燃氣鍋爐低氮燃燒改造的主要安全風險問題分析及防范措施

段宏瑋

（北京市海淀區特種設備檢測所 北京 100083）

為持續改善首都大氣環境質量，北京市全面推進禁燃區內工業燃氣（油）鍋爐低氮燃燒改造工作。筆者在對海淀區內已完成低氮燃燒改造的燃氣鍋爐進行檢驗時，發現存在下文所述的可能影響鍋爐安全運行的問題。筆者依據自己的專業知識和檢驗經驗對這些安全風險問題產生的原因進行了分析，并根據相關的政府部門指導文件和安全技術規范的要求，針對這些問題提出了安全風險防范措施。

1 存在的安全風險及產生原因

1.1 個別燃燒器無型式試驗證書、報告

北京市特種設備安全監察機構明確要求鍋爐使用單位只能采購取得合格的型式試驗證書、報告的燃燒器，但并沒有引起鍋爐使用單位和燃燒器供應商雙方對此的足夠重視。目前，在國內具有燃燒器型式試驗資質的單位只有一家，燃燒器型式試驗的工作進度趕不上燃燒器制造商推出新型號燃燒器的速度。某些燃燒器制造商或代理商為避免貨品積壓，在經濟利益驅動下，會把未經型式試驗的或尚在申請型式試驗的新型燃燒器賣給使用單位。當鍋爐使用單位索要燃燒器型式試驗報告、證書時，他們會提供其他型號燃燒器的型式試驗證書、報告，利用使用單位安全管理人員審核不嚴的漏洞蒙混過關。這些未經過型式試驗檢驗合格的燃燒器可能存在安全隱患，其投入運行后就可能潛藏著安全風險。

1.2 燃燒器現場配件與型式試驗不一致

筆者在檢驗中發現，燃燒器主要配件現場配置型號與型式試驗證書、報告及備案證明中型號不一致的情況經常遇到，尤其是燃氣安全切斷閥、風機電機型號不一致的情形比較突出。這個問題之所以普遍，主要是因為：

1）北京市鍋爐低氮燃燒改造任務量大，燃燒器制造商所用配件只采購同一品牌型號的，不能滿足生產任務需求，所以采購了不同品牌、不同型號，但功能類似、參數相近的配件，彼此之間相互代用；

2）燃燒器型式試驗可覆蓋同一系列功率大小不同幾個型號，若現場所用燃燒器與型式試驗所用燃燒器功率不同，則其所匹配的燃氣管道管徑、風機出力也不同，就需要選用不同型號的燃氣安全切斷閥和風機電機；

3）有些使用單位或改造單位為減少低氮燃燒改造成本，會保留原來的燃氣安全切斷閥，對采用煙氣再循環技術的，若原來燃燒器的燃燒頭和鼓風機是分體的，則可能保留原來的鼓風機繼續使用；

4）燃燒器制造商或代理商到型式試驗機構進行備案時，沒有把所有用到的配件型號告知齊全，仍有配件型號遺漏、未進行備案，并且個別單位的安全意識淡漠，經常拖延很長時間才去辦理備案證明。

1.3 燃燒器經營單位及從業人員能力不達標

燃氣鍋爐最容易發生的事故是在調試點火時發生爐膽燃爆事故，造成人員傷亡和經濟損失。因此，為保證鍋爐安全運行，對燃燒器安裝、調試、修理工作質量要求比較高。但目前對燃燒器制造、安裝、調試、修理單位并沒有相關的行業法規要求、沒有從業資質限制，導致這個行業準入門檻低。北京市燃氣鍋爐低氮改造所占市場份額最大的是進口品牌燃燒器，在國內由代理商銷售并由代理商自身或委托其它公司、甚至委托給個人進行安裝、調試、修理工作。筆者在檢查授權文書時，經常發現進口品牌燃燒器的授權單位不是燃燒器制造商或其國內總（一級）代理商，存在層層授權問題，授權單位資格不符合要求，其出具的授權文書應認定是無效的，被授權單位應視為未取得相應燃燒器的安裝、調試、修理資格，其出具的安全確認書和調試報告也是無效的。

燃燒器的安裝、調試、修理涉及的專業領域多，專業技術性強，對從業人員專業技術水平要求很高，但目前對燃燒器安裝、調試、修理人員缺少相關資質認證和能力水平的要求。鍋爐低氮燃燒改造行業新興公司比較多，很多公司技術人員儲備不足，對員工的培訓、管理不夠規范，往往只通過簡單培訓就匆忙上崗開始工作，技術人員水平參差不齊，個人素質良莠不齊，且多數工作責任心也不強，會給燃燒器調試和使用帶來很大的安全風險。

1.4 燃燒器未與鍋爐保護裝置可靠聯鎖

燃燒器與鍋爐安全保護裝置未完全聯鎖的情況筆者遇到的非僅一例，其安全隱患極大。個別技術人員責任心不強，干活圖省事，只接好自家燃燒器與控制柜的接線，僅能保證鍋爐點火程序與熄火保護裝置動作可靠，但沒有接全燃燒器與鍋爐所有安全聯鎖保護裝置的全部接線，這會造成鍋爐監控溫度、壓力、水位或水流量的安全聯鎖保護裝置失效、不能可靠動作。

1.5 使用單位未嚴格落實安全主體責任

在鍋爐低氮燃燒改造過程中，很多鍋爐使用單位沒有按照監察機構指導文件中的要求嚴格落實企業安全主體責任，把低氮改造的把關、驗收責任都推諉給特種設備檢驗檢測機構，但檢驗機構對燃燒器的檢查要結合鍋爐定期檢驗周期進行，不可能在全部低氮改造鍋爐投入運行前對所有燃燒器進行確認。使用單位如果采用了沒有經過型式試驗驗證的燃燒器，或是主要配件不符也未備案的燃燒器，就可能會給鍋爐安全運行帶來風險隱患。

1.6 燃燒器使用中維護保養不到位

低氮燃燒器的維護保養比常規的燃油、燃氣燃燒器要求高，特別是全預混表面燃燒的燃燒器，其空氣過濾網要求一或二周清理一次，燃氣過濾器也要定期清理。因為全預混表面燃燒的燃燒器必須要保證進風通暢，如果不及時清潔濾網，會造成網眼被灰塵堵塞，極大增加燃燒器進風阻力，當堵塞嚴重使得進氣風速小于火焰傳播速度，就會產生回火，致使空氣與燃氣的混合腔室內發生爆燃，嚴重時導致爐膽爆炸。

煙氣再循環技術存在的主要安全隱患：如果鍋爐在低負荷工況下長時間運行，燃氣燃燒后的煙氣存在大量水蒸汽，水蒸汽隨再循環煙氣進入燃燒器、爐膽后，不但容易在爐膽內積聚冷凝水，而且容易在監控火焰的電眼上凝結成水霧，可能造成熄火保護裝置失效或熄火保護裝置頻繁動作，導致燃燒器點火失敗。燃燒器多次點火失敗，容易導致爐膽內燃氣聚集達到爆炸極限，如果點火前吹掃風量不足，一旦點火就會造成鍋爐爐膽爆燃事故發生。為解決冷凝水過多問題，目前常用辦法是在鍋爐前、后煙箱和再循環煙管底部都加裝冷凝水泄放管，但冷凝水溶解少量、和氣體后，就會呈現酸性（pH＜7），對鍋爐金屬受熱面和再循環煙管產生腐蝕作用，腐蝕產物容易在底部聚集堵塞冷凝水泄放管，導致不能及時排出冷凝水。因此，要求司爐工必須定期疏通冷凝水泄放管，防止其堵塞，但有些司爐工的工作責任心不強，不及時疏通冷凝水泄放管，導致爐內冷凝水積聚過多，影響燃燒器正常工作。

2 安全風險的防范措施

2.1 完善相關安全規范和技術標準

低氮燃燒器在國內就是近兩三年才開始應用，目前在低氮燃燒器的安裝、改造、調試、使用和修理等環節國內都缺乏相關的安全規范和技術標準，導致安全監察機構和檢驗檢測機構缺少法規或技術依據，開展監察和檢驗工作都存在不少困難。因此，建議安全監察機構委托專業機構組織鍋爐、燃燒器、安全、環保和節能等領域專家對北京市鍋爐低氮燃燒改造情況進行調研，根據所反映問題，并參考發達國家的相關技術標準，制定針對低氮燃燒器的安全技術規范，對低氮燃燒器安裝、改造、調試、使用和修理等環節提出明確的技術要求。

2.2 公開型式試驗信息、簡化備案程序

建議燃燒器型式試驗機構在其網站上向社會公示燃燒器型式試驗信息，如燃燒器型式試驗證書、燃燒器變更配件的安全性說明等，以方便鍋爐行業相關人員查詢各品牌燃燒器有哪些型號通過了型式試驗，通過型式試驗的型號又可以覆蓋哪些型號，且對主要配件變更是否進行了備案。為了提高辦理燃燒器主要配件備案證明的效率、縮減辦理時限，建議型式試驗機構采取網絡辦公來簡化備案程序，允許客戶在網上完成辦理備案證明，免去往返型式試驗機構辦公場所的不便。

2.3 加強燃燒器經營單位和從業人員的管理

建議監察機構通過下發的指導性文件來強化對燃燒器制造商及其委托單位的安全主體責任的要求，即要從事某品牌燃燒器安裝、調試、修理工作，必須由該品牌燃燒器制造商親自授權，對于進口燃燒器，必須由國內的總（一級）代理商親自授權，嚴禁層層授權。燃燒器的安裝、調試、修理人員需要對鍋爐、燃燒器、控制電路和操作系統都有相當了解，才能勝任其工作崗位，因此，應該提高從業人員的準入要求，建議其應取得鍋爐作業人員證書。北京市特種設備安全監察機構應根據現狀調整燃氣鍋爐作業人員的培訓、考核內容，增加對低氮燃燒器技術原理和操作、維保特點的培訓，增加對低氮燃燒器理論知識和實際操作能力的考核。燃燒器制造商或其在國內的總（一級）代理商應加強對授權單位技術人員的培訓、考核力度，定期組織對其授權單位的技術人員進行培訓，并對培訓后考核合格人員頒發培訓結業證書，保證這些技術人員都能及時更新知識儲備，熟悉新機型、掌握新技術。

2.4 強化使用單位安全主體責任的落實

鍋爐使用單位應明確自身所承擔的安全主體責任，并把低氮改造所涉及的各個相關企業緊密聯系在一起，使其各負其責，全面落實京質監特設函〔2016〕22號、京質監發〔2017〕6號、京質監辦發〔2017〕16號、京質監發〔2017〕39號等文件的相關要求。

2.5 強化監察執法和檢驗檢測把關職能

燃氣鍋爐低氮燃燒改造，施工前要到屬地特種設備安全監察機構履行告知程序，改造完成后要接受特種設備檢驗檢測機構檢驗。監察機構應督促鍋爐使用單位簽訂安全承諾書，并可安排監察執法人員對其進行執法檢查，發現違法違規行為及時予以查處。檢驗機構應重視鍋爐低氮燃燒改造后的檢驗工作，嚴格按照相關政府部門指導文件和安全技術規范的要求進行，如在檢驗中發現安全風險，按規定向使用單位發出檢驗意見通知書，并向特種設備監察機構報告。

3 結論

鍋爐低氮燃燒改造是一項專業性很強的技術工作，對大氣污染防治也起到重要的作用，作為近兩、三年來才開始應用的一項技術，還有很多方面工作需要完善。鍋爐的使用、制造、銷售和安裝單位，燃燒器的制造、銷售、安裝和調試單位，特種設備的安全監察機構和檢驗檢測機構等應各負其責，共同努力把燃氣鍋爐氮氧化物減排這項利國利民的事業更安全、更有效地落到實處。