山東華源萊動內(nèi)燃機有限公司 孫澤華 郭立林 高仁斗

■鍋爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及特點

1、鍋爐系統(tǒng)結(jié)構(gòu)

中小型臥式全自動天然氣蒸汽鍋爐主要采用三回程濕背式結(jié)構(gòu)，全自動化控制。主要包括鍋爐本體、給水設(shè)備、燃燒機、安全附件、燃氣裝置、電控裝置、節(jié)能裝置、事故報警與排風(fēng)系統(tǒng)、煙囪和構(gòu)架等。

2、安全性能特點

(1)、鍋爐采用濕背式結(jié)構(gòu)，受熱面對稱布置，火焰在燃燒室內(nèi)微正壓燃燒，波形爐膽和螺紋煙管提高了鍋爐吸熱強度，滿足了換熱面受熱膨脹需要，確保了鍋爐運行的安全可靠性。

(2)、燃燒機按控制器指令自動燃燒、停止，鍋爐設(shè)有超壓、低水位、安全閥、泄漏檢測、事故報警等多級聯(lián)鎖保護，確保鍋爐在各種工況下運行安全可靠。

圖1 全自動天然氣鍋爐

(3)、全自動控制器具有自我診斷功能，中文液晶屏、人機界面，操作簡便。鍋爐按設(shè)定啟停、調(diào)節(jié)、自動給水等全自動運作，若出現(xiàn)異常自動中斷燃燒，發(fā)出聲光報警。

■安全保護裝置與操作運行

鍋爐安全保護裝置在鍋爐超壓、缺水、熄火、突然停電、燃燒壓力超出設(shè)定值，控制元件、燃燒器故障時，有效及時地將運行中的設(shè)備停機，確保鍋爐系統(tǒng)和人身安全。

1、點火前預(yù)檢措施：查閱運行和交接班記錄，巡查鍋爐內(nèi)外部、安全閥、水位表、壓力表等主要安全附件，檢查水處理給水設(shè)備和汽水系統(tǒng)管道，檢查各閥門并按啟動要求調(diào)整。全面檢查合格后，即可啟動鍋爐。

2、點火熄火保護裝置：鍋爐設(shè)有觀察孔或火焰監(jiān)測裝置，有熱工檢測儀表和燃燒過程的自動調(diào)節(jié)裝置。鍋爐可根據(jù)需要設(shè)置運行起停時間。啟動自動點火按鈕，按程序自行點火，燃燒器進入自動清掃、點火、部分負荷、全負荷運行狀態(tài)。燃燒機啟動后，風(fēng)機先預(yù)吹掃30—50秒后，開燃氣閥建立火焰。如果連續(xù)三次點不著火,或出現(xiàn)異?，F(xiàn)象應(yīng)檢查原因，未查明原因前，不得重新啟動點火。

圖2 鍋爐自動控制柜

3、安全閥保護：在鍋爐蒸汽壓力超過極限時，根據(jù)安全閥的校定 壓力排汽泄壓至允許的范圍以內(nèi)，確保鍋爐安全運行。安全閥每年校驗一次，蒸汽鍋爐每周進行一次手動放汽試驗，每月進行一次自動放汽試驗一次，檢查安全閥閥芯是否粘死，觀察安全閥的啟座、回座是否靈敏可靠，動作值是否準(zhǔn)確，并留有記錄。

4、蒸汽壓力保護：鍋爐設(shè)有壓力自動控制裝置，采用壓力控制器及電接點壓力表，壓力控制器根據(jù)運行壓力調(diào)節(jié)單火或雙火燃燒，鍋爐壓力超壓時報警，并禁止燃燒器工作。

壓力表使用前應(yīng)進行校驗，刻度盤上劃紅線指示最高工作壓力，壓力表彎管每班應(yīng)沖洗一次，壓力表每半年校驗一次；壓力控制器定期進行功能檢測，發(fā)現(xiàn)異常及時檢修或更換，保持其靈敏可靠。

圖3 壓力表、水位計圖

5、水位實時監(jiān)控：鍋爐設(shè)有水位自動控制、高低水位報警及缺水護裝置，實時監(jiān)控鍋爐水位，當(dāng)鍋爐缺水時及時切斷燃燒器控制電路，發(fā)出缺水報警指示。

蒸發(fā)量大于0.5t/h的鍋爐至少裝設(shè)兩個獨立的水位表，發(fā)現(xiàn)指示不一致時，須立即校正。鍋爐點火后應(yīng)隨時注意鍋筒內(nèi)水位，水位表每班至少沖洗一次，水位一般有微微晃動現(xiàn)象，如水面靜止不動，則水位表內(nèi)可能有堵塞情況，應(yīng)立即清洗。

應(yīng)選擇適宜的時間，每班進行一次高低水位報警器的功能檢測。手動進水至報警水位，觀察報警器是否動作，然后消音、復(fù)位；接著手動排污至報警線，觀察報警器是否動作。試驗完畢，將所有開關(guān)置于“自動”位置。

6、熄火保護與泄漏檢測裝置：當(dāng)燃燒器點火失敗或燃燒中途熄滅時，燃燒器立即關(guān)閉進氣電磁閥，這時鼓風(fēng)機繼續(xù)運轉(zhuǎn)，吹掃爐膛內(nèi)殘余的可燃氣體，經(jīng)過20～30秒鐘的吹掃后，自動切斷鼓風(fēng)機及各種輔機電源，鍋爐停止運行。對于熱功率大于1.2MW的燃氣鍋爐，燃氣閥組需配置泄漏檢測裝置。

7、防爆泄爆裝置：鍋爐尾部設(shè)有彈簧式防爆門，在爐膛或煙道發(fā)生輕度爆炸時，能自行開啟泄壓；煙氣排出室外設(shè)有防倒風(fēng)裝置，容易積聚的地方應(yīng)設(shè)泄爆裝置，避免事故擴大和發(fā)生。

圖4 緊急自動切斷閥

8、煙氣監(jiān)控裝置：每臺鍋爐宜采用單獨煙道，自動監(jiān)測鍋爐的排煙溫度。如果排煙溫度出現(xiàn)異常，要停爐全面檢查，尤其是燃燒系統(tǒng)是否正常。

9、燃氣閥組及保護系統(tǒng)：應(yīng)設(shè)置完整的燃氣過濾器、調(diào)壓閥、電磁閥等燃氣閥組。鍋爐房進口和燃燒器的燃氣管道上均應(yīng)單獨設(shè)置閥門，手動切斷閥設(shè)在緊急自動切斷閥前，緊急自動切斷閥應(yīng)采用自動關(guān)閉、現(xiàn)場人工開啟型，當(dāng)燃氣濃度達到設(shè)定值時報警后關(guān)閉。緊急自動切斷閥宜設(shè)在室外，確保燃氣的安全性。

10、燃氣檢測報警裝置：在封閉式燃氣調(diào)壓與計量間、鍋爐房管道井等場所設(shè)置燃氣濃度檢測泄漏報警器，每周按動報警器檢測試驗一次可靠性。檢測報警器與天然氣具或閥門的水平距離不得大于8m，安裝高度應(yīng)距頂棚0.3m以內(nèi)，且不得設(shè)在燃具上方。檢測報警器與排風(fēng)扇等連鎖，在報警的同時緊急關(guān)閉燃氣管道上的自動切斷閥。燃氣檢測報警器宜集中監(jiān)視，報警器系統(tǒng)應(yīng)有備用電源。

11、燃氣放散裝置：在調(diào)壓柜、鍋爐燃氣總閥門與燃燒器閥門之間應(yīng)設(shè)置放散管，其管口應(yīng)高出屋脊1m以上或設(shè)置在安全處，并應(yīng)采取防止雨雪和放散物進入的措施。

圖5 燃氣報警裝置

12、停電保護：在突發(fā)電源中斷情況下，鍋爐運行立即停爐自鎖，不應(yīng)使燃氣鍋爐、燃燒器、控制器和電氣通風(fēng)裝置等出現(xiàn)不安全工況。若恢復(fù)通電，必須人工復(fù)位解除自鎖，才能重新點火啟動。

13、電氣接地保護：鍋爐設(shè)備、燃氣設(shè)備、天然氣管道等均應(yīng)有防雷、防靜電接地設(shè)施。應(yīng)定期檢查維護，接地電阻每年至少在雷雨季節(jié)前檢測一次并做好記錄?？刂葡到y(tǒng)檢測到設(shè)備漏電后，將自動切斷電源。

14、安全消防設(shè)施：消防器材、安全警示標(biāo)識、救援聯(lián)絡(luò)電話等應(yīng)急救援設(shè)施符合相關(guān)規(guī)定，滅火器材每半月檢查1次，每年由專業(yè)單位檢測維修1次。

15、監(jiān)視爐水水質(zhì)：對爐水進行連續(xù)排污、定期排污，排污應(yīng)在低負荷、高水位時進行，在排污時應(yīng)密切注意鍋爐內(nèi)的水位，每次排污以降低水位25～50毫米范圍為適宜。

■安全防護管理

全自動燃氣鍋爐需健全有效的安全管理制度，保證設(shè)備安全、高效運行，主要包括以下幾個方面：

1、燃氣鍋爐站房崗位職責(zé)，如技術(shù)員、安全員、鍋爐班長、值班長、水質(zhì)化驗工、巡檢維修工崗位職責(zé)。建立交接班制度，主要交接設(shè)備運轉(zhuǎn)與保養(yǎng)情況、安全防護裝置情況、燃氣情況、給水情況等，交接班做到“五交”、“五不交”。

2、建立鍋爐作業(yè)指導(dǎo)書，明確鍋爐運行前的準(zhǔn)備工作，點火、供汽、正常運行、排污、停爐、維修保養(yǎng)、檢驗、烘爐、煮爐、水壓試驗、嚴(yán)密性試驗、受壓元件檢驗、軟水器操作等。

3、建立巡回檢查、設(shè)備維護保養(yǎng)、職業(yè)衛(wèi)生、鍋爐房安全保衛(wèi)、運行記錄等制度。鍋爐房大門必須懸掛“禁止煙火”、“鍋爐重地、閑人免進”警示牌，外來人員進入鍋爐房必須登記并經(jīng)單位安全部門同意后方可進入，操作、維護人員及外來人員進入鍋爐房要關(guān)閉手機，放在規(guī)定的安全地點。

4、燃氣鍋爐房應(yīng)采用防爆型工具，周圍12m范圍內(nèi)禁止堆積易燃物和有明火。設(shè)備檢修需進行電氣焊作業(yè)時，必須有安全部門審批的施工方案方可進行。

5、建立事故風(fēng)險分析、現(xiàn)場處置預(yù)案，明確應(yīng)急組織、職責(zé)和應(yīng)急處置措施，檢測維修作業(yè)前應(yīng)做好危害識別及風(fēng)險評價，落實安全防范措施。管線及設(shè)備檢修前后應(yīng)采用惰性氣體進行置換。

■現(xiàn)場應(yīng)急處置措施

1、燃氣鍋爐停爐應(yīng)急處置措施

1.1 手動緊急停爐應(yīng)急處置措施

鍋爐運行中，遇有鍋爐水位低于水位表下部可見邊緣；不斷加大給水及采取其它措施，但水位仍繼續(xù)下降；鍋爐水位超過最高可見水位（滿水），經(jīng)放水仍未見到水位；給水泵全部失效或給水系統(tǒng)故障,不能向鍋爐進水；鍋爐元件損壞及危及運行人員安全；水位表和安全閥全部失效；鍋爐燃燒設(shè)備損壞；鍋爐汽壓超過工作壓力，安全閥已排汽，燃燒已減弱，并向鍋爐大量給水或放水時汽壓仍繼續(xù)上升等危及鍋爐安全運行的情況之一時，應(yīng)立即緊急停爐。

緊急停爐時迅速關(guān)閉燃燒器，打開安全閥，關(guān)閉主汽閥，排汽泄壓；若停爐時間超過半個小時，關(guān)閉燃氣管上的手動閥。手動吹掃爐膛1～2分鐘，待水泵停止工作后，切斷總電源。

1.2 事故停爐應(yīng)急處置措施

鍋爐發(fā)生燃氣泄漏或燃氣報警未消除時；爐膛內(nèi)突然滅火或燃燒器點火程序異常；鍋爐本體產(chǎn)生異常，安全裝置失靈，或鍋水壓力超高失去控制；供氣系統(tǒng)異常或壓力表、安全閥失靈，或鍋爐及管道損壞危及安全；全部循環(huán)水泵或補水泵停止，或補水泵不補水鍋爐壓力仍然下降；電網(wǎng)電壓超過380V±10%時；及其它危害人身安全等情況之一時，應(yīng)緊急停爐。

緊急停爐時必須迅速按急停按鈕，并關(guān)閉爐前燃氣快速閥，嚴(yán)密監(jiān)視壓力變化，檢查鍋爐內(nèi)循環(huán)水情況，如鍋爐未充滿水，應(yīng)向鍋爐補水，同時打開排氣閥，排盡空氣后關(guān)閉。

事故自動停爐，燃燒器也會自動關(guān)閉，啟動時必須復(fù)位。

2、天然氣泄漏現(xiàn)場應(yīng)急處置措施

2.1 應(yīng)急處置程序

鍋爐站房如發(fā)現(xiàn)燃氣設(shè)施漏氣、起火等事故，應(yīng)立即撥打燃氣救援和消防報警電話，說明事故發(fā)生時間、詳細地點、事故原因、嚴(yán)重程度，已采取的控制措施及其它應(yīng)對措施，報告單位、聯(lián)系人員及通信地址。根據(jù)單位應(yīng)急救援指揮部的指令、危險程度和事態(tài)情況進行現(xiàn)場應(yīng)急處理，協(xié)助專業(yè)救援隊組織工作。

2.2 應(yīng)急處置措施

現(xiàn)場應(yīng)急處置過程中，必須先防爆、后排險，先控制火源、后制止泄漏。

2.2.1 人工檢測天然氣泄露，用噴壺將肥皂水噴到需檢測部位，根據(jù)水泡發(fā)起及破裂的時間判斷泄漏量大??；手持天然氣檢測儀器檢測。

2.2.2 發(fā)生一般燃氣泄漏時，鍋爐主值班人負責(zé)組織處理事故、開啟所有通風(fēng)設(shè)備、匯報、聯(lián)系等工作；副值班人立即按下緊急停爐按鈕。室外燃氣設(shè)施泄漏時立即切斷氣源；室內(nèi)燃氣泄漏時，緊急切斷鍋爐房總氣閥，打開門窗通風(fēng)；同時組織有關(guān)人員維修。

2.2.3 當(dāng)燃氣管道、鍋爐等發(fā)生嚴(yán)重泄漏或起火危及人身安全，鍋爐主值班長可直接下令撤離到安全區(qū)域，立即聯(lián)系關(guān)閉上游燃氣總閥門，切斷擴散區(qū)電源，設(shè)置警戒區(qū)，啟用消防栓向漏氣點噴射；禁止無關(guān)人員進入，嚴(yán)禁車輛通行和禁止一切火源；上報事故情況，疏散周邊人員，等待并配合專業(yè)救援隊施救。如火勢難以控制，可能發(fā)生爆炸、爆裂、噴濺等特別危險情況時，需按消防 救援隊統(tǒng)一撤退信號和方法及時撤退。

圖6 天然氣配送裝置

2.2.4 現(xiàn)場自救和互救時應(yīng)正確佩戴安全防護用具，積極搶救傷員，不熟悉現(xiàn)場情況和滅火方法的人員不得盲目進入危險區(qū)域，應(yīng)急救援結(jié)束后要全面檢查，確認現(xiàn)場無隱患。

■結(jié)束語

全自動燃氣鍋爐是一種受壓動力設(shè)備，規(guī)范其安全防護系統(tǒng)使用管理，就能夠保證燃氣鍋爐的安全可靠運行，提高生產(chǎn)效率和生活質(zhì)量。