燃氣鍋爐天然氣安全使用及防范

程文強

（河南中煙工業有限責任公司安陽卷煙廠，河南 安陽 455004）

鍋爐作為一種常用供熱設備，起源于歐洲工業革命，是一種將燃料化學能或其他形式的能源轉變成熱能的特種設備。近年來，天然氣基于環境、能源日益嚴峻的時代背景，在日常工作和生活中的應用占據了很大的比例，越來越多的鍋爐設備從傳統的燃煤轉型為燃氣鍋爐。燃氣鍋爐以其環保、節能優勢在各地得到了廣泛的應用。尤其是工業生產及集中供熱領域方面燃氣鍋爐倍受青睞。但在給我們帶來便利的同時也存在了很大的安全隱患。天然氣泄漏等問題引起的鍋爐爆炸事故在使用中屢屢發生，因此我們有必要對這一問題進行進一步探究，確保燃氣鍋爐安全運行得到保障。

1 燃氣鍋爐使用存在的風險和可能發生的危害

天然氣存在的風險從其組成成分就可而知，通過天然氣成分常用的分析方法是氣相色譜法分析[1]，天然氣主要成分是甲烷、丁烷、戊烷等。優質的天然氣甲烷含量90%左右，發熱量較高，一般高發熱量9000Kcal/m3以上，低發熱量8000Kcal/m3左右，爆炸極限：5%-15%。

從以上可以看出，天然氣在使用中的存在很大的風險，使用不當尤其在一定空間區域內如天然氣濃度在5%-15%之間，遇到明火就會引起爆炸和火災。

天然氣爆炸和火災產生的具體危害是：

天然氣泄漏遇到明火、靜電、閃電或操作不當等均會發生爆炸、火災。發生天然氣爆炸會在一瞬間會發生高溫（達3000℃）、高壓的燃燒過程，爆炸波速可達300m/s，有很大的破壞力。且在密閉空間會使人缺氧窒息乃至死亡，所以燃氣鍋爐在使用中的風險和可能發生的危害是極大的。

2 燃氣鍋爐在使用天然氣過程中天然氣發生泄漏的分類及原因分析

2.1 天然氣泄漏的分類

主要分為：室內外埋地管線及配套附件泄漏（特別是管道孔口）、鍋爐本體泄漏、燃燒器泄漏、配套控制、測量等零部件及其連接部位泄漏等四大類[2]。

2.2 發生泄漏原因分析

燃氣鍋爐房天然氣泄漏除了因人員違章操作引起和自然及外力引起外，主要有以下原因。1）室內外燃氣管線泄漏：管材及施工質量不規范，管線腐蝕或老化穿孔。2）鍋爐本體泄漏：設計和安裝時、不符合有關安全技術要求，造成鍋爐本體天然氣泄漏。3）燃燒器泄漏：設計原因或安裝調試不到位；鍋爐在運行時自動熄火或自動熄火后沒有徹底吹掃；燃燒器在長期運行后，空燃比失調，使燃燒工況發生變化。4）控制、測量等零部件及其連接部位泄漏：

由于鍋爐運行過程中振動大造成連接部位松動天然氣泄漏，或由于部件質量差或老化造成泄漏。

2.3 燃氣鍋爐在使用天然氣過程中如何進行泄漏狀態辨識

鍋爐房內天然氣發生嚴重泄漏時，能夠在第一時間通過狀態辨識發現天然氣泄漏，是尤其重要的[3]：1）天然氣壓力明顯變化，與正常工作壓力不一樣。2）泄漏源附近有強烈的氣流聲。3）手持報警儀會發出報警。4）在線報警器發出自動報警。

3 燃氣鍋爐房天然氣泄漏防范措施

3.1 規范設計和施工

在燃氣鍋爐房設計和施工時嚴格按照《鍋爐房設計規范》的有關規定進行規范設計和施工，杜絕不安全隱患。

3.2 建立健全各項安全管理制度

建立《燃氣鍋爐房安全規則》、《安全生產責任制》、《巡回檢查制度》、《消防安全檢查制度》、《防靜電安全制度》、《安全操作規程》、《設備維修保養制度》以及各崗位人員責任制等，加強安全管理。

3.3 加強職工教育培訓

加強職工培訓，使主管領導及管理人員和鍋爐房工作人員對相關安全管理制度學通學透，不斷提高職工安全防范和應急能力。

3.4 提高檢測手段

3.4.1 用科學手段和檢測儀器檢測泄漏源

1）人工檢測。（1）根據巡檢人員嗅覺來判斷。天然氣發生泄漏后，由于它的密度比空氣輕（在0℃及標準大氣壓下天然氣密度為0.7174kg/m3，相對密度為0.5548），會很快聚集在室內上半部，泄漏量只要達到1%，會聞到臭雞蛋氣味（天然氣中的四氫噻酚）。（2）肥皂水檢測。將肥皂水噴到檢測的部位，觀察是否起泡判斷泄漏。（3）儀器檢測。使用手持天然氣檢測儀器進行檢測，在天然氣多管線并列或交叉的復雜情況，建議采用示蹤劑進行燃氣泄漏辨別檢測[4]。2）在線自動檢測。在燃氣鍋爐房安裝在線自動檢測裝置，當天然氣發生泄漏時，監控系統報警且啟動鍋爐房軸流風機通風，運行人員可根據報警器顯示的部位定位泄漏點。

4 燃氣鍋爐房天然氣泄漏應急處理

發現天然氣泄漏進行處理的程序。1）室內外埋地燃氣管線泄漏。緊急停爐，切斷鍋爐房總天然氣閥，立即通知燃氣公司切斷上游氣源，查找原因制定措施解決。2）鍋爐本體泄漏。緊急停爐，切斷氣源，查找原因制定措施解決。3）燃燒器泄漏。緊急停爐，切斷該臺鍋爐的總氣源，查找原因制定措施解決。4）控制、測量等零部件及其連接部位泄漏。緊急停爐，切斷該臺鍋爐的總氣閥，查找原因制定措施解決。

以上發生問題在應急處理時，均應在第一時間向主管領導及主管安全、生產部門匯報。

5 處理天然氣泄漏時應注意的問題

1）嚴格按照鍋爐房天然氣泄漏的有關規定和程序組織處理。2）維修時要委托有資質的專業單位和人員進行處理。3）針對可能的泄漏事故，要有配套應急處置方案并按照規定做好演練。4）處理泄漏必須有專職安全員現場負責且進行監護。

6 結束語

在鍋爐房天然氣安全使用同時，也要對其風險危害進行充分識別，通過不斷借鑒和引用了國內外先進的經驗和技術，分析使用過程的風險和可能發生的危害，制定有效的防范措施，遇到問題按照規程要求及應急處置方案及時處理，將隱患和事故帶來的后果降到最低，最大限度地保證人員和設備的安全。