天然氣鍋爐爆燃事故發生的原因及預防措施

高國發

摘要：天然氣作為一種清潔能源，必將成為未來能源發展的方向，用燃氣鍋爐代替燃煤鍋爐已經成為社會經濟發展與環保要求的必要路徑，因此燃氣鍋爐也將大范圍得到應用，成為城市集中供熱的主力爐型。所以燃氣鍋爐的安全運行就顯得更加重要，深入理解和重視天然氣安全在燃氣鍋爐安全運行中的重要性，將大大提高燃氣鍋爐運行的可靠性。

關鍵詞：天然氣鍋爐；事故發生原因；預防措施

一、原因分析

完善設備首先是加大天然氣分離器的容量，這樣可有效存儲油水。在從外觀設計有液面水位計，能直接觀察到分離器內部有無液體。同時還設計裝有自動排污和泄壓裝置。改進單一控制氣壓變成雙控。也就是在主干線上加裝調壓閥控制油水分離器的壓力，達到主干線靜態壓力控制在0.1-0.2mpa 以內。實現壓力平穩。加強安全。油水分離器設計自動泄壓范圍在太高至0.5mpa 以上時，在運行中就會引起天然氣管線劇烈抖動，影響到燃燒器的平穩燃燒和鍋爐的安全運行。安全監測用天然氣作為燃燒物質的鍋爐房，必須做好天然氣泄漏監測工作。手提式監控儀，技術性能較差，靈敏性存在缺陷。而全自動可燃氣體報警控制器系統主機采用數字規模電路，具有一二級報警，數字顯示直觀清晰，所用電源是內外裝置，即使外部停電也能及時轉換內部電源有效地監控天然氣泄漏，保證了鍋爐的安全。

二、天然氣爆炸常見事故及預防措施

1.管道內的爆炸

在管道內天然氣供應不足的情況下，易造成負壓而吸入空氣，形成易爆可燃混合物，為防止燃氣管道爆炸危險，燃氣管內壓力不能低于200Pa，同時要經常注意其壓力變化，出現異常，嚴禁火種靠近。

2.爐膛和煙道內的爆炸

爐膛及煙道爆炸是燃氣鍋爐常見事故，這種事故在點火或運行中都可能發生，尤其是在點火中最多。鍋爐上的防爆門對輕微爆炸有一定的防護作用，但對嚴重的煙氣爆炸事故作用不大，在爆炸時產生很大和沖擊波發生巨響，嚴重時煙箱撕開、磚塊橫飛有的磚煙囪從中部折斷，使鍋爐房位移，鍋爐房或附近廠房的玻璃破碎，爆炸時產生的火焰和高溫煙氣向外噴射，極易造成人員傷亡。由于燃燒器前的閥門關閉不嚴，使天然氣進入爐膽（膛）及煙管內，可能形成有爆炸危險的混合物，如遇火種，就會發生爆炸。這種事故大都發生在點火的時候，正常運行中必須采用程序點火。一次點火不成功，再次點火前要加強通風吹掃。如果兩次點火失敗，一定要查出問題所在，仔細分析原因，切忌反復盲目強行點火，以免釀成事故。沒有低風壓保護，出現風機反轉或風門關閉，風機啟動后風量、風壓不足，在預吹掃時間內不能將爐膽（膛）和煙管可能存在的可燃氣體吹掃干凈，點火裝置一經點火，就可能發生爐膽（膛）或煙管爆炸。燃燒不穩定，發生脫火、回火，爐膽（膛）振顫等異常情況，不能及時切斷燃料供應系統。天然氣燃料燃燒時有一定的速度。當天然氣在空氣中濃度處于燃燒極限濃度范圍內，且天然氣在燃燒器出口的流速低于燃燒速度時，火焰就會向燃料來源方向傳播，爐溫越高，火焰傳播速度越快，越易產生回火。回火將燒壞燃燒器，嚴重時還會在天然氣管道內發生爆炸。反之，若天然氣在燃燒器出口流速高于燃燒速度時，會使著火點遠離燃燒器而脫火。低負荷運行時爐溫偏低，或天然氣量很小而風量過大，點火時最容易發生這種情況；天然氣量很大而風量過小也可能發生脫火。原因是燃氣與空氣不能很好混合，局部缺氧而致。氣體燃料的速度是由壓力轉換而來，如果天然氣管道壓力突然變化，或調壓柜的調壓閥、鍋爐的燃氣調節閥特性不佳，使進入鍋爐的天然氣壓力忽高忽低，風量調節不當等情況的發生，都可能造成燃燒器出口氣流不穩定，引起回火或脫火。脫火后，若火焰監測未及時發現，很可能發生滅火打炮，導致爐膛爆炸。熄火：天然氣壓力突然升高引起脫火，電磁閥誤動作使天然氣供應中斷；天然氣含濕率過高等，均可能發生滅火，此外鼓風機發生故障，在煙囪抽吸的作用下，負荷過低，爐膛負壓過大，漏風過多，或風量過大，使得爐膛溫度太低也可能造成熄火，若不及時切斷天然氣供應，可能發生爐膽（膛）爆炸。煙道燃氣爆炸兩臺或以上鍋爐共用一個煙囪，若在各自獨立煙道接入煙囪前，設置密封可靠的擋板，并需可靠固定，否則鍋爐運行中擋板自行關閉，煙氣不能排出，指示爐膛燃燒工況惡化，導致煙氣爆炸。

3.空氣送風管道內爆炸

對于外混式燃燒器而言，當鼓風機停止工作時，在鼓風機和燃燒器進風道中，空氣壓力迅速降低，若燃氣閥未先行切斷或漏氣，這時燃氣可能倒流入風道內，如遇火種，即可發生燃氣爆炸。

4安全措施

針對燃氣管道或燃燒器可能發生的天然氣泄漏事故，應在燃氣鍋爐房內安裝可燃氣體探測裝置，本裝置與事故風機和燃氣管道切斷閥連鎖。當天燃氣發生泄漏到可燃氣體探測裝置動作范圍內，發出聲光報警，開啟事故風機，切斷燃氣管道總切斷閥，停止鍋爐運行。針對燃氣鍋爐點火時容易發生爆炸事故的情況，燃氣鍋爐必須配有點火程序控制和熄火保護裝置。鍋爐在點火之前必須嚴格的吹掃爐膛和煙道，排除可能存在的可燃氣體。操作人員必須進行嚴格的培訓，上崗后按照操作規程運行。針對煙道燃氣爆炸事故，煙道上應設有泄爆裝置，泄爆口應開向安全地帶，使其一旦動作時，不至于危及在此工作的作業人員的安全。在條件允許的情況下采取每臺鍋爐配置一個鋼煙囪的設計，這樣即有利于鍋爐煙氣的排放，也有效防止了煙氣竄入其他鍋爐的可能性，有利于鍋爐房的安全運行。在多臺鍋爐公用一座鋼煙囪時，應在鍋爐各自煙道接入總煙道或煙囪前，設置可以密閉效果良好的煙道門，防止煙氣竄入其他鍋爐而引發爆炸事故。燃燒器啟動時，從燃料進入爐膛點火失敗到燃料快速切斷裝置動作時間稱為熄火安全時間。這段時間不能過長，否則會導致爐膛發生煙氣爆炸。燃氣鍋爐房地塊內一般設有專用的燃氣調壓裝置，用以保證燃氣鍋爐燃燒器所需燃氣壓力的穩定，防止因天然氣壓力波動因起的鍋爐燃燒不穩定。

總而言之，天然氣是鍋爐運行過程中的燃料物質之一，保證燃氣的品質是天然氣鍋爐穩定，安全運行的首要條件，而正確的檢測手段和操作規程則是鍋爐安全的命脈。

參考文獻

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[3]丁山.天然氣鍋爐電控設備的防爆安全性不容忽視[J].電氣防爆，2001，（01）.

（作者單位：中國鐵路總公司哈爾濱局集團公司海拉爾房產建筑段）