淺析燃氣鍋爐的特點

曹振華

引言

隨著社會經濟的高速發展，鍋爐作為生產熱能和動力的工藝設備，在現代工業、電力及人民生活中普遍使用，而燃氣鍋爐以它優質、環保、清潔的特點滿足了人們對環境、安全、自動化的要求，所以很多工程已經采用了燃氣鍋爐作為其加熱設備。但由于各種原因，燃氣鍋爐爆炸事故頻頻發生，它不僅在經濟方面造成重大損失，而且嚴重使人們生命都受到威脅和傷害。本文就其鍋爐爆炸危險性和預防措施加以討論，希望能給予同行以幫助和借鑒。

1　燃氣鍋爐原理及應用

1.1　燃氣鍋爐工作原理

燃氣鍋爐包括燃氣燃燒設備和鍋爐本體兩個系統。燃氣燃燒設備主要指爐膛和燃燒器，也包括其他與燃燒過程有關的設備，它的主要作用是將一定數量的可燃氣體和空氣通入燃燒設備中，通過可燃氣體的燃燒將化學能轉變為熱能，給鍋爐本體提供持續的熱能。鍋爐本體就是借助燃燒設備提供的熱能將水轉化為水蒸汽，使其成為一定數量和質量(壓力和濕度)的蒸汽。整個鍋爐生產過程就是將一定數量的可燃氣體和相應數量的空氣送入爐內燃燒，燃燒所發出的熱量傳遞給水，使水在定壓下汽化而形成一定壓力和溫度的水蒸汽。

1.2　燃氣鍋爐的應用

燃氣鍋爐作為一種產生熱能和動力的工藝設備，廣泛地應用于電力、機械、化工、紡織造紙等工業部門及賓館、居民區采暖供熱等方面。我國北方城市由于需要采暖供熱，在用鍋爐數量更大。燃氣鍋爐已經逐步進入人們生活的周圍。

2　燃氣鍋爐爆炸事故類型及其危害

燃氣鍋爐運行中出現的事故大致可分為三類：

(1)特大事故：鍋爐中的主要受壓部件——鍋筒、管板等發生破裂爆炸的事故，這種事故常導致設備、廠房破壞和人身傷亡，造成重大損失。

(2)重大事故：燃氣鍋爐無法維持正常運行而被迫停爐的事故，如缺水事故、爐膛爆炸事故等。這類事故雖不象特大事故嚴重，但也常常造成設備、廠房損壞和人身傷亡，并使燃氣鍋爐被迫停運，導致用汽部門局部或全部停工停產，造成嚴重經濟損失。

(3)一般事故：在運行中可以排除的事故或經過短暫停爐即可排除的事故，其影響和損失較小。

燃氣鍋爐事故屬于工業熱災害三種主要事故類型中造成損失最大的爆炸事故。主要可分為兩種爆炸原因，一是爐膛爆炸，另一種是爐體爆炸。燃氣鍋爐發生爆炸事故頻率較高。

3　燃氣鍋爐的火災危險性分析

3.1　燃氣的危險特性

燃氣鍋爐的燃料是可燃氣體，主要是天然氣或煤氣。天然氣和煤氣的主要成分都是甲烷，還攙雜一些簡單的烷烴，這些組分都是高度易燃易爆的氣體，天然氣的爆炸下限為4%，煤氣的爆炸下限為6.2%，極易發生爆炸事故。

3.2　爐膛爆炸火災危險性

爐膛爆炸是由于可燃氣體漏入并與空氣混合形成爆炸性混合物，這種混合物處在爆炸極限范圍時一接觸到適當的點火源就會發生爆炸事故。伴隨著化學變化，爐內氣體壓力瞬時劇增，所產生的爆炸力超過結構強度而造成向外爆炸，由于在極短時間內大量能量在有限體積內積聚，造成鍋爐爐膛處于非尋常的高壓或高溫狀態，使周圍介質發生震動或鄰近的物質遭到破壞。爐膛爆炸主要由以下因素造成。

3.2.1點火不當

在點火時，如啟動操作不當，出現熄火而又未及時切斷氣源、配氣管進行可燃氣體吹掃，或吹掃不徹底、打開閥門時噴嘴也點不著火或者被吹滅，或其他可能使爐膛中存積大量高濃度可燃氣體并處于爆炸極限范圍內的情況，則再次點火時引燃這些可燃氣體，引起爆炸。

3.2.2火焰不穩定而熄滅

如果煤氣燃燒器出力過大，火焰就會脫開燃燒器，發生脫火現象;相反出力過小，火焰就會縮回燃燒器內，發生回火現象，使鍋爐運行中火焰不穩定而熄滅，由于爐膛呈熾熱狀態，達到或超過可燃氣體與空氣混合物的著火溫度，且繼續進可燃氣體時，就有可能立即發生爆炸。

3.2.3設備不完善

因為閥門漏氣，設備不完善，沒有點火滅火保護裝置和火焰檢測裝置，可燃氣體充滿爐內點火發生爆炸。

3.2.4輸氣管道泄漏

由于燃氣鍋爐輸氣管道龐大，可燃氣體消耗量大，有些管道已經存在老化、腐蝕的情況，如不注意管道的維護和檢修，在輸氣過程中容易發生可燃氣體泄露，而造成爆炸事故。

3.3　爐體爆炸的火災危險性

燃氣鍋爐爐體爆炸是由于鍋爐設備材料質量問題，受壓元件強度不夠或者嚴重缺水，持續加熱等因素造成的爆炸事故。

3.3.1燃氣鍋爐設計制造方面

設計不合理造成燃氣鍋爐結構上的缺陷;材料不符合要求;焊接質量粗糙;受壓元件強度不夠等，這些因素也是引起燃氣鍋爐爆炸的重要因素。

3.3.2鍋爐內水被燒空造成爆炸

在鍋爐運行時，其中的水會被加熱慢慢減少，當鍋爐內的水過少甚至燒空時，可燃氣體燃燒所釋放的熱能直接加熱鍋爐設備本身，造成爐體過熱，發生爆炸事故。

由以上可看出燃氣鍋爐的爆炸火災危險性大，因素多種多樣。希望從事該工作的相關人員按規操作，注意安全。

參考文獻：

[1]盛曉文;馮慶祥.燃油燃氣鍋爐的應用及前景展望[J].哈爾濱建筑大學學報,2000(01).

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