XX发电总厂410t/h pyrofow ＣＦＢ锅炉重大事故后果模拟分析
唐开永
（注册安全工程师，一级安全评价师）
XX发电总厂410t/h pyrofow ＣＦＢ锅炉以及自动控制和主要辅助设备，是1992年5月，四川省电力工业局与芬兰Foster Whecler能源公司（当时为芬兰Ahlstrom公司）签定合同购买的。于1996年9月建设安装完毕并投运，至今运行良好。
XX发电总厂410t/h pyrofow ＣＦＢ锅炉主蒸汽蒸发量为410t/h，主蒸汽压力为9.8MPa。锅炉汽包工作压力为10.75 MPa，设计压力为12.10 MPa，汽包总容积约30 m³。根据国家安监部门《关于开展重大危险源监督管理工作的指导意见》，已经构成为蒸汽锅炉类重大危险源。
大型蒸汽锅炉重大事故类型主要是因操作失误或压力容器制造质量缺陷、维护不当、腐蚀等原因引起的压力容器破裂而导致的锅炉汽包物理爆炸。进而引发锅炉本体炉膛及相关压力管道（容器）物理爆炸，酿成锅炉爆炸恶性重大事故。现对其进行重大事故后果模拟分析。
⒈锅炉汽包爆破能量计算
①锅炉汽包爆破机理及爆破能量计算公式
锅炉汽包爆破事故的性质是饱和水容器物理爆炸。在锅炉汽包中水介质以气、液两态存在，工作介质的压力大于大气压，介质温度高于其在大气压下的沸点。当容器破裂时，气体迅速膨胀，液体迅速沸腾，剧烈蒸发，产生暴沸或水蒸气爆炸。其爆破能量可按下式计算：
Ｅw=ＣwＶ
式中：
Ｅw—饱和水容器的爆破能量，kJ；
Ｃw—饱和水爆破能量系数kJ/ m³；
Ｖ—容器内饱和水所占容积，m³。
②410t/h pyrofow ＣＦＢ锅炉汽包爆破能量
设410t/h pyrofow ＣＦＢ锅炉汽包爆破时最大压力为12.10 MPa，根据有关资料，以《常用压力下饱和水容器的爆破能量系数表》为参照，用插入法求得该压力下饱和水爆破能量系数Ｃw为：1.978×106。则根据上式计算可得410t/h pyrofow ＣＦＢ锅炉汽包爆破能量为
Ｅw=1.978×106×30=5.934×107(kJ)
折合成TNT当量，则:
410t/h pyrofow ＣＦＢ锅炉汽包爆炸TNT当量为:
=5.934×107÷4520=13128.32(kg)
W
TNT
⒉410t/h pyrofow ＣＦＢ锅炉汽包爆破时冲击波能量计算
根据有关资料,以1000kgTNT炸药在空气中爆炸时所产生的冲击波超压数学模型为参照,来进行模拟计算。
410t/h pyrofow ＣＦＢ锅炉汽包爆破时冲击波能量
①与1000kgTNT的模拟比为:
α=(13128.32/1000)1/3=2.359
②设爆源半径R为75m，与模拟实验中的相当距离为：
=R/α=31.79
R
距离爆源半径75m处的冲击波超压
根据有关资料,用插入法查1000kgTNT炸药在空气中爆炸时所产生的冲击波超压数据表,求得距离爆源10m处冲击波超压为0.052MPa。
③设爆源半径R为50m，与模拟实验中的相当距离为：
=R/α=21.2
R
距离爆源半径50m处的冲击波超压
根据有关资料,用插入法查1000kgTNT炸药在空气中爆炸时所产生的冲击波超压数据表,求得距离爆源50m处冲击波超压为0.115MPa。
3.分析评价
查有关资料，冲击波超压为0.005～0.10 MPa时，可以致人内脏严重损伤或死亡，使木建筑厂房房柱折断，房架松动，可视为事故重伤半径的判定标准；冲击波超压为＞0.10 MPa时，可以致使大部分人死亡，防震钢筋混凝土破坏，小房屋倒塌，可视为事故死亡半径的判定标准。
因此，根据上文对410t/h pyrofow ＣＦＢ锅炉爆破事故后果模拟计算，可以得知：
当发生410t/h pyrofow ＣＦＢ锅炉汽包爆破事故时，其重伤半径和死亡半径分别为75m、50m。
①410t/h pyrofow ＣＦＢ锅炉重大危险源分级
依据410t/h pyrofow ＣＦＢ锅炉重大事故后果模拟分析结果，采用重大危险源快速评价分级方法，以预测的重大事故死亡半径R作为重大危险源分级判据，即，
一级重大危险源 R≥200m
二级重大危险源 100m≤R〈200m
三级重大危险源 50m≤R〈100m
四级重大危险源 R〈50m
因410t/h pyrofow ＣＦＢ锅炉重大事故后果导致的最大死亡半径R为50m，判定该重大危险源为三级重大危险源。
②重大危险源影响分析
该型锅炉工艺成熟，技术先进。ＣＦＢ锅炉控制系统比煤粉锅炉优越，可靠性高。XX发电总厂410t/h pyrofow ＣＦＢ锅炉控制方案由芬兰奥斯隆公司设计，而控制系统则选用I/A’S（智能自动化系统），I/A’S是构成整个控制系统的核心。此控制系统是1987年由美国FOXBORO公司研究开发的一种先进的开放性工业控制系统，为新一代集散控制系统。XX发电总厂410t/h pyrofow ＣＦＢ锅炉机组控制系统采用先进的分散式集中控制系统，具有较高的自动化控制水平。能有效地对锅炉风量控制及燃烧系统优化，并及时地采取各种连锁保护手段，确保锅炉安全可靠地运行，有效地防范和杜绝锅炉重大事故。
同时，该型锅炉还设置了各类安全装置连锁保护手动操控冗余系统，水位计、压力计、安全阀、智能连锁保护系统、监控系统、安全标志、安全出口、防护设施、劳动保护设施、消防设施等安全设施齐备，并制定了严格的锅炉运行规程，规定了严格的非常情形下紧急停炉应急措施和现场巡回检查、监控作业规程以及应急预案，操控人员均经过良好的教育培训，专业技术素质和安全素质较高，人机工程系统作用发挥良好，能有力地保障锅炉正常运行和各项安全技术措施落到实处。
综合评价，该型锅炉安全保障性高，发生重大事故的可能性小，概率极低。
但是，也要看到，电站锅炉重大事故一旦发生，由于其投资较大、对国民经济具有重要地位，社会影响大，其后果是十分严重的。因此，加大安全投入，加强安全管理，落实重大危险源监控措施，制定重大事故应急预案并积极开展应急演练，就显得尤为重要。
