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Explosions dans les fours des chaudières fonctionnant au combustible gazeux. Pourquoi les chaudières domestiques explosent-elles et comment les faire fonctionner en toute sécurité ?

CDU 614.8.084

Destructions et accidents du travail

lors d'explosions de chaudières à vapeur.

Causes des explosions de chaudières à vapeur et leur prévention

GOUVPO "Moscou Université d'État service"

Moscou

Réalisé analyse comparative chaudières à eau chaude utilisées dans processus technologiques un certain nombre d'entreprises de services. En particulier pour l'approvisionnement autonome des plantes Nettoyage à sec et les blanchisseries.

Lors de l'explosion, une modification physique ou chimique se produit dans la substance, accompagnée du dégagement instantané de grande quantitéénergie.

Lorsqu'une chaudière à vapeur explose, la pression à l'intérieur chute fortement et l'eau s'évapore instantanément. Le volume occupé par cette vapeur sera 700 fois supérieur au volume d’eau.

Dans tous les cas d’accidents de chaudières à vapeur, les conséquences sont :

§ effondrement des structures des bâtiments ;

§ destruction à l'extérieur des bâtiments ;

Des parties de la chaudière se dispersent sur une distance allant jusqu'à 300 à 400 m, provoquant des destructions au-delà du territoire de l'entreprise.

Si les chaudières à vapeur ne fonctionnent pas correctement, les causes des explosions sont : une quantité d'eau insuffisante, une grande couche de tartre sur les parois, dépassant la pression de conception.

S'il n'y a pas assez d'eau dans la chaudière (de l'eau est perdue), les parois surchauffent, puisque la chaleur des gaz chauds, destinés à chauffer et évaporer l'eau, n'est pas évacuée.

En conséquence, la résistance mécanique du métal des parois de la chaudière diminue et des renflements se forment. Avec une nouvelle augmentation de la pression dans la chaudière, des fissures apparaissent au niveau des renflements et la chaudière explose.

Le désir de reconstituer l'eau perdue dans la chaudière en la fournissant immédiatement ne fait qu'accélérer l'explosion de la chaudière, car l'eau, tombant sur les parois surchauffées, s'évapore instantanément et une pression dépassant la pression de conception apparaît dans la chaudière.

Le dépôt de tartre sur les parois internes de la chaudière dû à l'eau et dû à un nettoyage intempestif entraîne également une surchauffe des parois de la chaudière et une diminution de sa résistance.

De plus, des explosions sont possibles en raison de défauts de métal, de soudures et de rivets ; modifications de la structure des parois métalliques pendant le fonctionnement (changements de température, effets chimiques de l'eau et de la vapeur) ; violation de la résistance du métal en raison d'une technologie de fabrication de chaudière incorrecte.

Afin d'éviter les accidents des chaudières à vapeur, leur installation, leur inspection et leur fonctionnement doivent être effectués conformément aux règles de Rostechnadzor « Règles de conception et fonctionnement sûr récipients fonctionnant sous pression", PB - 10 - 115 - 06. Ces règles s'appliquent aux chaudières à vapeur fixes et mobiles, aux réchauffeurs de vapeur, aux économiseurs d'eau avec une pression de fonctionnement supérieure à 0,7 MPa, ainsi qu'aux chaudières à eau chaude avec une température de chauffage de l'eau supérieure à 115°C.

L'épaisseur nominale de la paroi du tambour est considérée comme étant d'au moins 6 mm, à l'exception des chaudières d'une capacité de vapeur ne dépassant pas 0,7 t/h à une pression de service ne dépassant pas 5 MPa, pour lesquelles l'épaisseur nominale de la paroi est considérée comme étant d'au moins 4 mm.

Riz. 1. Schéma d'installation des instruments de contrôle et de mesure sur chaudière à vapeur:

VUV – plus haut niveau eau; NUV – niveau d'eau le plus bas ; 1 – dispositifs indicateurs d'eau à action directe ; 2 – thermomètre ; 3 – thermocouples ; 4 – manomètre ; 5 – soupape de sécurité.

Il convient de garder à l’esprit qu’à mesure que la température de la paroi de la chaudière augmente, la contrainte nominale admissible diminue.

Pour la fabrication de chaudières à vapeur, on utilise de l'acier au carbone ou allié (tôles, tuyaux).

Des dispositifs indiquant le niveau d'eau dans la chaudière, la pression de la vapeur et la température de l'eau et de la vapeur sont installés sur la chaudière à vapeur. Un contrôle constant du niveau d'eau est effectué par au moins deux dispositifs indicateurs d'eau à action directe (voir Fig. 1).

Le dispositif indicateur d'eau est doté d'un dispositif de protection pour éviter les dommages dus au bris de verre.

Les chaudières sont également équipées d'un dispositif qui déclenche automatiquement une alarme sonore ou lumineuse concernant les niveaux d'eau maximaux.

Les jauges de niveau automatiques sont structurellement divisées en flotteur, électromagnétique et ionisation.

Un bouchon de sécurité en alliage plomb-étain à faible point de fusion est installé dans la paroi de la chaudière, du côté du plafond du four. S'il n'y a pas assez d'eau dans la chaudière la partie supérieure la chaudière (palatale) arrête de refroidir, puis le bouchon, chauffé par les fumées, fond. La vapeur commencera à s'échapper dans le trou résultant et éteindra le feu dans la chambre de combustion. Le bruit qui en résulte sera également le signe d'une perte d'eau dans la chaudière.

Pour assurer un approvisionnement ininterrompu en eau de la chaudière, deux pompes sont installées, dont une de secours. L'entraînement de ces pompes doit être séparé en termes d'énergie utilisée (par exemple, l'une avec un entraînement électrique et l'autre avec un entraînement à vapeur).

Des thermomètres ou thermocouples pour mesurer la température de l'eau sont installés sur la canalisation d'alimentation et pour la vapeur - à sa sortie de la chaudière. Le manomètre surveille la pression réelle de la vapeur dans la chaudière, le surchauffeur ou l'économiseur. La pression de fonctionnement maximale autorisée par cette chaudière est indiquée sur l'échelle du manomètre par un trait rouge.

Le fonctionnement des manomètres est effectué conformément aux règles établies et un calendrier de leur inspection périodique, au cours de laquelle ils sont scellés. En cas d'absence de scellé, de dysfonctionnement du mécanisme ou de non-respect des délais de contrôle, l'utilisation de manomètres n'est pas autorisée.

Si la pression de service dans la chaudière est dépassée, la soupape de sécurité entre en action. Sur les chaudières d'une capacité supérieure à 100 kg/h, deux soupapes de sécurité sont installées, communiquant avec l'espace vapeur de la chaudière. L'un d'eux est un contrôle, avertissant par un signal de la pression maximale dans la chaudière, et l'autre libère automatiquement l'excès de vapeur.

Tableau 1

Pression dans les chaudières à eau chaude

Nominal surpression, MPa	Pression au début de l'ouverture des soupapes de sécurité
	Soupape de commande	Vanne de travail
De 60 à 140	Рр +0,2 MPa	Рр +0,3 MPa

Notez, Рр – pression de service.

Les soupapes de sécurité sont conçues pour protéger les chaudières contre un dépassement de la pression de conception de plus de 10 %. De par leur conception, les soupapes de sécurité sont divisées en ressort, levier et impulsion. Les soupapes de sécurité des chaudières à vapeur sont régulées à une pression ne dépassant pas les valeurs indiquées dans le tableau. 1. Lorsqu'elle est complètement ouverte, la soupape de sécurité doit laisser passer la vapeur pour une pression de 0,7 à 120 MPa.

Les chaudières à vapeur avec chambre de combustion de combustible sont équipées d'un dispositif automatique qui arrête l'alimentation en combustible des brûleurs lorsque le niveau d'eau descend en dessous de la limite admissible (TOUS) (voir Fig. 1). Chaudières fonctionnant sur combustible gazeux, disposer d'un dispositif automatique qui arrête l'alimentation en gaz des brûleurs lorsque la pression de l'air descend en dessous du niveau admissible.

Avant la mise en service, la chaudière à vapeur installée est présentée à Rostechnadzor pour enregistrement. Dans ce cas, il est présenté documentation technique pour la chaudière, chaufferie, certificat de qualité d'installation de la chaudière et analyse en laboratoire de l'eau utilisée pour l'alimenter.

Le contrôle technique d'une chaudière à vapeur, réalisé par Rostechnadzor, vise à établir la sécurité de son fonctionnement. Elle est réalisée avant la mise en service de la chaudière, périodiquement pendant le fonctionnement et avant la date prévue (par exemple, après réparation ou mise en service après conservation).

L'inspection des chaudières est effectuée par une inspection interne et des tests hydrauliques. Lors de l'inspection, l'état des parois de la chaudière, des joints, des tuyaux, des mécanismes auxiliaires et de l'instrumentation est vérifié.

La chaudière à vapeur, le surchauffeur, l'économiseur et les raccords sont soumis à des tests hydrauliques. La chaudière à vapeur est testée sous pression de service et d'essai (voir tableau 2).

Tableau 2

Pression de la chaudière à vapeur.

Les essais hydrauliques sont effectués avec de l'eau à une température d'au moins 5°C et maintenue sous pression d'épreuve pendant au moins 5 minutes.

Si lors de cet essai aucune fuite, rupture ou déformation des pièces de la chaudière n'est détectée, on considère que la chaudière a résisté essai hydraulique.

Les résultats de l'examen technique sont consignés dans le passeport chaudière.

Le fonctionnement sûr des chaudières à vapeur est assuré par des mesures de protection des parois de la chaudière contre le tartre : l'eau est traitée avant d'entrer dans la chaudière. La méthode de traitement de l’eau (adoucissement) est établie après son analyse en laboratoire. L'adoucissement de l'eau d'alimentation avec une solution sodocalcique, suivi d'un nettoyage et d'une filtration, permet de séparer le tartre avant que l'eau n'entre dans la chaudière. L'anticalcaire est introduit dans la chaudière avec de l'eau. Dans ce cas, un film se forme sur les parois de la chaudière, ce qui évite les dépôts de tartre. Ce dernier se dépose au fond et est retiré lors du soufflage et du lavage de la chaudière. Le traitement magnétique de l'eau d'alimentation des chaudières est également pratiqué en la faisant passer dans des champs magnétiques. À la suite de ce traitement, une couche de tartre, comme d'habitude, ne se dépose pas sur les parois de la chaudière, mais seule une poudre libre et facilement lavée se forme. De plus, cette eau acquiert la propriété de dissoudre le tartre préalablement formé sur les parois de la chaudière.

Pour éviter les brûlures lors du retrait des cendres et des scories de la chaufferie, les travailleurs doivent travailler avec des respirateurs, des lunettes de protection, des combinaisons en toile, des bottes en cuir et des gants. Les cendres chaudes et les scories sont remplies d'eau dans des bunkers.

Lors de travaux dans des conduits de gaz et des chaudières, seul l'éclairage électrique est autorisé à une tension ne dépassant pas 12 V.

Pour l'évacuation nécessaire du personnel de maintenance en cas d'incendie, au moins deux sorties vers l'extérieur sont aménagées dans les chaufferies. Pour éteindre un incendie à temps, la chaufferie est équipée de matériel d'extinction d'incendie.

La chaufferie est reliée aux principaux consommateurs de vapeur par téléphone ou autre moyen de signalisation.

L'éclairage des instruments de contrôle et de mesure doit être d'au moins 50 lux. L'éclairage de secours est doté d'une alimentation indépendante.

2017-06-23 Evgueni Fomenko

Causes de surchauffe de la chaudière

Il existe de nombreuses raisons différentes pour lesquelles cela peut se produire, essayons de les examiner à l'aide des exemples de chaudières avec différentes façons travail.

Gaz

La première raison pour laquelle une chaudière à gaz surchauffe et que le liquide qu'elle contient bout est le manque de circulation dans le circuit de chauffage. La raison en est que les filtres sont bouchés ou que le circuit de chauffage est devenu aéré. Il est nécessaire d'inspecter tous les filtres, de les laver et, si nécessaire, de les remplacer par des neufs. Si le problème réside dans l’aération, il est nécessaire d’évacuer l’air. Très souvent, cette situation se produit dans les anciens appareils à gaz Compagnie Navien.

La raison suivante pourrait être un simple blocage par du tartre, c'est-à-dire que des particules de plaque se sont décollées et ont obstrué le conduit. Dans le même temps, pendant le fonctionnement, il peut y avoir des clics ou des sons comme s'il s'agissait d'un coup. La solution est assez simple : vous devez nettoyer l'appareil à l'aide d'un produits chimiques, ou en utilisant des acides.

Il est également possible qu'il y ait eu une longue période de non-utilisation du système, puis son démarrage sans tests préalables. système de ventilation. Lors du démarrage, il peut y avoir du bruit et l'appareil affichera une erreur concernant une circulation insuffisante. Cela peut être dû au blocage de la pompe en raison de son inactivité. Vous devez démonter la pompe et la laver, puis la redémarrer.

Un mélange gaz-air de mauvaise qualité peut provoquer une explosion ; il existe des limites inférieures et supérieures auxquelles une explosion se produit.

Une autre raison est le non-respect des recommandations concernant le lieu d'installation de l'équipement. Si la pièce a humidité élevée air ou basse température, le métal à partir duquel la chaudière est fabriquée se détériorera. Une corrosion peut se produire si du carburant au soufre est utilisé.

Après tout, il existe des zones qui ne peuvent pas être complètement nettoyées par soufflage, par exemple les interstices des tuyaux et des cloisons. Si la chaudière est constamment en état de marche, l'humidité ne peut pas l'endommager, mais lorsqu'elle est éteinte, les cendres, ainsi que la surface du revêtement, absorbent l'humidité, ce qui entraîne ensuite de la corrosion, ce qui peut à son tour entraîner la formation de gaz. fuite et explosion.

Les utilisateurs se demandent souvent pourquoi l'eau gargouille ; il peut y avoir plusieurs raisons. La première est que la pompe est en panne ou se bloque, que le liquide de refroidissement bout et que des sons similaires se font entendre. Deuxièmement, la batterie est obstruée.

Si votre appareil surchauffe, vous devez suivre ces étapes pour le résoudre :

Rincer l'échangeur de chaleur

Vérifiez le tirage dans la cheminée, faites attention s'il y a une odeur de monoxyde de carbone pendant le fonctionnement.

Combustible solide

Travail très souvent anormal chaudière à combustible solide le chauffage est relié à mauvais choix des modèles. Autrement dit, lors du choix d'une chaudière à bois, l'utilisateur privilégie un appareil doté d'un grand foyer, conçu pour chauffer une surface de plus de 150 m2.

Cependant, si vous disposez d'une pièce chauffée de seulement 70 m2, cela entraînera une surchauffe de l'appareil. Et aussi à une augmentation de la pression dans la chaudière, pouvant à terme conduire à une explosion. Une autre raison pourrait être une installation incorrecte, car souvent une tâche aussi responsable n'est pas confiée à des spécialistes qualifiés, mais à des gens de la rue.

La prochaine situation qui peut augmenter la tension artérielle est celle d'une coupure soudaine d'électricité et, par conséquent, pompe de circulation. Le liquide de refroidissement cesse de circuler dans le système de chauffage, la pression augmente fortement et le liquide commence à bouillir rapidement, tout cela peut conduire à un accident.

Pompe de circulation dans le système de chauffage

Que faire si cela se produit ? Coupez l'alimentation en combustible de la chambre de combustion ; il est strictement interdit d'éteindre la flamme avec de l'eau, car cela pourrait entraîner des brûlures thermiques de la peau et une explosion de la chaudière. Pour éteindre la flamme en toute sécurité, vous pouvez utiliser du sable et des cendres.

Vapeur

Voyons quelles sont les principales raisons pour lesquelles une chaudière peut exploser. Si le niveau de liquide dans la chaudière à vapeur est fortement réduit. Cette raison est la plus courante en raison d'une diminution du liquide, les parois surchauffent au-dessus du maximum ; valeur admissible. Des changements se produisent dans la structure chimique du métal, sa résistance diminue et lorsqu'une pression est appliquée sur les parois, elles explosent, ce qui conduit finalement à une explosion.

Si le niveau de l’eau baisse, il ne faut en aucun cas la remplir. eau froide, cela conduira au coma, le métal perdra sa ductilité, sa fragilité augmentera et des fissures se formeront. Si une diminution du niveau d'eau est détectée, il est nécessaire d'éteindre progressivement l'appareil et d'arrêter l'alimentation en carburant. Une fois refroidi, remplissez-le de liquide jusqu'au niveau spécifié, puis redémarrez-le.

Pour éviter que le niveau de liquide ne descende jusqu'à une valeur critique, il doit être équipé d'un dispositif qui contrôle les niveaux supérieur et limites inférieures niveau de liquide, et si un écart entre les valeurs est détecté, arrêter l'alimentation en carburant.

Liquide de qualité insuffisante. Se produit en raison d'un changement composition chimique l'eau, et le plus souvent, une augmentation de sa dureté, à mesure que les dépôts de tartre augmentent. Si l’eau qui coule dans votre canalisation ne répond pas aux spécifications indiquées dans les instructions, vous devez la nettoyer.

Pour cela, une solution sodocalcique, sodium, précipitation de phosphate est utilisée, elle peut également être purifiée par cationisation, cette méthode consiste à filtrer l'eau à travers matériel spécial cation.

La formation de tartre sur les éléments internes, qui se forme à la suite de l'accumulation de sels contenus dans le liquide d'alimentation. Cela peut être évité en utilisant des filtres de nettoyage installés avant d'entrer dans l'appareil. S'il s'est déjà accumulé, il est nécessaire de nettoyer la chaudière afin d'éviter une surchauffe. La couche de tartre ne doit pas dépasser 0,5 mm pour un bon fonctionnement de l'appareil.

Accumulation de gaz explosif dans la chambre de combustion, résultant d'un mauvais fonctionnement du système de ventilation ou de l'alimentation en carburant.

Les explosions d'appareils sont souvent causées par des défauts ou un dysfonctionnement des composants principaux, une diminution de leur marge de sécurité due à un mauvais fonctionnement, une panne des capteurs de contrôle ainsi que des appareils de mesure.

Augmentation de la pression de travail. La principale raison d'un tel dysfonctionnement est la défaillance des éléments de sécurité, ainsi que le non-respect du régime établi.

Groupe de sécurité chaudière de chauffage

Afin d'identifier à temps un dysfonctionnement, il est nécessaire de les soumettre périodiquement à un contrôle technique (une fois par an), ainsi que des tests pour plus de sécurité, et de les réaliser non seulement comme prévu.

Électrique

Causes de surchauffe des chaudières électriques :

Mesures préventives et prévention de la surchauffe

Les mesures visant à prévenir et à prévenir les situations d'urgence sont les suivantes :

Installer un circuit supplémentaire pour refroidir une chaudière fonctionnant au combustible solide. DANS chaudière à double circuit lorsque le liquide de refroidissement augmente, le liquide peut être refroidi grâce au système d'alimentation en eau.
Installation capacité tampon , il empêchera la chaudière de bouillir, prendra en charge les excès de température et pourra également stocker de la chaleur pour le circuit de chauffage.
Besoin d'installer la source Alimentation sans interruption . En cas de panne de courant, l'alimentation sans interruption s'allumera automatiquement, l'énergie proviendra de la batterie et le système continuera de fonctionner.
Périodiquement nettoyer le système de ventilation.

Principe de fonctionnement du système de chauffage

Pour le décrire très brièvement, alors le principe système de chauffage dans une maison privée, c'est qu'un certain liquide, qu'il s'agisse d'eau ou d'antigel fréquemment utilisé, est chauffé dans la chaudière à une température spécifiée par l'utilisateur.

Schéma du système de chauffage

Il circule ensuite dans le conduit de chauffage (tuyau) jusqu'aux radiateurs, où il dégage sa chaleur, puis recircule par un circuit de retour vers appareil de chauffage. Là, ça se réchauffe à nouveau, c'est essentiellement un circuit fermé.

Il existe deux types de système :

Monotube. C’est le plus économique et le plus simple à mettre en œuvre. Il a la forme d'un anneau dans lequel le radiateurs de chauffage. Le liquide de refroidissement circule en cercle, tandis que le liquide le plus chaud s'écoule vers le premier radiateur, qui partage de la chaleur avec lui et perd en même temps plusieurs degrés, tandis que le liquide de refroidissement, déjà considérablement refroidi, atteint le cinquième ou le sixième radiateur.
La solution pour sortir de cette situation, afin que les batteries ne refroidissent pas, consiste à augmenter le nombre de sections avec chaque radiateur suivant, afin que les pertes de chaleur ne soient pas si perceptibles. Ou augmentez la température du liquide de refroidissement dans la chaudière, ce qui entraînera des coûts importants.
Cependant, vous pouvez installer une pompe de circulation qui augmentera artificiellement la vitesse de déplacement du liquide de refroidissement et, par conséquent, réduira les pertes de chaleur, ce qui réduira également légèrement l'intervalle de chauffage. Cependant, il y a ici un inconvénient, à savoir les coûts énergétiques.
Double tube, plusieurs fois supérieur en performance énergétique. Il s'agit de diviser le liquide de refroidissement en deux sorties, ce qui réduit de moitié les pertes de chaleur. Ils ont un circuit de retour commun.
Cependant, pour construire un tel système, il faudra deux fois plus plus de tuyaux, Vannes d'arrêt, capteurs. Le plus souvent utilisé dans les pièces gazéifiées.

Chaudières à vapeur et à eau chaude– les appareils dotés de fours pour brûler du combustible et destinés à produire de la vapeur et eau chaude utilisé à l'extérieur des chaudières elles-mêmes ; Le processus de chauffage se produit à une pression supérieure à la pression atmosphérique.

Chez PMP, les chaudières à vapeur sont utilisées pour préparer la vapeur, et les chaudières et les chaudières à eau chaude sont utilisées pour préparer l'eau chaude. divers types et des dessins.

Les principales causes d’explosions de chaudières à vapeur sont :

1. Perte d'eau (forte diminution du niveau d'eau dans la chaudière).

La perte d'eau dans la chaudière entraîne :

a) surchauffe de la chaudière dans la section de combustion. La paroi de la chaudière chauffe au-dessus de la température critique. Où propriétés mécaniques Le métal change, sa résistance diminue et sous la pression de la vapeur, les parois explosent, ce qui peut provoquer une explosion.

b) de l'eau pénétrant dans les parois surchauffées de la chaudière. Pour éviter que l'eau ne tombe en dessous du niveau admissible, les chaudières doivent être équipées de dispositifs de contrôle automatique des niveaux d'eau limites supérieure et inférieure, d'arrêt automatique de l'alimentation en combustible des brûleurs, de deux indicateurs d'eau à action directe, etc.

2. Dépassement de la pression admissible dans la chaudière. Il s'agit d'une violation du mode de fonctionnement spécifié, d'un dysfonctionnement de l'équipement de sécurité. Pour éviter de dépasser la pression admissible, les chaudières sont équipées de manomètres et de soupapes de sécurité.

Les manomètres sont vérifiés par les autorités du Gosstandart une fois tous les 1 an et une fois tous les 6 mois, ils sont vérifiés dans l'entreprise avec un manomètre de contrôle.

3. Formation d'échelle. Régime hydrique insatisfaisant, c'est-à-dire une violation de la qualité et de la dureté de l'eau alimentant la chaudière provoque le dépôt de boues et de tartre à l'intérieur. des parois de la chaudière et une surchauffe des parois de la chaudière sont observées.

4. Défauts et dysfonctionnements des principaux éléments structurels de la chaudière, leur réduction force mécanique V pendant le fonctionnement, dysfonctionnement des équipements de sécurité et des instruments de mesure.

5. Explosion des gaz provenant de la chambre de combustion de la chaudière. Raison : violation des modes de fonctionnement des dispositifs de tirage ou d'alimentation en carburant.

Pour une détection rapide défauts possibles chaudières, elles sont soumises à un contrôle technique, qui est effectué par les inspecteurs de Promatomnadzor en présence du responsable de la chaufferie. Une inspection interne est prévue une fois tous les 4 ans et des tests hydrauliques une fois tous les 8 ans, pression d'épreuve (1,25 - 1,5) P de fonctionnement.

Les chaudières qui ne sont pas soumises à enregistrement auprès des autorités de Promatomnadzor sont inspectées par le responsable de l'exploitation : inspection interne une fois tous les 1 à 2 ans après nettoyage et réparation, tests hydrauliques une fois tous les 6 ans.

L'entretien des chaudières à vapeur peut être confié à des personnes âgées d'au moins 18 ans ayant subi un examen médical, formées au programme approprié et disposant d'une attestation de la commission de qualification pour le droit d'entretenir les chaudières. Ces personnes sont retestées :

Lors du passage de la chaudière à un autre combustible ;

Périodique, une fois tous les 12 mois ;

Lors d'un déménagement dans une autre entreprise.

Chaudières à vapeur et à eau chaude– les appareils équipés de fours pour brûler du combustible et conçus pour produire respectivement de la vapeur et de l'eau chaude, utilisés en dehors des chaudières elles-mêmes ; Le processus de chauffage se produit à une pression supérieure à la pression atmosphérique.

Chez PMP, des chaudières à vapeur sont utilisées pour préparer de la vapeur, et des chaudières et des chaudières à eau chaude de différents types et conceptions sont utilisées pour préparer de l'eau chaude.

Les principales causes d’explosions de chaudières à vapeur sont :

Perte d'eau (forte diminution du niveau d'eau dans la chaudière).

La perte d'eau dans la chaudière entraîne :

a) surchauffe de la chaudière dans la section de combustion. La paroi de la chaudière chauffe au-dessus de la température critique. Dans ce cas, les propriétés mécaniques du métal changent, sa résistance diminue et sous la pression de la vapeur, les parois explosent, ce qui peut provoquer une explosion.

Les manomètres sont vérifiés par les autorités du Gosstandart une fois tous les 1 an et une fois tous les 6 mois, ils sont vérifiés dans l'entreprise avec un manomètre de contrôle.

Formation d'échelle. Régime hydrique insatisfaisant, c'est-à-dire la violation de la qualité et de la dureté de l'eau alimentant la chaudière provoque le dépôt de boues et de tartre à l'intérieur. des parois de la chaudière et une surchauffe des parois de la chaudière sont observées.

Défauts et dysfonctionnements des principaux éléments structurels de la chaudière, diminution de leur résistance mécanique pendant le fonctionnement, dysfonctionnement des équipements de sécurité et des instruments de mesure.

Explosion des gaz de la chambre de combustion de la chaudière. Raison : violation des modes de fonctionnement des dispositifs de tirage ou d'alimentation en carburant.

Afin d'identifier en temps opportun d'éventuels défauts des chaudières, celles-ci sont soumises à un contrôle technique effectué par les inspecteurs de Promatomnadzor en présence du responsable de la chaufferie. Une inspection interne est prévue une fois tous les 4 ans et des tests hydrauliques une fois tous les 8 ans, pression d'épreuve (1,25 - 1,5) P de fonctionnement.

Lors du passage de la chaudière à un autre combustible ;

Périodique, une fois tous les 12 mois ;

Lors d'un déménagement dans une autre entreprise.

44 Causes des explosions de bouteilles et leur prévention

Les entreprises alimentaires utilisent une variété de gaz destinés au stockage, au transport et à l'utilisation de gaz comprimés (N 2 , O 2 , air, sulfure d'hydrogène), liquéfiés (NH 3 , SO 2 , CO 2 , réfrigérants) et dissous (acétylène), le pression dans laquelle est de 30 à 150 atm. Les entreprises PMP utilisent des bouteilles en acier pour l'acétylène, l'oxygène, le dioxyde de carbone, l'ammoniac et les gaz inflammables, peintes d'une certaine couleur en fonction des gaz qu'elles contiennent.

Les raisons des explosions de cylindres peuvent être communes à tous les cylindres, ainsi que spécifiques à certains :

Les raisons courantes incluent :

1. La présence de microfissures et de corrosion qui réduisent la résistance des cylindres.

2. Chocs ou chutes de cylindres, notamment à des températures élevées ou basses températures, parce que dans le premier cas, la pression dans le cylindre augmente fortement en raison de l'échauffement du gaz qu'il contient, et dans le second, le métal devient cassant.

Les explosions des bouteilles dues aux chocs et aux chutes sont évitées en augmentant leur résistance mécanique grâce à l'utilisation de matériaux et de méthodes de fabrication spéciaux, au contrôle qualité de la fabrication, à la fourniture de capuchons de sécurité et de chaussures de support, au respect des règles de transport et d'exploitation. Pour la fabrication de cylindres, des tuyaux en acier au carbone sans soudure sont utilisés. Et pour les bouteilles basse pression (jusqu'à 3 MPa), l'utilisation de bouteilles soudées est autorisée.

3.Débordement des cylindres gaz liquéfié sans laisser un volume libre normalisé d'environ 10% du volume total du cylindre.

4.Influence hautes températures. Sous l'influence des températures élevées et de la lumière du soleil, une forte augmentation de la pression dans la bouteille se produit, par exemple, lorsque la température monte de 10 à 50 0 C dans une bouteille d'ammoniac, la pression augmente de 6 atm à 600, sa destruction se produit, parce que pression admissible bouteille d'ammoniac 100 atm. Par conséquent, la distance des appareils de chauffage est d'au moins 1,0 m et d'un feu ouvert de 5 m.

La pression dans le cylindre est déterminée par la formule : P= *(t 1 -t 2)

α - coefficient de dilatation volumétrique thermique ;

β - taux de compression volumétrique ;

t 1,t 2 - température initiale et finale du cylindre, 0 C

5. Remplissage incorrect de la bouteille avec un autre gaz. Par conséquent, pour éviter les explosions dues à un prélèvement de gaz incorrect ou rapide, les bouteilles sont équipées d'une vanne à travers laquelle le gaz est rempli ou évacué. Le robinet de la bouteille est protégé par un capuchon. Les vannes ont des filetages différents : pour les gaz inertes et l'oxygène, les vannes ont un filetage à droite, et pour les vannes combustibles - un filetage à gauche, et pour l'acétone - un collier. De plus, les cylindres sont marqués, c'est-à-dire sont peints en Couleurs différentes, sont fournis avec les inscriptions et les rayures appropriées.

Par exemple, l'azote : la couleur du cylindre est noire, l'inscription est l'azote, la couleur de l'inscription est jaune, la couleur de la bande est marron ; dioxyde de soufre : cylindre noir, inscription soufre, inscription blanche, bande jaune.

L'accumulation ou le retrait rapide du gaz des bouteilles s'accompagne d'un échauffement soudain du gaz. Ainsi, avec une élimination rapide du CO 2, il se transforme brusquement en neige avec une température de -79 0 C, ce qui entraîne des engelures. La sélection du gaz s'effectue donc à l'aide d'un détendeur (deux manomètres et une soupape de sécurité).

6. Stockage à long terme des bouteilles. Température dans les entrepôts de bouteilles< 35 0 С.

Raisons spécifiques :

1. De l'huile pénètre dans la valve des bouteilles d'oxygène, car En raison de l’oxydation de l’huile, elle peut s’enflammer et exploser.

2. La présence de rouille ou de tartre dans une bouteille défectueuse, dont le mouvement peut provoquer des étincelles et accumuler de l'électricité statique, suivies d'étincelles pouvant provoquer une explosion d'oxygène dans la bouteille ;

3. Retrait rapide du gaz de la bouteille, ce qui peut provoquer des étincelles dans le flux d'O 2.

4. Faible qualité de la masse poreuse des bouteilles d'acétylène, retrait rapide des gaz de la bouteille, ce qui peut entraîner l'élimination de l'acétone. L'acétylène en bouteilles ordinaires (sans masse poreuse) explose à une pression supérieure à 0,1 MPa. Ainsi, pour réduire son risque d'explosion, on utilise des cylindres en acier, remplis d'une masse poreuse (charbon de hêtre) imprégnée d'acétone, à une pression de 2 MPa.

Les cylindres standard sont divisés en 5 types.


			procès
	O 2, H 2, CH 2, N 2



	NH 3 Cl 2, phénol

Les cylindres rejetés sont marqués d'une marque ondulée : une croix dans un cercle d'un diamètre de 12 mm. Ces cylindres sont envoyés à la ferraille.

Sur la partie sphérique supérieure du cylindre se trouve une marque sur laquelle est installé :

Marque déposée du fabricant ;

Numéro de cylindre ;

Poids du cylindre, kg ;

Capacité, en l ;

Date de fabrication (essai) ;

Année du prochain test ;

Pression d'essai de travail.

L'inspection périodique des cylindres comprend : l'inspection de la surface, la vérification du poids, de la capacité et des tests hydrauliques. Les essais hydrauliques sont effectués par épreuve de pression maintenue pendant 5 minutes (à l'exception des bouteilles d'acétylène, en raison du risque d'explosion).

EXPLOSIONS DE CHAUDIÈRES À VAPEUR, destruction des parois de la chaudière, ce qui entraîne une égalisation instantanée de la pression à l'intérieur de la chaudière et pression atmosphérique, et l'eau chauffée dans la chaudière se transforme également instantanément en état de vapeur et son énorme énergie potentielle est convertie en énergie cinétique. Statistiques sur les explosions de chaudières à vapeur en différents pays montrent qu'environ 60 % de ces explosions sont dues à un mauvais entretien et un mauvais nettoyage. Ainsi, pour 1925 et 1926, en Allemagne, les explosions de chaudières à vapeur pour les raisons se répartissent comme suit : dues à des défauts de conception, de matériau et d'installation - 24%, à cause de la perte d'eau dans la chaudière - 39%, à cause de la corrosion et de la surchauffe des parois - 23% et pour diverses autres raisons - 14%. Les données sur les explosions de chaudières à vapeur en France de 1880 à 1900, publiées dans les Annales des Mines, confirment également que le plus grand nombre d'explosions est dû à mauvais soins derrière les chaudières. Ainsi, par exemple, pour la période 1895-1900. Les explosions de chaudières à vapeur se répartissaient selon les raisons suivantes : dues à des défauts de conception et d'installation - 14 %, à cause d'un entretien et d'un nettoyage insatisfaisants - 55 %, à cause de faibles niveaux d'eau - 6 %, à cause d'une surpression - 5 % et de diverses autres raisons - 20 %.

La force de l'explosion et les destructions qu'elle provoque dépendent de la taille de l'espace d'eau de la chaudière et de la température de l'eau chauffée. Par conséquent, les explosions de chaudières à vapeur avec un grand espace d'eau (par exemple, les chaudières cylindriques) sont les plus graves dans leurs conséquences.

Actuellement, malgré l'utilisation de plus hautes pressions, les explosions de chaudières à vapeur se produisent moins fréquemment et sont moins dangereuses dans leurs conséquences qu'auparavant, ce qui s'explique par : la publication dans presque tous les pays de règles et réglementations qui réglementent la construction de nouvelles chaudières et la surveillance de leur fonctionnement ; amélioration de la conception des chaudières, de la qualité du matériau des chaudières (Fig. 1) et des méthodes de son traitement ; l'utilisation toujours croissante de chaudières à tubes d'eau (c'est-à-dire des chaudières plus productives, mais avec un espace d'eau relativement petit) ; l'amélioration des méthodes d'étude des causes elles-mêmes des explosions et, enfin, l'élévation du niveau de qualification des chauffeurs.

Causes des explosions de chaudières à vapeur. Ces raisons peuvent être résumées sous deux catégories : 1) raisons indépendantes de la volonté du pompier- défauts de conception et d'installation, réparations insatisfaisantes de la chaudière (mauvais rivetage, soudure, etc.) et faible résistance du matériau ; 2) raisons selon le chauffeur- mauvais état de la chaudière et de ses équipements, augmentation de la pression au-dessus du niveau autorisé, diminution du niveau d'eau, pouvant entraîner un échauffement des parois de la chaudière.

1. Inconvénients de la conception et des matériaux. Un certain nombre d'explosions ont eu lieu à Dernièrement, s'est produit en raison de contraintes dangereuses dans le matériau de la chaudière lors de son chauffage en raison de connexions irrationnelles, d'un épaississement inutile du matériau, d'un échauffement de parties de l'espace vapeur en contact avec des gaz à haute température, d'une mauvaise circulation de l'eau et d'autres défauts dans la conception de la chaudière. En raison d'un chauffage inégal des parois de la chaudière, ces dernières se déforment et s'affaissent, et les bords des fonds sont particulièrement fortement déformés. La même menace en termes d'explosions est posée par les fonds ayant une convexité irrationnelle, ainsi que par les fonds plats dont le bord est plié à angle droit. Les défauts de conception devraient également inclure : un ajustement imprécis des tôles, un rivetage incompétent des tôles et un certain nombre d'autres défauts. Généralement, la plupart de ces défauts se manifestent sous la forme de renflements et de fissures (Fig. 2, 3 et 4).

Dans ce cas, d.b. a commencé une rénovation approfondie pour éliminer ces causes. Les fonds de conception incorrecte doivent être remplacés par d'autres conformément aux dernières normes.

Un des meilleures mesures pour éviter les explosions des chaudières à vapeur, il faut utiliser des matériaux de haute qualité et traitement correct ce materiel. En cas de traitement incorrect, des contraintes résiduelles nocives sont créées dans les tôles, ce qui peut, si d'autres défauts surviennent accidentellement (par exemple, surchauffe ou corrosion du matériau), conduire à une explosion de la chaudière. La transformation de la structure de la chaudière en une structure à gros grains en raison d'une surtension et d'un chauffage ultérieur à 600-700° est illustrée à la Fig. 5.

2. Pression excessive, s'il ne résulte pas d'un oubli du pompier, peut être dû à un chargement incorrect soupape de sécurité ou taille insuffisante de cette dernière.

3. Manque d'eau dans la chaudière Ch. peut arriver. arr. en raison d'un mauvais état ou d'un mauvais fonctionnement des dispositifs d'indication et d'alimentation en eau. Un manque d'eau dans les chaudières à tubes de fumée est particulièrement dangereux, car la surchauffe des tubes de fumée entraîne leur effondrement et leur éventuelle destruction (Fig. 6).

Si un manque d'eau est détecté dans la chaudière, il est nécessaire d'éteindre immédiatement le feu du foyer et d'isoler la chaudière en fermant les vannes de vapeur et d'alimentation. Ce n'est qu'après avoir identifié et éliminé les défauts que vous pourrez commencer à remplir la chaudière d'eau.

4. Corrosion des parois de la chaudière Il y a des internes et des externes. a) La corrosion interne est le résultat d'une oxydation sous l'influence d'acides ou de l'air. Ils sont souvent dissous dans l'eau d'alimentation sels de chlorure le magnésium, le calcium et le sodium qui, se décomposant à une température relativement basse, forment de l'acide chlorhydrique qui corrode rapidement les parois de la chaudière. Les sels de sulfate de fer, d'aluminium et de magnésium sont également très dangereux ; l'effet destructeur des deux premiers sels est particulièrement visible en cas de formation de tartre à certains endroits de la chaudière, car dans de tels endroits, en raison de l'accumulation de chaleur, il se produit la décomposition de ces sels et la formation d'acide sulfurique libre, ce qui corrode les parois de la chaudière (Fig. 7).

L'effet nocif de cette eau d'alimentation est généralement détecté par des fuites sur les bords des tôles et à proximité des rivets. L'air dissous dans l'eau peut corroder la paroi de la chaudière jusqu'à la fissuration si la contrainte métallique est supérieure à la limite élastique (Fig. 8).

Récemment, le professeur Parr (USA), sur la base d'un certain nombre d'études, a avancé l'hypothèse dite alcaline, spécifiquement liée à la destruction des joints de rivets sous l'influence des alcalis. Selon cette hypothèse, les alcalis présents dans l'eau d'alimentation, notamment la soude caustique, pénètrent dans les cordons des rivets, sous les têtes des rivets, etc. et s'y concentrent ; en même temps, s'il y a des contraintes dans le matériau qui dépassent sa limite d'élasticité, les alcalis rendent le métal cassant et provoquent ainsi sa destruction ; Les fissures qui se forment dans ce cas vont généralement d'un trou de rivet à un autre, mais ne dépassent jamais la couture du rivet.

Les conditions préalables à cette hypothèse sont donc deux conditions : une forte concentration d'alcali dans les joints des rivets et une contrainte excessive du matériau. La première hypothèse, selon laquelle tous les joints de rivets sont desserrés (sinon l'eau d'alimentation ne pourrait pas y pénétrer), est encore contestée par l'école allemande dirigée par le professeur Baumann ; la deuxième hypothèse ne rencontre aucune objection, puisque le professeur Bauman établit également que les contraintes dans les joints des chaudières dépassent parfois la limite d'élasticité du matériau. Pour éviter tous ces types de corrosion, l'eau d'alimentation, avant d'entrer dans la chaudière, est neutralisée par un nettoyage approprié ou les sédiments et le tartre sont rapidement éliminés. La corrosion interne peut également être provoquée par l’utilisation d’eau de condensation contenant de l’huile lubrifiante. Les dépôts de graisse sur les parois de la chaudière, empêchant le passage de la chaleur dans l'espace d'eau, provoquent une surchauffe du matériau et la formation d'acides. Une chaudière de locomotive qui a explosé à cause d'une corrosion interne est illustrée à la Fig. 9.

b) Corrosion externe sont obtenus sous l'influence de l'oxygène agissant en présence d'humidité sur surface extérieure Chaudière L’une des causes les plus courantes de corrosion externe est un rivetage insatisfaisant ou un mauvais ciselage. La fuite qui en résulte est détectée lors d'un test hydraulique de la chaudière. La mesure la plus fiable pourrait être. riveter plusieurs rivets. Une autre forme de corrosion externe est observée dans les locomobiles et chaudières verticales avec un foyer interne, c'est-à-dire dans la partie inférieure de ceux-ci, en contact avec la grille, où la présence de cendres, absorbant avidement l'humidité, provoque l'oxydation des parois (Fig. 10).

Contre-mesures : nettoyage systématique de la surface inférieure des parois de la chaudière et élimination des cendres en temps opportun. De plus, de la corrosion peut se produire si la chaudière repose directement sur maçonnerie, car l'eau qui s'y infiltre peut provoquer la rouille des parois de la chaudière. Par conséquent, les chaudières reposent sur des poutres en fonte ou des rails en fer, ou la maçonnerie est construite sur du ciment. Les coutures rivetées recouvertes de doublure peuvent présenter un danger particulier, car elles gênent l'inspection. La corrosion externe est également causée par une mauvaise conception et un mauvais réglage des raccords, notamment des vannes, qui peuvent entraîner des fuites dangereuses. Enfin, la cause de la corrosion peut être les gaz sulfureux (dioxyde de soufre, sulfates, etc.) libérés par le carburant et provoquant une destruction rapide des joints des rivets (Fig. 11). Contre-mesures : passage à un autre combustible et calfeutrage ou rerivage des joints défectueux.

5. Le tartre empêche le passage de la chaleur dans l'espace d'eau et conduit à destruction complète pièces détachées chaudière, provoquant un risque d'explosion (Fig. 12).

L'une des mesures les plus rationnelles pour éviter la formation de tartre consiste à nettoyer l'eau d'alimentation avant qu'elle n'entre dans la chaudière. Ce nettoyage peut être effectué mécaniquement ou par voie chimique. Méthode mécanique consiste à piéger les impuretés dans un récipient spécial, et celles qui sont plus lourdes que l'eau sont directement déposées ; ceux qui sont plus légers que l'eau sont retenus dans un filtre rempli d'une couche de graviers ou de coke (filtre de type Reisert). Nettoyage chimique produit dans des appareils spéciaux (par exemple, les systèmes Dervo), où l'eau d'alimentation, selon sa composition, est traitée avec divers réactifs : chaux - pour précipiter le calcium, puis la soude, et plus récemment la permutite (silicate d'alumine) - pour convertir l'acide sulfurique insoluble sels de chaux en sulfate de sodium, qui est très soluble dans l'eau. Le besoin de purification de l'eau alimentaire dépend du système de chaudière, de la nature de son fonctionnement et du degré de son suralimentation. Pour les chaudières avec un grand espace d'eau, un traitement de l'eau alimentaire peut être considéré comme nécessaire si sa dureté dépasse 12 degrés allemands (1 degré allemand de dureté correspond à une teneur de 1 g CaO dans 100 litres d'eau). Pour les types de chaudières dans lesquelles le détartrage est difficile, la purification de l'eau est déjà fortement recommandée à 6-7 degrés allemands. Un autre moyen très rationnel, mais coûteux, de purifier l’eau consiste à l’évaporer et à déposer la vapeur obtenue dans des évaporateurs. Cette méthode a récemment trouvé une application, outre les chaudières de navires, également pour les installations à vapeur fixes, surtout s'il y a Turbines à vapeur. Puisque dans ce dernier cas le condensat peut être utilisé pour alimenter la chaudière, il est nécessaire de purifier seulement environ 5 à 15 % de la quantité totale d'eau d'alimentation. D'autres mesures visant à prévenir la formation de tartre comprennent une purge systématique de la chaudière et, enfin, un dispositif de circulation qui assure la sédimentation dans des zones désignées.

6. Affaiblissement du matériau après un long service de chaudière. Après un fonctionnement prolongé, le matériau de la chaudière dégénère. Bien que le problème du vieillissement (fatigue) du matériau de la chaudière ne soit pas encore définitivement résolu, il ne fait aucun doute qu'avec le temps, il perd ses propriétés d'origine et, surtout, la viscosité nécessaire. De plus, avec le temps, l'épaisseur des tôles, du fait de la rouille, diminue et des défauts apparaissent au niveau des joints des rivets, par exemple leur affaiblissement, etc.

Mesures de lutte contre les explosions de chaudières à vapeur. Ces mesures peuvent être divisées en deux catégories : 1) mesures prises lors de l'entretien de la chaudière- élimination rapide des défauts détectés, qui sont souvent annonciateurs d'une explosion (ces mesures ont été indiquées lors de l'examen des causes individuelles d'explosions de chaudières à vapeur) ; 2) mesures législatives: a) les normes régissant la construction des chaudières à vapeur en ce qui concerne : la qualité du matériau, la recherche du matériau et les méthodes de sa transformation ; b) les réglementations et règles obligatoires régissant la surveillance des chaudières à vapeur.

UN) Normes régissant la construction des chaudières à vapeur. L'utilisation de hautes pressions pour les chaudières, atteignant jusqu'à 50-100 atm, et de températures de surchauffe élevées de la vapeur, atteignant 400°, a nécessité la nécessité de réviser les normes déjà existantes dans certains pays pour la construction de chaudières à vapeur et d'en émettre de nouvelles dans leur place. Que. les normes de Würzburg et de Hambourg qui existaient en Allemagne, publiées dans dernières années dernières et dans les premières années de ce siècle, ont été remplacées par de nouvelles normes entrées en vigueur le 12 octobre 1926. Selon les nouvelles normes, les matériaux utilisés pour la construction des chaudières à vapeur doivent être examinés par des experts qui délivrent les certificats appropriés. En plus de la résistance à la traction et de l'allongement admissible pour divers matériaux utilisé dans la chaufferie, de nouvelles normes établissent, ce qui est particulièrement important, des limites minimales pour les rayons des côtés des fonds, car forme irrégulière les fonds provoquaient souvent des explosions. Les mêmes normes furent publiées en 1924 aux USA. Les nouvelles normes américaines font la distinction entre le feu et les plaques latérales. En outre, ils prescrivent pour les tôles de chaudière, selon la qualité, des teneurs maximales en carbone, manganèse, phosphore et soufre, ce qui n'est pas prévu par les normes allemandes. Ces normes établissent des limites minimales de résistance à la traction et d'allongement pour les parois latérales, les tôles coupe-feu et autres matériaux. En général, ces normes reposent en grande partie sur des formules empiriques, contrairement aux normes allemandes basées sur le ch. arr. basé sur des données calculées et étant le produit de nombreuses années de recherche.

b) Règlements et règles obligatoires régissant la surveillance des chaudières à vapeur. Presque tous les pays ont publié des réglementations régissant la surveillance des chaudières à vapeur. Ce contrôle est effectué dans différents pays directement par des organismes gouvernementaux, ou par des sociétés privées représentant des associations de propriétaires de chaudières, qui sont tenues dans leurs actions de respecter les règles existant à cet effet. Ce règlement prévoit l'examen technique des chaudières à vapeur dans les délais fixés. Ainsi, la prochaine inspection de la chaudière devrait, selon les règles du NKT de l'URSS, être effectuée normalement en dates suivantes: inspection externe - une fois par an, inspection interne - une fois tous les trois ans, essai hydraulique combiné à une inspection interne - une fois tous les six ans. Concernant les chaudières de plus de 25 ans, le règlement sur la tuyauterie prévoit l'examen du matériel lors de la prochaine réparation de la chaudière.