卧式天然气锅炉安全防护系统的运行管理

2018-02-26山东华源莱动内燃机有限公司孙泽华郭立林高仁斗

机电安全 2018年11期

关键词：安全阀燃烧器燃气

山东华源莱动内燃机有限公司孙泽华郭立林高仁斗

■锅炉系统结构及特点

1、锅炉系统结构

中小型卧式全自动天然气蒸汽锅炉主要采用三回程湿背式结构，全自动化控制。主要包括锅炉本体、给水设备、燃烧机、安全附件、燃气装置、电控装置、节能装置、事故报警与排风系统、烟囱和构架等。

2、安全性能特点

(1)、锅炉采用湿背式结构，受热面对称布置，火焰在燃烧室内微正压燃烧，波形炉胆和螺纹烟管提高了锅炉吸热强度，满足了换热面受热膨胀需要，确保了锅炉运行的安全可靠性。

(2)、燃烧机按控制器指令自动燃烧、停止，锅炉设有超压、低水位、安全阀、泄漏检测、事故报警等多级联锁保护，确保锅炉在各种工况下运行安全可靠。

图1 全自动天然气锅炉

(3)、全自动控制器具有自我诊断功能，中文液晶屏、人机界面，操作简便。锅炉按设定启停、调节、自动给水等全自动运作，若出现异常自动中断燃烧，发出声光报警。

■安全保护装置与操作运行

锅炉安全保护装置在锅炉超压、缺水、熄火、突然停电、燃烧压力超出设定值，控制元件、燃烧器故障时，有效及时地将运行中的设备停机，确保锅炉系统和人身安全。

1、点火前预检措施：查阅运行和交接班记录，巡查锅炉内外部、安全阀、水位表、压力表等主要安全附件，检查水处理给水设备和汽水系统管道，检查各阀门并按启动要求调整。全面检查合格后，即可启动锅炉。

2、点火熄火保护装置：锅炉设有观察孔或火焰监测装置，有热工检测仪表和燃烧过程的自动调节装置。锅炉可根据需要设置运行起停时间。启动自动点火按钮，按程序自行点火，燃烧器进入自动清扫、点火、部分负荷、全负荷运行状态。燃烧机启动后，风机先预吹扫30—50秒后，开燃气阀建立火焰。如果连续三次点不着火,或出现异常现象应检查原因，未查明原因前，不得重新启动点火。

图2 锅炉自动控制柜

3、安全阀保护：在锅炉蒸汽压力超过极限时，根据安全阀的校定压力排汽泄压至允许的范围以内，确保锅炉安全运行。安全阀每年校验一次，蒸汽锅炉每周进行一次手动放汽试验，每月进行一次自动放汽试验一次，检查安全阀阀芯是否粘死，观察安全阀的启座、回座是否灵敏可靠，动作值是否准确，并留有记录。

4、蒸汽压力保护：锅炉设有压力自动控制装置，采用压力控制器及电接点压力表，压力控制器根据运行压力调节单火或双火燃烧，锅炉压力超压时报警，并禁止燃烧器工作。

压力表使用前应进行校验，刻度盘上划红线指示最高工作压力，压力表弯管每班应冲洗一次，压力表每半年校验一次；压力控制器定期进行功能检测，发现异常及时检修或更换，保持其灵敏可靠。

图3 压力表、水位计图

5、水位实时监控：锅炉设有水位自动控制、高低水位报警及缺水护装置，实时监控锅炉水位，当锅炉缺水时及时切断燃烧器控制电路，发出缺水报警指示。

蒸发量大于0.5t/h的锅炉至少装设两个独立的水位表，发现指示不一致时，须立即校正。锅炉点火后应随时注意锅筒内水位，水位表每班至少冲洗一次，水位一般有微微晃动现象，如水面静止不动，则水位表内可能有堵塞情况，应立即清洗。

应选择适宜的时间，每班进行一次高低水位报警器的功能检测。手动进水至报警水位，观察报警器是否动作，然后消音、复位；接着手动排污至报警线，观察报警器是否动作。试验完毕，将所有开关置于“自动”位置。

6、熄火保护与泄漏检测装置：当燃烧器点火失败或燃烧中途熄灭时，燃烧器立即关闭进气电磁阀，这时鼓风机继续运转，吹扫炉膛内残余的可燃气体，经过20～30秒钟的吹扫后，自动切断鼓风机及各种辅机电源，锅炉停止运行。对于热功率大于1.2MW的燃气锅炉，燃气阀组需配置泄漏检测装置。

7、防爆泄爆装置：锅炉尾部设有弹簧式防爆门，在炉膛或烟道发生轻度爆炸时，能自行开启泄压；烟气排出室外设有防倒风装置，容易积聚的地方应设泄爆装置，避免事故扩大和发生。

图4 紧急自动切断阀

8、烟气监控装置：每台锅炉宜采用单独烟道，自动监测锅炉的排烟温度。如果排烟温度出现异常，要停炉全面检查，尤其是燃烧系统是否正常。

9、燃气阀组及保护系统：应设置完整的燃气过滤器、调压阀、电磁阀等燃气阀组。锅炉房进口和燃烧器的燃气管道上均应单独设置阀门，手动切断阀设在紧急自动切断阀前，紧急自动切断阀应采用自动关闭、现场人工开启型，当燃气浓度达到设定值时报警后关闭。紧急自动切断阀宜设在室外，确保燃气的安全性。

10、燃气检测报警装置：在封闭式燃气调压与计量间、锅炉房管道井等场所设置燃气浓度检测泄漏报警器，每周按动报警器检测试验一次可靠性。检测报警器与天然气具或阀门的水平距离不得大于8m，安装高度应距顶棚0.3m以内，且不得设在燃具上方。检测报警器与排风扇等连锁，在报警的同时紧急关闭燃气管道上的自动切断阀。燃气检测报警器宜集中监视，报警器系统应有备用电源。

11、燃气放散装置：在调压柜、锅炉燃气总阀门与燃烧器阀门之间应设置放散管，其管口应高出屋脊1m以上或设置在安全处，并应采取防止雨雪和放散物进入的措施。

图5 燃气报警装置

12、停电保护：在突发电源中断情况下，锅炉运行立即停炉自锁，不应使燃气锅炉、燃烧器、控制器和电气通风装置等出现不安全工况。若恢复通电，必须人工复位解除自锁，才能重新点火启动。

13、电气接地保护：锅炉设备、燃气设备、天然气管道等均应有防雷、防静电接地设施。应定期检查维护，接地电阻每年至少在雷雨季节前检测一次并做好记录。控制系统检测到设备漏电后，将自动切断电源。

14、安全消防设施：消防器材、安全警示标识、救援联络电话等应急救援设施符合相关规定，灭火器材每半月检查1次，每年由专业单位检测维修1次。

15、监视炉水水质：对炉水进行连续排污、定期排污，排污应在低负荷、高水位时进行，在排污时应密切注意锅炉内的水位，每次排污以降低水位25～50毫米范围为适宜。

■安全防护管理

全自动燃气锅炉需健全有效的安全管理制度，保证设备安全、高效运行，主要包括以下几个方面：

1、燃气锅炉站房岗位职责，如技术员、安全员、锅炉班长、值班长、水质化验工、巡检维修工岗位职责。建立交接班制度，主要交接设备运转与保养情况、安全防护装置情况、燃气情况、给水情况等，交接班做到“五交”、“五不交”。

2、建立锅炉作业指导书，明确锅炉运行前的准备工作，点火、供汽、正常运行、排污、停炉、维修保养、检验、烘炉、煮炉、水压试验、严密性试验、受压元件检验、软水器操作等。

3、建立巡回检查、设备维护保养、职业卫生、锅炉房安全保卫、运行记录等制度。锅炉房大门必须悬挂“禁止烟火”、“锅炉重地、闲人免进”警示牌，外来人员进入锅炉房必须登记并经单位安全部门同意后方可进入，操作、维护人员及外来人员进入锅炉房要关闭手机，放在规定的安全地点。

4、燃气锅炉房应采用防爆型工具，周围12m范围内禁止堆积易燃物和有明火。设备检修需进行电气焊作业时，必须有安全部门审批的施工方案方可进行。

5、建立事故风险分析、现场处置预案，明确应急组织、职责和应急处置措施，检测维修作业前应做好危害识别及风险评价，落实安全防范措施。管线及设备检修前后应采用惰性气体进行置换。

■现场应急处置措施

1、燃气锅炉停炉应急处置措施

1.1 手动紧急停炉应急处置措施

锅炉运行中，遇有锅炉水位低于水位表下部可见边缘；不断加大给水及采取其它措施，但水位仍继续下降；锅炉水位超过最高可见水位（满水），经放水仍未见到水位；给水泵全部失效或给水系统故障,不能向锅炉进水；锅炉元件损坏及危及运行人员安全；水位表和安全阀全部失效；锅炉燃烧设备损坏；锅炉汽压超过工作压力，安全阀已排汽，燃烧已减弱，并向锅炉大量给水或放水时汽压仍继续上升等危及锅炉安全运行的情况之一时，应立即紧急停炉。

紧急停炉时迅速关闭燃烧器，打开安全阀，关闭主汽阀，排汽泄压；若停炉时间超过半个小时，关闭燃气管上的手动阀。手动吹扫炉膛1～2分钟，待水泵停止工作后，切断总电源。

1.2 事故停炉应急处置措施

锅炉发生燃气泄漏或燃气报警未消除时；炉膛内突然灭火或燃烧器点火程序异常；锅炉本体产生异常，安全装置失灵，或锅水压力超高失去控制；供气系统异常或压力表、安全阀失灵，或锅炉及管道损坏危及安全；全部循环水泵或补水泵停止，或补水泵不补水锅炉压力仍然下降；电网电压超过380V±10%时；及其它危害人身安全等情况之一时，应紧急停炉。

紧急停炉时必须迅速按急停按钮，并关闭炉前燃气快速阀，严密监视压力变化，检查锅炉内循环水情况，如锅炉未充满水，应向锅炉补水，同时打开排气阀，排尽空气后关闭。

事故自动停炉，燃烧器也会自动关闭，启动时必须复位。

2、天然气泄漏现场应急处置措施

2.1 应急处置程序

锅炉站房如发现燃气设施漏气、起火等事故，应立即拨打燃气救援和消防报警电话，说明事故发生时间、详细地点、事故原因、严重程度，已采取的控制措施及其它应对措施，报告单位、联系人员及通信地址。根据单位应急救援指挥部的指令、危险程度和事态情况进行现场应急处理，协助专业救援队组织工作。

2.2 应急处置措施

现场应急处置过程中，必须先防爆、后排险，先控制火源、后制止泄漏。

2.2.1 人工检测天然气泄露，用喷壶将肥皂水喷到需检测部位，根据水泡发起及破裂的时间判断泄漏量大小；手持天然气检测仪器检测。

2.2.2 发生一般燃气泄漏时，锅炉主值班人负责组织处理事故、开启所有通风设备、汇报、联系等工作；副值班人立即按下紧急停炉按钮。室外燃气设施泄漏时立即切断气源；室内燃气泄漏时，紧急切断锅炉房总气阀，打开门窗通风；同时组织有关人员维修。

2.2.3 当燃气管道、锅炉等发生严重泄漏或起火危及人身安全，锅炉主值班长可直接下令撤离到安全区域，立即联系关闭上游燃气总阀门，切断扩散区电源，设置警戒区，启用消防栓向漏气点喷射；禁止无关人员进入，严禁车辆通行和禁止一切火源；上报事故情况，疏散周边人员，等待并配合专业救援队施救。如火势难以控制，可能发生爆炸、爆裂、喷溅等特别危险情况时，需按消防救援队统一撤退信号和方法及时撤退。