防爆泄压——地下燃气采暖锅炉不可忽视安全因素

　　1 问题的提出

　　燃油采暖锅炉因具有体积小、占地面积少、运行管理方便等特点，因而许多建筑大楼热水循环采暖系统的热源均采用这种设备。为使容纳采暖锅炉的房间不占用大楼的“黄金”地带，建筑设计通常将采暖锅炉间设置在地下室内。随着西气东输工程的实施，天然气这种清洁能源的使用得到进一步的普及，不少城市的建筑大楼纷纷将原有的燃油采暖锅炉改造成燃气采暖锅炉。由于燃油锅炉改造成燃气锅炉非常方便，加上燃气的成本比燃油低，对环境的污染小，因而对于锅炉的使用单位来说，将锅炉的燃料由燃油改成燃气无疑具有较大的吸引力。

　　然而，我们在工程质量监督和工程验收时发现，不是所有的燃油采暖锅炉间都有条件改烧燃气，特别是一些设置在建筑大楼地下一层的采暖锅炉问，当初建筑设计时的锅炉燃料是重油，未考虑锅炉间的防爆问题。现将燃油改成燃气，采取的安全措施一般是在锅炉间内加装燃气泄漏报警器，在向锅炉间供气的室外管道上设置紧急切断阀。在整个改装过程中，建筑大楼的管理单位往往先请生产；燃气燃烧器的厂家来对采暖锅炉本体及其附属管线进行改装，改装完毕后再请燃气供应单位敷设管道与锅炉间的燃料供应系统相接并供应燃气、这两家安装单位都不对锅炉间及大楼的防爆安全负责。锅炉的改装单位认为，我们只保证改装的锅炉本体正常、安全使用，同时建议大楼管理单位安装燃气泄漏报警装置；燃气供应单位认为，地下锅炉间和锅炉设备、管线系统不是我们设计和安装的，建筑的安全不应由燃气公司负责，既然用户有用气需求，我们就只负责将燃气安全地供应至锅炉间，况且我们要求锅炉间内的燃气泄漏报警系统与我们设置在室外的紧急切断装置联动。至于大楼的管理单位，由于对燃气专业知识不太熟悉，因而不会考虑到锅炉间防爆问题。由此，锅炉间的防爆问题就被各方忽略了。

　　2 地下燃气锅炉间设置泄压面积原理

　　按照《建筑设计防火规范》(GBJl6-87)的规定，“有爆炸危险的甲、乙类厂房应设置必要的泄压设施”。建筑大楼的采暖锅炉间一般布置有多台锅炉，虽不是厂房，但由于用气负荷大，应参照规范中“厂房”防爆要求执行。燃油锅炉间使用的燃料是重油，不属于有爆炸危险的甲、乙类场所，但燃气锅炉间属于有爆炸危险的甲、乙类场所，因而按照规范的要求不论锅炉间设置在地上还是地下都应设置泄压设施。

　　地下燃气采暖锅炉间和地上燃气采暖锅炉间不同，地上燃气采暖锅炉问一般设置有通向室外的门、窗，有的屋顶还采用轻质屋面，因而一旦发生燃气爆炸时有足够的泄压面积保证爆炸能量的释放。而地下燃气采暖锅炉间除了设置有一般的通风设施外，只有锅炉间与其他地下房间相通的门，因而需专门设置房间内的泄压设施。对于燃油采暖锅炉来说，由于是使用热水(90℃～95℃)作换热介质，所以锅炉是无压的，在锅炉间的设计中只需考虑燃油燃烧所需的空气供应和燃烧废气的排放以及锅炉间室内的通风。考虑到事故状态下，也只是防止锅炉及管线系统的爆裂造成人员烫伤和燃油泄漏造成室内燃烧等情况。一般不会涉及到锅炉及室内发生爆炸的事故。因而在安全及消防措施上主要是配备室内喷淋装置和适宜于扑灭燃油燃烧的消防灭火器材。而燃气采暖锅炉则不同，除应考虑燃气在锅炉内燃烧所需空气的供应和燃烧废气的排放以及室内的通风之外，还应考虑燃气在锅炉间泄漏或发生爆炸的问题。目前，有些单位(包括燃气供应单位)存在一种麻痹的思想认识，以为设置在地下室的燃油采暖锅炉改烧燃气后，只需在锅炉间加装燃气泄漏报警装置和室外地面燃气管道上加装紧急切断装置就万事大吉了。殊不知，一旦这些装置由于某种情况失灵，则泄漏的燃气在室内集聚到一定浓度后遇火源会发生爆炸，当锅炉间的泄压面积不够和锅炉间自身建筑的主体结构强度不够时，则爆炸的能量足以毁坏整座大楼。

　　因此，地下锅炉间泄压面积的问题切不可忽视。

　　3 如何设置地下燃气采暖锅炉间的泄压面积

　　按照《建筑设计防火规范》的规定，“泄压面积与厂房体积的比值宜采用0．05～0．22(m2／m3)。体积超过1000m3的建筑，如采用上述比值有困难时，可适当降低，但不宜小于0．03m2／m3″。燃气采暖锅炉间体积一般都不大，体积超过1000m3的不多，考虑到在原来的地下室燃油锅炉间进行改造设置泄压面积，若要求过高会有一定的困难，因而泄压面积与地下燃气采暖锅炉间体积的比值可取下限，但至少应不小于0．05m2／m3，亦即容积为100m3的锅炉间至少需要有5m2的泄压面积。

　　现在的问题是，许多原有的位于地下室的燃油锅炉间在设计时仅仅考虑了人员操作时的一般通风条件，未考虑在极端情况下发生爆炸的泄压问题。现在要变换锅炉燃料，唯一的办法只有对原有的锅炉间进行改造，增设泄压面积。按照《建筑设计防火规范》的要求，作为泄压面积的屋盖或墙体，宜采用每平方米重量不超过120kg的轻质材料，泄压面积的设置应避开人员集中的场所和主要交通要道。因此，在锅炉间设置泄压面积时，应尽量选择在背街且靠近燃气供气管道和锅炉一侧墙体的上方(对天然气等密度比空气轻的燃气而言)开洞设置，并用钢筋混凝土制作导向通道通向室外，且通道出口应尽量垂直朝上设置，让一旦发生爆炸时产生的能量能泄放至室外地面空间之上。在开洞的部位装饰上应采用爆炸时易破碎的轻质材料。

　　我们在工程质量监督和工程验收中看到，尽管地下采暖锅炉间因锅炉燃料燃烧进、排气的需要，一般布置在大楼地下室紧靠建筑外墙的房间，但不是所有的原燃油锅炉间都轻易能够增设理想的泄压面积。有的建筑大楼地下室的墙体坚固、厚实，或墙体本生就是建筑主体结构的一部分，在墙体上开凿过大的孔洞有一定的困难；有的除进锅炉间的门与地下室过道相通外，基本上处于密闭的状态。因此，对于各锅炉间具体如何设置泄压面积应根据泄压原理科学地、综合地考虑，前提是必须满足《建筑设计防火规范》的要求。若锅炉间原墙体上设置的室内进、排气口直接通过坚固的导风通道通向室外地面，则墙体进、排气口的面积应可计人泄压面积。当锅炉间的屋顶和墙体上增设的泄压面积实在无法满足0．05m2／m3时，若锅炉问的门通向地下其他场所的室内体积足够大，且不是直接通向地下车库、重要设备间、商业营业点等场所，则可将泄压面积与锅炉间的比值缩小至0．03m2／m3。当然，当锅炉间的屋顶和墙体无法开洞设置泄压面积或泄压面积与锅炉间体积的比值远小于规范要求时，为保证建筑大楼的结构安全，只有另外选择锅炉间。

　　4 结束语

　　地下燃气采暖锅炉间的泄压面积的设置，既是设计规范的要求，也是保证建筑物安全、避免造成重大人员伤亡事故的最后一道防线。但是，这道防线的设置因各种原因目前没有得到应有的重视。从某种意义上来说，也给建筑物留下了安全隐患。本人仅借此文予以呼吁，地下燃气采暖锅炉间泄压面积的设置切不可忽视。