏0.020.03墙裂缝0.20.3大型钢架结构破坏0.040.05墙大裂缝，屋瓦掉下4.2伤害 -破坏程度计算伤害破坏半径计算(死亡半径、重伤、轻伤及财产破坏作用)（1） 当超压0.1时，造成轻伤，其模拟距离=22.9m，所以根据公式五计算锅 炉爆炸时的死亡半径： （公式五） (2) 当超压0.05时，造成轻伤，其模拟距离=32.5m，所以根据公式五计算 锅炉爆炸时的重伤半径： （公式五） (3) 当超压

22、0.02时，造成轻伤，其模拟距离=56m，所以根据公式五计算 锅炉爆炸时的轻伤半径： （公式五） (4) 当超压0.005时，会造成财产损失，其模拟距离R=85m，根据公式五计算锅炉的财产损失半径： 其爆炸伤害范围如表4所示：表6：锅炉爆炸伤害半径表伤害范围（m）伤害范围（m）死亡5.27轻伤12.88重伤7.5财产损失19.554.3 爆炸严重度计算锅炉爆炸事故的严重度用S表征，反映其锅炉爆炸事故造成的经济损失大小。它包括人员伤亡和财产损失两方面，并将人的伤害也折合成财产损失（万元）。用公式六表示事故的总损失值： (公式六)式中 C财产破坏价值，万元；、事故中人员死亡、重伤、轻伤人数。其中

23、在死亡半径内，由于只有一个司炉工人在锅炉运行期间进行操作，所以人员密度取0.03人/平方米，求出N1：在重伤半径内，人员密度平均取1人/平方米，求出：在轻伤半径区域内，若食堂全部坐满的情况下，人员约在600800人之间，所以取平均数2人/平方米，求出N3：事故的严重度计算结果为：锅炉房爆炸事故严重度的计算如下表所示：表7：锅炉爆炸事故后果事故类型死亡重伤轻伤财产破坏半径/m波及范围暴露人员半径/m波及范围暴露人员半径/m范围人员半径/m范围人员超压爆炸5.27锅炉房工作人员7.5锅炉房食堂部分区域12.88锅炉房食堂部分区域工人储物室食堂工人宿舍19.88锅炉房食堂部分区域仓库员工储物室5.锅

24、炉爆炸5.1锅炉爆炸事故原因 爆炸事故指锅炉中的主要承压部件锅筒（锅壳）、集箱、炉胆、管板等发生破裂爆炸的事故。常导致设备、厂房损坏和人身伤亡，造成重大损失。 锅炉常见爆炸有超压爆炸、缺陷导致的爆炸、严重缺水导致的爆炸，下图是这三种常见锅炉爆炸的原因的事故树分析。 事故树分析： 其中：X1安全阀、压力表不齐全X2安全阀、压力表损坏X3安全阀、压力表装设错误X4操作人员擅离岗位X5操作人员放弃监视责任X6关闭出汽通道X7关小出汽通道X8锅炉主要承压部件出现裂纹X9锅炉主要承压部件严重变形X10-锅炉主要承压部件腐蚀X11-锅炉主要承压部件组织变化 上述导致锅炉爆炸的原因并不全面，只是一部分原因。

25、5.2锅炉爆炸事故危害 锅炉压力容器爆炸，常造成大面积的、立体性的破坏和群体伤害，对事发单位和社会造成严重危害。1） 冲击波伤害能量锅炉、压力容器内的介质一般是具有较高压力的气体、液化气体或高温液体，承压部件一旦破裂，介质即泄露膨胀或瞬时气（汽）化，瞬间释放很大的能量。其中，85%的能量用以产生冲击波，向周围快速传播，破坏设备、建筑并危害人身安全。2） 碎片打击锅炉压力容器破裂爆炸时，高速喷出的气流可将壳体反向推出，有些壳体破裂成块或片向四周飞散。这些具有较高速度或较大质量的碎片，在飞出过程中具有较大的动能，击穿、撞坏相遇的设备或建筑，有时直接伤人，可造成较大的伤害。碎片还可能损坏附近的设备和

26、管道，引起连续爆炸或火灾，造成更大的伤害。3） 介质伤害主要是有毒介质和高温水汽的烫伤。在压力容器所盛装的液化气体中，有很多是毒性介质，如液氨、液氯、二氧化硫等。盛装这些介质的容器一旦破裂，大量液体瞬间气化并向周围大气中扩散，会造成大面积的毒害，不但造成人员中毒，致死致病，也严重破坏生态环境，危及中毒区的动植物。锅炉爆炸释放的高温汽水混合物，会使爆炸中心附近的人员烫伤。其他高温介质泄放气化也会灼伤伤害现场人员。4） 二次爆炸及燃烧当容器所盛装的介质为可燃液化气体时，容器破裂爆炸在现场形成大量可燃蒸汽，并速即与空气混合形成可爆性混合气，在扩散中遇明火产生二次爆炸并酿成火灾。 5.3锅炉爆炸预防1

27、)完善锅炉及锅炉房管理制度锅炉房应有下列管理制度： 锅炉房各岗位的岗位责任制 锅炉及辅机操作规程 巡回检查制度 设备维护保养制度 交接班制度 水质管理制度 运行记录制度 事故报告制度1）加强容器运行期间的安全检查容器专责操作人员在容器运行期间应经常检查容器的工作状况，以便及时发现操作上或设备上的不正常状态，采取相应的措施进行整改或消除，防止异常情况的扩大或延续，保证容器安全运行。检查主要包括工艺条件、设备状况以及安全装置等。在工艺条件方面，主要检查操作压力、操作温度、液位是否在安全操作规程规定的范围内，容器工作介质的化学组成，特别是那些影响容器安全的成分是否符合要求。在设备状况方面，主要检查各连接部位有无泄漏、渗漏现象，容器的部件和附件有无塑性变形、腐蚀以及其他缺陷或可疑迹象，容器及其连接管道有无振动、磨损等现象。在安全装置方面，主要检查与安全装置以及与安全有关的计量器具是否保持完好状态。2）容器的维护保养 主要包括：1、保持完好的防腐层； 2、消除产生腐蚀的因素； 3、消灭容器的“跑、冒、滴、漏”； 4、加强容器在停用期间的维