鍋殼式燃油鍋爐常見結構及安全性問題

由于小型的鍋殼式燃油鍋爐結構緊湊，體積小、安裝方便，尤其是不污染環境，運行簡單，方便管理等一些顯著的優點，適應了經濟開發區的各類小型工廠、三資企業、賓館、酒樓等單位的快速上馬和發展需要，早期除了國外和港臺地區入境一部分鍋爐外，國內許多廠家也紛紛上馬生產這類鍋爐，本文就常見結構及安全性問題進行探討。

鍋殼式燃油鍋爐一般泛指蒸發量在6t/h以下的小型立式和臥式燃油鍋爐。這類鍋爐的基本結構是外部是一個受內壓的鍋殼，爐膽，煙管或水管在鍋殼的內部，燃燒室又在爐膽的內部。鍋殼與爐膽之間的夾層（或水管）為存水和汽的空間。所以這種鍋爐均為鍋殼式內燃、室燃鍋爐。臥式型號為WNS，立式型號為LNS。臥式鍋殼油爐結構型式較多，目前國內按燃盡室的情況分為兩大類。一類為水背式，另一類為干背式。按照煙氣流程多為三回程。臥式油爐蒸發量一般為0.5-6t/h，干背式多為4t/h以下鍋爐，水背式為4-6t/h鍋爐。工作壓力為1.0-1.6Mpa。

小型鍋殼式燃油鍋爐的安全性問題

小型油爐由于開停爐頻繁，升溫降溫快，受熱受壓元件反復頻繁脹縮，應力狀態復雜等，具有較特殊的安全性問題。

1、爐膽結構問題

爐膽是鍋殼式鍋爐特有的受壓部件。爐膽內部是燃燒室，外面是爐水，受外壓力。所以，它在鍋殼式鍋爐中是工作環境最惡劣的受壓部件，也是最容易損壞的元件之一。爐膽由于受高溫火焰的灼燒，其溫度高于鍋殼，它的熱膨脹問題特別突出。尤其是燃油鍋爐，因油燃燒溫度高，爐膛熱強度高，溫度變化劇烈，更要求爐膽要有良好的熱脹冷縮的性能。目前爐膽的型式有平直圓筒形，平直圓筒帶加強環形、波紋型、波型等多種。國外制造這類鍋爐的爐膽多采用平直圓筒形或為了加強剛度而采用平直圓筒型帶加強環型。只有在出力和壓力較大時，才采用波紋型和波型，從受力和脹縮等安全性方面考慮應采用強度高、彈性好的波紋型和波型爐型。筆者在某制衣廠檢驗一臺國內某廠仿制WNS0.1-0.7YS型小型臥式油爐、爐膽為平直圓筒，平管板封頭采用角焊縫型式，平管板封頭角焊縫容易產生裂紋缺陷，屬不合理結構。

2、角焊縫問題

鍋殼式火管鍋爐的管板常用沖壓式帶板邊的平板封頭，但許多鍋爐采用的是不扳邊的平管板封頭，爐膽與管板、爐膽與燃盡室（回煙室）的焊接又采用角焊縫。這種結構型式缺點較多。平管板實際上就是一塊平板，在它與鍋殼或爐膽連接的地方，是形狀突變的地方，應力集中，如又采用角焊縫，容易出問題。鍋檢所對此類鍋爐角焊縫的檢驗，憑肉眼已可看出裂紋，進一步對角焊縫表面無損檢測，檢出了不少大長度，深度的裂紋缺陷，及時發現了隱患并進行了處理。所以，鍋殼式鍋爐的管板應采用沖壓式帶扳邊的平封頭，它與鍋殼及爐膽應采用對接焊連接形式，而不能用角焊縫。平管板封頭應定期進行角焊縫表面無損檢測。

3、最低安全水位問題

每臺蒸汽鍋爐均必須規定一個最低水位。根據《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》規定，鍋殼式鍋爐的最低安全水位，應高于最高火界100mm。對于直徑小于或等于1500mm的臥式鍋殼式鍋爐，其最低安全水位應高于最高火界75mm。除此之外，在規定的最低水位的同時，設計時必須使降水時間不少于7分鐘，即水位從最低水位下降到最高火界所需時間不少于7分鐘。這點對于配置國外燃燒器的國內臥式燃油鍋爐尤為重要。如果降水時間少于7分鐘，當大火燃燒時，水位波動嚴重，無法滿負荷運行。當水位處于低水位，給水泵又剛好向鍋爐給水時，又會出現極限水位報警和聯鎖。在設計或改進時，為了達到或略超過7分鐘的降水時間，在不改變直徑和最高火界幾何尺寸的前提下，可用增加鍋筒長度的辦法來解決。上述某制衣廠小型臥式油爐明顯不符合規定。

4、干背式鍋爐燃盡室安全性問題

臥式干背式鍋爐的燃盡室以及立式水管或火管鍋爐的回煙室，是置于鍋筒（鍋殼）的外面，它一邊是后管板，另一邊是煙箱絕墊層，四周無水冷卻，所以，干背式燃盡室的溫度比水背式的溫度要高。故對干背式鍋爐要求后煙箱絕熱層應具有良好的絕熱性能以適應溫度的急劇變化，否則后煙箱絕熱層容易出現裂紋或脫落而使后煙箱燒紅、變形。另外，后煙箱煙氣溫度高，高溫煙氣進入第一管束煙管時，管口容易燒壞，特別是在有水垢的情況下。當鍋爐容量在2t/h以上時，應采用水背式燃盡室。

5、加裝消聲器引起爐膛爆炸問題

前面已經述及，小型油爐因占地面積小，無廢水、廢氣廢渣污染而被廣泛地用于賓館業。但這些賓館一般在市中心或人口密居的地方，噪聲使居民非常反感，反映到環保部門要求改造。所以，不少單位在煙囪出口處加裝消聲裝量。然而，在加裝消聲裝置后又有多起爐膛爆炸事例報導，這是因為消聲裝量大大減少了原來煙囪出口的流通載面積。又因燃油鍋爐（包括燃氣鍋爐）在前一次停爐有多余的油霧未燃燒干凈，形成可燃氣體積存爐膛中，當重新點火時，因煙氣流通截面積減少，按原吹掃空氣時間不夠，爐膛中還有未吹掃干凈的余氣，這些可燃氣在與吹掃空氣混合時達到爆炸極限，又遇點火源而發生爆炸。對這類問題，一是在設計安裝消聲器時，不宜減少煙氣的流通截面，二是在已經安裝消聲器且已經縮小了煙氣流通截面積的情況下，應規定延長每次新開爐點火前的吹掃時間，使可燃氣完全吹掃干凈，并應讓所有的司爐工懂得和重視這個問題。三要在鍋爐爐膛和煙道安裝防爆門，在鍋爐煙道等處設置防爆門時，當防爆門位置在離鍋爐操作人員作業2米時，應安裝能使爆炸氣體安全分散的裝置。