臥式天然氣鍋爐安全防護系統的運行管理

山東華源萊動內燃機有限公司 孫澤華 郭立林 高仁斗

■鍋爐系統結構及特點

1、鍋爐系統結構

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構，全自動化控制。主要包括鍋爐本體、給水設備、燃燒機、安全附件、燃氣裝置、電控裝置、節能裝置、事故報警與排風系統、煙囪和構架等。

2、安全性能特點

(1)、鍋爐采用濕背式結構，受熱面對稱布置，火焰在燃燒室內微正壓燃燒，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，鍋爐設有超壓、低水位、安全閥、泄漏檢測、事故報警等多級聯鎖保護，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。鍋爐按設定啟停、調節、自動給水等全自動運作，若出現異常自動中斷燃燒，發出聲光報警。

■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、燃燒壓力超出設定值，控制元件、燃燒器故障時，有效及時地將運行中的設備停機，確保鍋爐系統和人身安全。

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

2、點火熄火保護裝置：鍋爐設有觀察孔或火焰監測裝置，有熱工檢測儀表和燃燒過程的自動調節裝置。鍋爐可根據需要設置運行起停時間。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。燃燒機啟動后，風機先預吹掃30—50秒后，開燃氣閥建立火焰。如果連續三次點不著火,或出現異?，F象應檢查原因，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，根據安全閥的校定 壓力排汽泄壓至允許的范圍以內，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，動作值是否準確，并留有記錄。

4、蒸汽壓力保護：鍋爐設有壓力自動控制裝置，采用壓力控制器及電接點壓力表，壓力控制器根據運行壓力調節單火或雙火燃燒，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，發現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、水位實時監控：鍋爐設有水位自動控制、高低水位報警及缺水護裝置，實時監控鍋爐水位，當鍋爐缺水時及時切斷燃燒器控制電路，發出缺水報警指示。

蒸發量大于0.5t/h的鍋爐至少裝設兩個獨立的水位表，發現指示不一致時，須立即校正。鍋爐點火后應隨時注意鍋筒內水位，水位表每班至少沖洗一次，水位一般有微微晃動現象，如水面靜止不動，則水位表內可能有堵塞情況，應立即清洗。

應選擇適宜的時間，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，將所有開關置于“自動”位置。

6、熄火保護與泄漏檢測裝置：當燃燒器點火失敗或燃燒中途熄滅時，燃燒器立即關閉進氣電磁閥，這時鼓風機繼續運轉，吹掃爐膛內殘余的可燃氣體，經過20～30秒鐘的吹掃后，自動切斷鼓風機及各種輔機電源，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：鍋爐尾部設有彈簧式防爆門，在爐膛或煙道發生輕度爆炸時，能自行開啟泄壓；煙氣排出室外設有防倒風裝置，容易積聚的地方應設泄爆裝置，避免事故擴大和發生。

圖4 緊急自動切斷閥

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

9、燃氣閥組及保護系統：應設置完整的燃氣過濾器、調壓閥、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單獨設置閥門，手動切斷閥設在緊急自動切斷閥前，緊急自動切斷閥應采用自動關閉、現場人工開啟型，當燃氣濃度達到設定值時報警后關閉。緊急自動切斷閥宜設在室外，確保燃氣的安全性。

10、燃氣檢測報警裝置：在封閉式燃氣調壓與計量間、鍋爐房管道井等場所設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，安裝高度應距頂棚0.3m以內，且不得設在燃具上方。檢測報警器與排風扇等連鎖，在報警的同時緊急關閉燃氣管道上的自動切斷閥。燃氣檢測報警器宜集中監視，報警器系統應有備用電源。

11、燃氣放散裝置：在調壓柜、鍋爐燃氣總閥門與燃燒器閥門之間應設置放散管，其管口應高出屋脊1m以上或設置在安全處，并應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：在突發電源中斷情況下，鍋爐運行立即停爐自鎖，不應使燃氣鍋爐、燃燒器、控制器和電氣通風裝置等出現不安全工況。若恢復通電，必須人工復位解除自鎖，才能重新點火啟動。

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

14、安全消防設施：消防器材、安全警示標識、救援聯絡電話等應急救援設施符合相關規定，滅火器材每半月檢查1次，每年由專業單位檢測維修1次。

15、監視爐水水質：對爐水進行連續排污、定期排污，排污應在低負荷、高水位時進行，在排污時應密切注意鍋爐內的水位，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，如技術員、安全員、鍋爐班長、值班長、水質化驗工、巡檢維修工崗位職責。建立交接班制度，主要交接設備運轉與保養情況、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、建立鍋爐作業指導書，明確鍋爐運行前的準備工作，點火、供汽、正常運行、排污、停爐、維修保養、檢驗、烘爐、煮爐、水壓試驗、嚴密性試驗、受壓元件檢驗、軟水器操作等。

3、建立巡回檢查、設備維護保養、職業衛生、鍋爐房安全保衛、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閉手機，放在規定的安全地點。

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

5、建立事故風險分析、現場處置預案，明確應急組織、職責和應急處置措施，檢測維修作業前應做好危害識別及風險評價，落實安全防范措施。管線及設備檢修前后應采用惰性氣體進行置換。

■現場應急處置措施

1、燃氣鍋爐停爐應急處置措施

1.1 手動緊急停爐應急處置措施

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，但水位仍繼續下降；鍋爐水位超過最高可見水位（滿水），經放水仍未見到水位；給水泵全部失效或給水系統故障,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上升等危及鍋爐安全運行的情況之一時，應立即緊急停爐。

緊急停爐時迅速關閉燃燒器，打開安全閥，關閉主汽閥，排汽泄壓；若停爐時間超過半個小時，關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 事故停爐應急處置措施

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

緊急停爐時必須迅速按急停按鈕，并關閉爐前燃氣快速閥，嚴密監視壓力變化，檢查鍋爐內循環水情況，如鍋爐未充滿水，應向鍋爐補水，同時打開排氣閥，排盡空氣后關閉。

事故自動停爐，燃燒器也會自動關閉，啟動時必須復位。

2、天然氣泄漏現場應急處置措施

2.1 應急處置程序

鍋爐站房如發現燃氣設施漏氣、起火等事故，應立即撥打燃氣救援和消防報警電話，說明事故發生時間、詳細地點、事故原因、嚴重程度，已采取的控制措施及其它應對措施，報告單位、聯系人員及通信地址。根據單位應急救援指揮部的指令、危險程度和事態情況進行現場應急處理，協助專業救援隊組織工作。

2.2 應急處置措施

現場應急處置過程中，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，根據水泡發起及破裂的時間判斷泄漏量大小；手持天然氣檢測儀器檢測。

2.2.2 發生一般燃氣泄漏時，鍋爐主值班人負責組織處理事故、開啟所有通風設備、匯報、聯系等工作；副值班人立即按下緊急停爐按鈕。室外燃氣設施泄漏時立即切斷氣源；室內燃氣泄漏時，緊急切斷鍋爐房總氣閥，打開門窗通風；同時組織有關人員維修。

2.2.3 當燃氣管道、鍋爐等發生嚴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域，立即聯系關閉上游燃氣總閥門，切斷擴散區電源，設置警戒區，啟用消防栓向漏氣點噴射；禁止無關人員進入，嚴禁車輛通行和禁止一切火源；上報事故情況，疏散周邊人員，等待并配合專業救援隊施救。如火勢難以控制，可能發生爆炸、爆裂、噴濺等特別危險情況時，需按消防 救援隊統一撤退信號和方法及時撤退。

圖6 天然氣配送裝置

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

■結束語

全自動燃氣鍋爐是一種受壓動力設備，規范其安全防護系統使用管理，就能夠保證燃氣鍋爐的安全可靠運行，提高生產效率和生活質量。