安全评价师

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（2）求最小割（径）集

直接计算最小割集，事故树结构函数

T=X1A1= X1（B1+ B2）= X1（C1+ C2+ X8+ X9）

= X1（X2+ X3+X4+ X5+ X6+ X7+X8+X9）

= X1 X2+ X1 X3+ X1 X4+X1 X5+X1 X6+X1 X7+X1 X8+X1 X9

从而得到8组最小割集为：

（3）结构重要度分析：

因为X1在所有最小割集中出现，所以XФ⑴最大，而X2～X9均在最小割集中出现一次，且它们所对应割集阶数均为2，而最大出现次数为1。由此得：

Iφ⑵＝Iφ⑶＝Iφ⑷＝Iφ⑸＝Iφ⑹＝Iφ⑺＝Iφ⑻＝Iφ⑼

所以结构重要次序为：

Iφ⑴＞Iφ⑵＝Iφ⑶＝Iφ⑷＝Iφ⑸＝Iφ⑹＝Iφ⑺＝Iφ⑻＝Iφ⑼

（4）预防锅炉严重腐蚀措施：

通过对事故树的定性分析，得出8个最小割集，即锅炉腐蚀的可能性有8种。其主要原因为没有定期检查(X1)，其次条件是X2～X9。为防止锅炉严重腐蚀采取以下措施：

①每年必须按规定对锅炉进行定期年检，测定其壁厚，根据检验结果采取相应措施；

②按规定控制运行锅炉炉水碱度和相对碱度，锅炉给水的含氧量必须控制在规定范围内。

③切实加强停炉保养工作，停运锅炉应保持锅炉四周空气干燥

④运行时尽可能少用含硫较大的燃料，并防止尾部低温硫腐蚀。

11.4锅炉爆炸分析计算

11.4.1锅炉爆炸分析

锅炉爆炸形式有两种：一种是某受压部件(主要是汽包等)遭到严重损坏，锅炉内汽水混合物以极高的速度从破裂处喷射出来，导致锅炉爆炸；另一种是燃料在炉膛内瞬间突然爆燃，导致炉膛爆炸。以下主要针对锅炉爆炸过程及危害进行分析计算。

(1)锅炉爆炸过程

锅炉爆炸两个过程：第一过程是锅炉受压元件，主要是锅筒的筒体或封头等主要受压元件的最薄弱处及焊缝等，由于强度不够，在介质工作压力下发生破裂；第二过程是当锅炉受压元件破裂后，锅炉内的介质，即一定压力下的带有能量的饱和水和饱和蒸汽从破口处急速冲出来，在一瞬间，锅炉内的全部介质从原来的工作压力骤降到一个绝对大气压，饱和水和饱和蒸汽所含的巨大热能使水汽化，使蒸汽体积进一步膨胀，体积可以扩大上千倍，大量的热能转为机械能，形成具有很大破坏力的爆炸。

(2)爆炸危害

锅炉爆炸主要指锅炉汽包内筒体、封头或焊缝破裂引起的爆炸，锅炉在运行状态下，锅炉汽包内水汽所占容积之比一般为5:3，即水所占容积大于汽，若锅炉为上下二个汽包，则上汽包为汽水混合物，下汽包为饱和水。

爆炸所产生的危害主要有二方面：一是锅炉的饱和水和饱和蒸汽膨胀放出的能量引起的危害；二是锅炉内的热蒸汽及部分饱和水迅速蒸发产生大量蒸汽向四周扩散引起的危害。据分析，水容量越大的锅炉，压力愈高，造成的爆炸危害越严重。

11.4.2锅炉爆炸能量计算

（1）锅炉爆炸能量UB计算

公司锅炉型号为SHL20-25-400A型。出蒸汽量Q=20t/h，P=2.45MPa，其正常水容量为26m3以上。

正常运行状态下，锅炉水容积：汽容积=5:3，则汽容积约为16M3以上。2.45MPa饱和蒸汽爆炸能量系数Cs及饱和水爆炸能量系数Cw，通过查表分别为Cs=6.24×106J/m3,Cw=9.56×107J/m3。

爆炸能量UB为饱和蒸汽释放能量US及饱和水释放能量UW之和。即UB=US+UW

US=CSVS=6.24×106×16=9.98×107J/m3

UW=CWVW=9.56×107×26=2.44×109J/m3

UB=US+UW=9.98×107+2.48×109=2.58×109J

（2）TNT当量的计算

将爆炸能量UB换算成TNT当量。取1kgTNT炸药爆炸能量

qTNT=4.5×106J/kg，则

QTNT=UB/qTNT=2.58×109/4.5×106=573(kg)

（3）其他计算

死亡半径R1=11.07（m）

重伤半径R2=31.47（m）

轻伤半径R3=57.37（m）

计算过程与第十章沼气储槽相同，故省略。

（4）小结

故锅炉爆炸时相当573kgTNT威力。爆炸时不仅将锅炉摧毁，而且波及整个厂房、其它设备及人员。

11.4.3锅炉爆炸时高温高压蒸汽占有空间VB′计算

锅炉爆炸时，高压蒸汽迅速膨胀，体积增大，并放出大量热量，在其占有的空间范围内，人员将被烫伤。锅炉饱和蒸汽及饱和水的体积膨胀系数分别为GS和GW，其值通过查表分别为：Gs=17.3，Gw=299。

锅炉爆炸烫伤范围VB′计算：

VB′= VSGS + VWGW

=16×17.3+26×299

=277+7774

=8051m3

设蒸汽以半球形向地面扩散，则其扩散半径RS为

即以锅炉为中心，直径为31.4m，高为15.7m范围内人员受到严重烫伤。

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