1 引言
自1998年陜北天然氣供應(yīng)北京以來(lái),首都的燃料結(jié)構(gòu)以及與其密切相關(guān)的環(huán)境質(zhì)量都發(fā)生了很大變化。過(guò)去分布城區(qū)的1萬(wàn)多臺(tái)燃煤鍋爐陸續(xù)改成了天然氣鍋爐。其中,達(dá)到報(bào)廢或大修年限的直接換成天然氣鍋爐;使用年限較短或用戶財(cái)力不足,則由相關(guān)部門更換燃燒設(shè)備,將燃煤鍋爐改成燃?xì)忮仩t,有一些用戶在改造過(guò)程中,只是將燃煤設(shè)備拆除,簡(jiǎn)單加裝燃?xì)馊紵?,也未加裝必要的安全控制裝置,不符合技術(shù)監(jiān)督部門的相關(guān)安全要求,存在著許多安全隱患。
由于燃?xì)庾陨淼奶匦?,易燃、易爆、易擴(kuò)散,燃?xì)忮仩t與燃煤鍋爐相比危險(xiǎn)性大,對(duì)控制系統(tǒng)的產(chǎn)品質(zhì)量和安全性能要求嚴(yán)格。本文僅就中、小型燃?xì)忮仩t的安全問題作初步討論。
2 安全裝置
“安全是燃?xì)庑袠I(yè)的生命?!睕]有安全就沒有效益、沒有發(fā)展。
為了保證燃?xì)忮仩t安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,保證人身安全,勞動(dòng)部根據(jù)《鍋爐壓力容器安全監(jiān)察暫行條例》的有關(guān)規(guī)定,于1996年、1997年先后頒布了《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》和《熱水鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》(以下簡(jiǎn)稱《規(guī)程》)。它適用于燃?xì)忮仩t及鍋爐范圍內(nèi)管道的設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用、檢驗(yàn)、修理和改造。
《規(guī)程》中明確規(guī)定了燃?xì)忮仩t必須或應(yīng)該設(shè)置的安全保護(hù)裝置。安全裝置的功能是保證燃?xì)忮仩t安全經(jīng)濟(jì)運(yùn)行,保證人身安全。因此,從安全的角度考慮,安全裝置可分為兩種類型:預(yù)防事故的和減輕破壞的。
2.1 預(yù)防事故的安全裝置
2.11自動(dòng)報(bào)警裝置
燃?xì)忮仩t運(yùn)行時(shí),鍋爐內(nèi)水、汽的溫度、壓力,以及蒸汽鍋爐中的水位,是保證其安全運(yùn)行的監(jiān)控參數(shù),當(dāng)這些參數(shù)出現(xiàn)異常時(shí),自動(dòng)報(bào)警裝置應(yīng)發(fā)出聲光信號(hào)。
2.1.1.1超溫報(bào)警
《規(guī)程》規(guī)定:燃?xì)鉄崴仩t額定出口熱水溫度高于或等于120℃以及額定出口熱水溫度低于120℃但額定功率大于或等于4.2MW時(shí),應(yīng)該設(shè)超溫報(bào)警裝置,并有聯(lián)鎖保護(hù),對(duì)于中小型燃?xì)忮仩t,一般由熱水出口上的溫度變送器將標(biāo)準(zhǔn)信號(hào)輸出到可編程邏輯控制器(PLC),標(biāo)準(zhǔn)值經(jīng)與給定值比較,一旦超溫PLC立即進(jìn)行緊急停爐。
2.1.1.2超壓報(bào)警
蒸汽鍋爐額定蒸發(fā)量大于或等于6t/h時(shí),應(yīng)裝有蒸汽超壓報(bào)警,并設(shè)聯(lián)鎖保護(hù)超壓報(bào)警同時(shí)關(guān)閉電磁閥,切斷燃?xì)鈿庠?,引風(fēng)機(jī)仍運(yùn)行,鍋爐蒸汽壓力一般由壓力控制器進(jìn)行自動(dòng)控制。
2.1.1.3水位報(bào)警
蒸汽鍋爐額定蒸發(fā)量大于或等于2t/h時(shí),應(yīng)裝設(shè)高低水位報(bào)警,高低水位報(bào)警信號(hào)要能區(qū)分,發(fā)生低水位報(bào)警時(shí),關(guān)閉電磁閥,切斷燃?xì)鈿庠?,鼓風(fēng)機(jī)30s后停機(jī),引風(fēng)機(jī)仍運(yùn)行。
2.1.1.4流量報(bào)警
直流鍋爐應(yīng)裝設(shè)給水流量低于啟動(dòng)流量時(shí)的報(bào)警裝置。
2.1. 2切斷裝置
燃?xì)忮仩t應(yīng)裝有聯(lián)鎖裝置。在鍋爐運(yùn)行中一旦出現(xiàn)(1)至(5)所述情況,能夠自動(dòng)切斷燃?xì)夤?yīng);對(duì)裝設(shè)鼓風(fēng)燃燒器的鍋爐,能夠自動(dòng)切斷給風(fēng)氣源。
(1)熱水鍋爐壓力降低到會(huì)發(fā)生汽化或水溫升高到超過(guò)規(guī)定值;
(2)蒸汽鍋爐壓力超過(guò)規(guī)定值或水位低到最低值;
(3)當(dāng)燃?xì)鈮毫^(guò)高時(shí),還會(huì)出現(xiàn)脫火現(xiàn)象,甚至在爐膛內(nèi)發(fā)生爆炸,因此燃燒器必須在設(shè)計(jì)的燃?xì)鈮毫ο逻\(yùn)行,超高或過(guò)低均應(yīng)啟動(dòng)切斷裝置。目前,國(guó)內(nèi)與燃?xì)忮仩t配套的均為進(jìn)口燃燒器,自動(dòng)化程度較高,不但配有燃?xì)飧叩蛪嚎刂破?,而且配有自?dòng)檢漏控制器(在點(diǎn)火前,爐膛吹掃過(guò)程中,檢漏控制器自動(dòng)對(duì)燃?xì)忾y組系統(tǒng)進(jìn)行檢漏);
(4)送風(fēng)機(jī)、引風(fēng)機(jī)、以及熱水鍋爐的循環(huán)水泵突然停電或停止運(yùn)行或發(fā)生變頻故障、接觸點(diǎn)故障等故障時(shí)啟動(dòng)切斷裝置;
(5)煙溫保護(hù)裝置啟動(dòng):煙溫的情況也反應(yīng)了鍋爐的運(yùn)行正常與否,一旦煙溫超過(guò)設(shè)定值就應(yīng)啟動(dòng)切斷裝置,目前,國(guó)產(chǎn)燃?xì)忮仩t普遍采用煙溫變送器,煙溫變送器將一次儀表(Ptl00、Cu50)的測(cè)量值轉(zhuǎn)換為標(biāo)準(zhǔn)值并輸出到PLC,一旦超溫,立刻緊急停爐,同時(shí)發(fā)出聲光報(bào)警,并在觸摸屏或計(jì)算機(jī)顯示屏上顯示超溫故障。造成煙溫升高的原因有以下幾種:①經(jīng)水處理后的水質(zhì)不符合要求,使煙管或水管的管壁上結(jié)垢,影響了煙氣向介質(zhì)傳熱,這時(shí)管壁溫度和煙氣溫度升高,若結(jié)垢嚴(yán)重,還會(huì)使管子溫度過(guò)高而爆裂;②由于液位控制裝置失靈使?fàn)t內(nèi)缺水;③每組對(duì)流管束間串氣,煙氣未按規(guī)定的行程流動(dòng),而形成煙氣“短路”,這種情況會(huì)使鍋爐達(dá)不到額定出力。