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1、锅炉爆炸能量计算 锅炉爆炸对周围环境产生破坏的能量来自两方面：锅筒内的高 压蒸汽膨胀。 由于锅炉爆炸是在极短的时间内发生的，高压蒸汽来不 及与外界热交换， 释放的能量可视为绝热膨胀所作的功。饱和水迅 速汽化、继续膨胀所作的功。当锅筒破裂、筒内液面压力瞬时下降为 大气压，原工作压力下高于100的饱和水此时变得极不稳定，变成 在大气压下难以存在的“过饱和水”, 其中一部分即瞬时汽化，体积 骤然膨胀许多倍，在容器周围空间形成爆炸。两者相比，后者所产生 的能量远远大于前者。 爆炸能量在向外释放时以冲击波能量、碎片能 量和容器残余变形能量等三种形式表现出来。据介绍，后二者所消耗 的能量只占总爆炸能量的3
2、% 15% ，也就是说大部分能量是产生空气 冲击波。 假若1台20t/h 的锅炉总容量为 20m 3，其中水量 15m3，蒸汽 5m3，工 作压力 ( 表压)，计算其爆炸时对周围人员及建筑物的伤害( 破坏) 作 用，可按下列程序进行。 1) 锅炉爆炸能量 计算锅炉爆炸产生的能量: =+=+ 式中, 总释放能量； 爆炸能量蒸汽； 饱和水爆炸能量； 蒸汽体积； 饱和水体积； 蒸汽爆炸能量系数； 饱和水爆炸能量系数。 表 6-2 常用压力下 CS、CW值（kJ/m 3） 表压力 /MPa 10 2 10 3 10 3 10 3 10 3 10 4 10 4 10 4 10 4 10 5 该锅炉爆炸总
3、释放能量为: =10 35+10415=103(kJ) 2)锅炉爆炸能量换算成TNT当量 将锅炉爆炸能量换算成TNT当量，其关系式为 : =/ TNT 式中, 为 1kg TNT 的爆炸能量，取平均爆破为4500kJ/kg 计 算。 =10 3/ 103215(kg) 即该锅炉爆炸约相当于215kg TNT 炸药的爆炸能量，因而对周围 环境能产生较大的破坏力。 3）求爆炸试验的模拟比爆炸试验的模拟比 =(/ 0) 1/3 式中, 炸药爆炸试验的模拟比; 0为取 1000kg TNT 4）求模拟爆炸试验中的相当距离0 在 1000kg TNT模拟爆炸试验中的相当距离R0=R/a。根据公式 R=a
4、 R0，人员伤害超压准则及建筑物破坏的超压准则，即可计算出锅炉 爆炸时 , 其冲击波超压能量造成人员伤害及建筑物损坏的距离R 值， 见表 6-3、表 6-4。 表 6-3 冲击波超压对人体的伤害作用 超压 P/MPa 伤害程度R0/mR/m 轻微损伤5533 听觉器官损伤, 内脏轻微出 血, 骨折 . 42 内脏严重损伤 , 可引起死亡33 大部分人员死亡23 表 6-4 冲击波超压对建筑物的破坏作用 超压P/MPa损坏程度R0/mR/m 窗框损坏68 墙裂缝5533 墙大裂缝 , 屋瓦掉下37 木建筑厂房房柱折断 , 房架松 动 29 砖墙倒塌27 防震钢筋混凝土破坏 , 小房屋 倒塌 23 大型钢架结构破坏17 注: 表 2、表 3 中符号“”含义 , 以伤害破坏程度对区域内有无而论 断的。 由此可见 , 该锅炉发生爆炸时 , 距爆炸中心以内的人员将大部分死 亡，并且此死亡范围内的防震钢筋混凝土破坏，小房屋倒塌，大型钢 架结构破坏。
