中小型燃气锅炉的安全预防技术措施和装置

　　1.概述:

　　由于燃气自身的特性，易燃、易爆、易扩散，燃气锅炉与燃煤锅炉相比危险性大，对控制系统的产品质量和安全性能要求严格。本文仅对中、小型燃气锅炉的安全问题作初步讨论。

　　2.安全装置

　　“安全是燃气行业的生命。”没有安全就没有效益、没有发展。

　　2.1自动报警装置

　　燃气锅炉运行时，锅炉内水、汽的温度、压力，以及蒸汽锅炉中的水位，是保证其安全运行的监控参数，当这些参数出现异常时，自动报警装置应发出声光信号。

　　⑴超温报警

　　《规程》规定：燃气热水锅炉额定出口热水温度高于或等于120℃以及额定出口热水温度低于120℃但额定功率大于或等于4.2MW时，应该设超温报警装置，并有联锁保护，对于中小型燃气锅炉，一般由热水出口上的温度变送器将标准信号输出到可编程逻辑控制器(PLC)，标准值经与给定值比较，一旦超温PLC立即进行紧急停炉。

　　⑵超压报警

　　蒸汽锅炉额定蒸发量大于或等于6t／h时，应装有蒸汽超压报警，并设联锁保护超压报警同时关闭电磁阀，切断燃气气源，引风机仍运行，锅炉蒸汽压力一般由压力控制器进行自动控制。

　　⑶水位报警

　　蒸汽锅炉额定蒸发量大于或等于2t／h时，应装设高低水位报警，高低水位报警信号要能区分，发生低水位报警时，关闭电磁阀，切断燃气气源，鼓风机30s后停机，引风机仍运行。

　　⑷流量报警

　　直流锅炉应装设给水流量低于启动流量时的报警装置。

　　2.1. 2切断装置

　　燃气锅炉应装有联锁装置。在锅炉运行中一旦出现(1)至(5)所述情况，能够自动切断燃气供应；对装设鼓风燃烧器的锅炉，能够自动切断给风气源。

　　(1)热水锅炉压力降低到会发生汽化或水温升高到超过规定值；

　　(2)蒸汽锅炉压力超过规定值或水位低到最低值；

　　(3)当燃气压力过高时，还会出现脱火现象，甚至在炉膛内发生爆炸，因此燃烧器必须在设计的燃气压力下运行，超高或过低均应启动切断装置。目前，国内与燃气锅炉配套的均为进口燃烧器，自动化程度较高，不但配有燃气高低压控制器，而且配有自动检漏控制器(在点火前，炉膛吹扫过程中，检漏控制器自动对燃气阀组系统进行检漏)；

　　(4)送风机、引风机、以及热水锅炉的循环水泵突然停电或停止运行或发生变频故障、接触点故障等故障时启动切断装置；

　　(5)烟温保护装置启动：烟温的情况也反应了锅炉的运行正常与否，一旦烟温超过设定值就应启动切断装置.

　　2.1.3喷淋装置

　　蒸汽锅炉装有再热器时，应装有自动喷淋装置。当再热器出口蒸汽温度达到最高允许值时，能够自动投入事故喷水降温。

　　2.1.4点火控制系统和熄火保护装置

　　燃气锅炉相对与燃煤锅炉，其防爆性要求非常高，尤其是天然气，天然气的爆炸极限为5%15%，如果发生泄露极易产生爆炸，可燃混合气体在密闭容积内爆炸时，所产生压力，对于不同的燃气大约为0.75MPa一1.65MPa。因此，燃气锅炉点火前，必须仔细吹扫炉膛和烟道，排除炉内可能积存的可燃气体，可靠的点火程序控制和熄火保护是燃气锅炉必不可少的安全保护装置。

　　一个合理的点火程序控制系统，应对点火过程进行自动控制，只有当风机完成清炉任务之后，才能进行点火；只有当点火火焰已建立起来(经火焰探测器证实)，并经过预定的时间后，主燃烧器的控制阀门才能打开；点火火焰在预定的时间后能够自动熄灭；当主火焰未能在预定的时间内被点燃时，主燃烧器能在点火火焰熄灭的同时自动快速关闭，燃气锅炉的点火程序一般由程序控制器进行监测和控制。

　　在点火程序控制中，点火前的总通风量应不小于3倍的从炉膛到到烟囱人口总容积，且通风时间不小于表1中规定值。

表1

锅炉类型最小通风	时间(秒)
锅壳锅炉20	水管锅炉60

　　燃气锅炉为防止在低负荷运行时风量过大而造成熄火，应在每台锅炉上装设燃烧自动调节装置，对燃气锅炉的进风量和燃气供应量进行联动控制。熄火保护装置是由火焰探测器及电磁阀等组成，当电磁阀(不防爆)不宜直接与燃气接触时，熄火保护装置尚应包括一个由电磁阀控制的气动阀，火焰监测器是熄火保护装置的关键设备，其工作原理是：当锅炉炉膛熄火时，火焰强度的变化会改变光和热的辐射频率，利用安装在炉膛上的监测元件，可以把光辐射的频率变化转化为电能，并通过电气回路控制燃气的供应。火焰监测器检测燃烧器是否燃烧，一旦出现熄火现象就立即切断电磁阀，防止燃气向炉内泄露，因此要求其必须反应灵敏，其响应速度必须符合规定要求，动作稳定可靠，能适应锅炉燃烧器的特性，并发出相关的讯号。

　　目前主要使用的火焰监测器有两种：一种是监测火焰中的紫外线，如紫外光敏管；另一种是靠火焰具有导电性来对火焰进行监测，如离子监测针。

　　2.2减轻破坏的安全装置

　　燃气锅炉的爆炸事故往往发生在点火过程中，燃气锅炉气源阀门不密封漏气，使炉膛或烟道内混合气体达到爆炸极限，点火时又未对炉膛进行有效地吹扫，发生爆炸；还有燃气锅炉在燃烧器前由于燃气压力或风压波动太大引起脱火或回火致使熄火引起爆炸；中国供热信息网有时，也会因为燃烧器与燃气种类或锅炉不匹配，在点火时或运行中发生爆炸。为了减轻炉膛和烟道在混合气体发生爆炸时的破坏程度，燃煤锅炉改烧燃气后必须安装防爆门，防爆门面积按炉膛和烟道的容积选取并应符合有关规定，一般取0.025m2／m3，防爆门应安装在容易泄爆的地方，炉膛、烟道尤其是在烟道中难以避免的死角、转弯处、闷顶等易于聚集可燃气体的停滞区都是最容易发生爆炸的部位，因此，防爆门通常安装在燃气锅炉的炉膛和烟道以及其他易受到锅炉爆炸时产生的压力波冲击的部位，一旦这些部位发生可燃气体的爆炸由防爆门泄压，防止锅炉本体受损、炉墙倒塌，防止人员伤亡。

　　3.建议

　　为了保证燃气锅炉安全运行，我们可以采取种种措施。如在燃气锅炉上采用先进的计算机控制系统，考虑到社会上管理水平、人员素质参差不齐的状况下，万台以上的燃气锅炉分散于城区，存在诸多安全隐患。因此，我们应当吸取近年来小煤窑、烟花厂分散管理、事故频发、伤亡惨重的教训，对燃气锅炉的安全运行给予足够的重视，防范事故的发生，维护社会的经济发展和社会稳定。