锅炉课程设计.doc

课课 程程 设设 计计 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 精品文档 2欢迎下载 课课 程程 设设 计计 任任 务务 书书 学生 学生 白合提尔 专业 专业 安全工程安全工程 班级 班级 12021202 班班 1 1 设计题目 湖南工学院顺枫公寓锅炉的安全评价 2 2 设计期限 自 2016 年 5 月 10 日开始至 2016 年 5 月 25 日完成 3 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 5 锅炉压力容器的有关标准规范 4 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 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 精品文档 3欢迎下载 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 Abstract through to our school along Maple apartments canteen living boiler room to conduct field visits looking 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 cafeteria 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 精品文档 4欢迎下载 scientific methods and means to carry out the safety management analysis 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 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 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 losses Keywords Security risks Hidden rectification proposal Boiler Explosion Explosion prevention measures 精品文档 5欢迎下载 目录 1 前言 2 锅炉压力容器 2 1 简介 2 2 锅炉主要安全装置 3 我校顺枫公寓生活锅炉房 3 1 锅炉房及锅炉简介 3 2 锅炉房内外事故隐患及整改措施 4 锅炉伤害破坏作用计算 4 1 爆炸能量计算 4 2 伤害 破坏程度计算 4 3 爆炸严重度计算 5 锅炉爆炸 5 1 常见锅炉爆炸事故原因 5 2 锅炉爆炸事故危害 5 3 锅炉爆炸预防 6 致谢 7 结束语 参考文献 精品文档 6欢迎下载 1 前言 锅炉压力容器使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 并且对于锅炉房的不合理处提出自己的建议整改措施 精品文档 7欢迎下载 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 精品文档 8欢迎下载 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 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 LHG1 0 0 09 A 精品文档 9欢迎下载 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 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 精品文档 10欢迎下载 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 精品文档 11欢迎下载 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 MPaMPa 锅炉的体积 V V 3 64 1 4 2 5 6 m3 饱和水所占的体为 所以饱和水的体积为 2 3 2 3 15 63 73 3 V m 饱和蒸汽所占的比例为 所以饱和蒸汽的体积为 1 2 1 3 25 61 87 3 V m 常压下饱和水的爆破能量计算公式 公式一 WWEC V 式中 饱和水容器的爆破能量 详见表 2 WE KJ V 容器内饱和水所占的容积 3 m 饱和水爆破能量系数 KJ m3 其值是KJ m3 WC 4 1 46 10 表 1 常用压力下饱和水爆破能量系数 SE 表压力 a MP 0 30 50 81 32 53 0 KJ m3 WC 4 2 38 10 4 3 25 10 4 4 56 10 4 4 56 10 4 9 56 10 5 1 06 10 常压下干饱和蒸气容器的爆破能量计算公式 公式二 SSEC V 式中 饱和蒸汽的爆破能量 见表 3 SE JK V 水蒸气的体积 3 m 精品文档 12欢迎下载 干饱和水蒸汽爆破能量系数 KJ m3 其值为 98KJ m3 SC 表 2 常用压力下干饱和水蒸气容器爆破能量系数 表压力 a MP 0 30 50 81 32 53 0 KJ m3Cs 2 4 37 10 2 8 31 10 3 1 5 10 3 2 75 10 3 6 24 10 3 7 77 10 根据公式一及表 1 计算出饱和水的爆破能量为 4 1 1 46 103 7354458 ww EC vkJ 根据公式二及表 2 计算出饱和蒸汽的爆破能量为 2 98 1 87183 26 ss EC vkJ 所以锅炉爆炸总的爆破能量 E 为 54458 183 2654641 26 WS EEEkJ 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 E当 能量一般平均值取 4500KJ kg 公式三 4500TNTQE QE 54641 26 450012 14 TNT QE Qkg 按公式四求出计算 1000kgTNT 爆炸试验模拟比 即 公式四 11 33 1000 0 1QQ 11 33 0 10 1 12 14 0 23Q 表 3 1000KgTNT 爆炸时冲击波超压 距离 R0 m 56789101214161820 超压 P0 MPa 2 942 061 691 270 950 760 50 33 0 23 5 0 17 0 12 6 距离 R0 m 2530354045505560657075 超压 0 080 050 040 030 020 02350 02050 010 010 010 01 精品文档 13欢迎下载 P0 MPa73378643 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 02 0 03轻微损伤0 05 0 10内脏严重损伤或 死伤 0 03 0 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 0 005 0 006 门窗玻璃部分破碎0 06 0 07 木房柱折断 0 006 0 01 5 受压面门窗玻璃大部 分破碎 0 07 0 1 0 砖墙倒塌 0 015 0 02 窗框损坏 0 1 0 2 小房屋倒塌 防震混凝 土破坏 0 02 0 03 墙裂缝 0 2 0 3 大型钢架结构破坏 0 04 0 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 a MP 0R 算锅 炉爆炸时的死亡半径 1R 公式五 0 RR 10 22 9 0 235 27RRm 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 a MP 0R 算 锅炉爆炸时的重伤半径 公式五 2 R0 RR 10 32 5 0 237 5RRm 精品文档 14欢迎下载 3 当超压 0 02时 造成轻伤 其模拟距离 56m 所以根据公式五计算 a MP 0R 锅炉爆炸时的轻伤半径 3 R 公式五 0 RR 10 56 0 2312 88RRm 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 a MP 算锅炉的财产损失半径 4R 40 850 2319 55RRm 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 55 4 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 4123 20 60003000105 6000SNNNN 式中 C 财产破坏价值 万元 事故中人员死亡 重伤 轻伤人数 1N2N3N 其中 22 444 3 143 14 19 55 0 02 24 NR 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 3 22 1103 2 3 14 3 14 5 27 0 03 2 62 NRR 在重伤半径内 人员密度平均取 1 人 平方米 求出 2 2N 精品文档 15欢迎下载 22 2212 22 3 14 3 14 7 5 5 27 1 0 89 43 NRR 在轻伤半径区域内 若食堂全部坐满的情况下 人员约在 600 800 人之间 所 以取平均数 2 人 平方米 求出 N3 1 22 3321 22 3 14 3 14 12 88 7 5 2 688 54 NRR 事故的严重度计算结果为 4123 20 60003000105 6000 33 320 6000 2 623000 89 43 105 688 54 6000 1220 989 SNNNN 万元 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 死亡重伤轻伤财产破坏事故 类型半径 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 精品文档 16欢迎下载 5 锅炉爆炸 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 锅炉爆炸 1 缺陷 严重缺水 过热过烧 超压 人员失误 安全装置失效 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 精品文档 17欢迎下载 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 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 精品文档 18欢迎下载 5 3 锅炉爆炸预防 1 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