蒸汽锅炉的“蒸汽爆炸”.doc

蒸汽锅炉的“蒸汽爆炸〞
在蒸汽锅炉中水是在承压状态下汲取热量转变成蒸汽的。锅炉爆炸不但与锅炉承压有关，也与承压下水的吸热及热力状态有关。
一、水的饱和温度与压力的关系先介绍几个关于压力和温度的基本概念：
1.表压力指设备上所装设的压力表内显示的压力。当设备不承受介质压力时，设备内外均为大气环境，压力表的示值为0，因而表压力是以大气压力为基准的压力，或者说是高出大气压力的压力。
通常所说锅炉压力容器的工作压力或操作压力，均指表压力。
2.绝对压力是以绝对真空为度量起点的压力，即表压力与大气压力之和。
研究介质状态和变化过程时，研究压力、温度、比容等参数间的关系时，一般均使用绝对压力。

3.饱和温度在一定压力下介质沸腾的温度。随介质种类和介质液面上压力的不同而不同。
4.标准沸点在标准大气压力下介质沸腾的温度。关于某种确定的介质，这个温度是个确定值。比如水的标准沸点近似为100℃℃。
水的饱和温度随水面上汽〔气〕压的升降而升降。在高原地区大气压力低于标准大气压，水的饱和温度也就低于100℃；在压力锅内水面上的汽压高于标准大气压，水的饱和温度就高于100℃。水面上的汽〔气〕压越高，水的饱和温度即沸点也越高。
二、"蒸汽爆炸'
在蒸汽锅炉的核心部件锅筒或锅壳内，在正常工况下，介质处于额定工作压力之下、汽水共存的饱和状态即沸腾状态。通常筒壳内下半部是饱和水，上半部是饱和蒸汽。饱和水与饱和蒸汽的共同温度是相应于额定工作压力的饱和温度，对承压锅炉此温度高于水的标准沸点100℃。一旦锅筒或锅壳破裂，器内压力突然降低为大气压力，原额定工作压力下的饱和水瞬间变为大气压力下的过饱和〔过热〕水，过饱和水无法稳定存在，其一部分瞬时汽化，体积急剧增大，形成爆炸，叫"蒸汽爆炸'。
"蒸汽爆炸'是典型的物理性爆炸。在爆炸中介质除膨胀降压释放少量的机械能外，主要释扩展量的热能，因而蒸汽锅炉爆炸常具有庞大的爆炸能量和破坏力，且锅炉内原带压饱和水是爆炸能量的主要携带者和释放者。
1.压力不高时，常温下承压水的储器破裂，爆炸能量极小，或者说形不成爆炸。这是因为水的压缩系数极小，承压水储存的机械能极少，又未升温储存热能，因而储器破裂也释放不出多少能量。
2.由于空气是可压缩性气体，压缩空气中储存机械能较多，爆炸能量较大，储器破裂时破坏力和危险性也较大。
3.承压饱和水的爆炸能量是同压力下同体积空气爆炸能量的十多倍，储器破裂时破坏力和危险性极大。蒸汽锅炉中储存带压饱和水多的锅筒、锅壳、炉胆、集箱等储器，潜在的爆炸危险性较大。
4.在承压的蒸汽锅炉省煤器及高温热水锅炉内，水的温度并未达到工作压力下的饱和温度，但如已超过了水的标准沸点100℃，在储器破裂时也会发生蒸汽爆炸。