淺析燃?xì)忮仩t安全問題

李曉媛

摘 要：隨著生活方式的改變，人們對(duì)天然氣的使用量正在逐漸增加，在使用過程中人們對(duì)其安全問題非常重視。天然氣的爆炸和火災(zāi)危險(xiǎn)性是燃?xì)忮仩t安全問題的主要原因，文章針對(duì)這些方面總結(jié)鍋爐房安全運(yùn)行應(yīng)注意的事項(xiàng)。

關(guān)鍵詞：燃?xì)忮仩t；天然氣；爆炸；安全運(yùn)行

1 概述

隨著人們生活水平的提高，人民對(duì)于環(huán)境的要求逐漸提高，大氣、水環(huán)境情況越來(lái)越引起民眾的注意。保護(hù)環(huán)境，合理利用資源是人類生存和發(fā)展的基礎(chǔ)[1]。在城市的現(xiàn)代化進(jìn)程中，集中供熱是城市文明的重要表現(xiàn)，而以前集中供熱主要采用燃煤鍋爐，雖然效率和環(huán)保方面較小型燃煤鍋爐房較好，但仍然存在較大的污染，特別是在人口密度大的大中型城市，這種矛盾就更加突出。為適應(yīng)“十二五”期間國(guó)家節(jié)能減排和優(yōu)化天津市供熱能源結(jié)構(gòu)的號(hào)召，發(fā)展燃?xì)夤幔纳拼髿猸h(huán)境質(zhì)量，實(shí)現(xiàn)清潔能源的高質(zhì)、高效、安全利用，我市在大力推進(jìn)燃煤鍋爐進(jìn)行燃?xì)饣脑臁?/p>

2 原因分析

燃?xì)忮仩t對(duì)于燃煤鍋爐最明顯的不同就是燃料的不同，燃煤鍋爐采用煤炭作為燃料，而燃?xì)忮仩t采用清潔能源天然氣作為燃料。

本市燃?xì)忮仩t燃料主要為天然氣，由于各產(chǎn)地天然氣成分不同，其毒性、爆炸及火災(zāi)的危險(xiǎn)程度也有差異，天然氣除了硫化氫以外，幾乎是無(wú)毒的。天津地區(qū)的天然氣無(wú)論是陸路高、中、低壓天然氣，還是埕海等處的天然氣，均經(jīng)大港油田的天然氣凈化站場(chǎng)首先分離天然氣中的凝液和不穩(wěn)定輕烴，并經(jīng)活性炭分子篩塔脫水、海綿鐵塔脫硫，然后利用丙烷做制冷劑，通過丙烷的壓縮、膨脹吸收天然氣的熱量，對(duì)其進(jìn)行深冷處理，再經(jīng)三級(jí)冷箱低溫分餾，最后得到的天然氣是比較純凈的（其中甲烷含量可達(dá)98-99.8%以上）。所得到的天然氣中硫化物或CO2的含量極低，而后送至天然氣公司的門站或儲(chǔ)配站，加入12.1%的氮?dú)膺M(jìn)行稀釋，并在加注3%的四氫噻吩進(jìn)行加臭之后送至調(diào)壓站，依據(jù)用戶的要求降（加）壓供氣。

故天津市使用的天然氣主要的危險(xiǎn)是爆炸和火災(zāi)，其次若天然氣在相對(duì)密閉的（受限）空間內(nèi)泄漏，會(huì)使空氣中氧氣含量降低，令作業(yè)人員窒息身亡。

3 爆炸危險(xiǎn)分析

天然氣中含量最多的成分是甲烷，天然氣屬易燃、易爆物質(zhì)，在通常環(huán)境中極易引起燃燒和爆炸，所以天然氣管道最主要風(fēng)險(xiǎn)是輸氣管道發(fā)生泄漏，引起火災(zāi)、爆炸的風(fēng)險(xiǎn)。

發(fā)生天然氣爆炸事故常見的有以下幾種情況：

3.1 管道內(nèi)的爆炸

在管道內(nèi)天然氣供應(yīng)不足的情況下，易造成負(fù)壓而吸入空氣，形成易爆可燃混合物，為防止燃?xì)夤艿辣ㄎｋU(xiǎn)，燃?xì)夤軆?nèi)壓力不能低于200Pa，同時(shí)要經(jīng)常注意其壓力變化，出現(xiàn)異常，嚴(yán)禁火種靠近。

3.2 爐膛和煙道內(nèi)的爆炸

爐膛及煙道爆炸是燃?xì)忮仩t常見事故，這種事故在點(diǎn)火或運(yùn)行中都可能發(fā)生，尤其是在點(diǎn)火中最多[2]。鍋爐上的防爆門對(duì)輕微爆炸有一定的防護(hù)作用，但對(duì)嚴(yán)重的煙氣爆炸事故作用不大，在爆炸時(shí)產(chǎn)生很大和沖擊波發(fā)生巨響，嚴(yán)重時(shí)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(shí)產(chǎn)生的火焰和高溫?zé)煔庀蛲鈬娚洌瑯O易造成人員傷亡。

由于燃燒器前的閥門關(guān)閉不嚴(yán)，使天然氣進(jìn)入爐膽（膛）及煙管內(nèi)，可能形成有爆炸危險(xiǎn)的混合物，如遇火種，就會(huì)發(fā)生爆炸。這種事故大都發(fā)生在點(diǎn)火的時(shí)候，正常運(yùn)行中必須采用程序點(diǎn)火。一次點(diǎn)火不成功，再次點(diǎn)火前要加強(qiáng)通風(fēng)吹掃。如果兩次點(diǎn)火失敗，一定要查出問題所在，仔細(xì)分析原因，切忌反復(fù)盲目強(qiáng)行點(diǎn)火，以免釀成事故。

沒有低風(fēng)壓保護(hù)，出現(xiàn)風(fēng)機(jī)反轉(zhuǎn)或風(fēng)門關(guān)閉，風(fēng)機(jī)啟動(dòng)后風(fēng)量、風(fēng)壓不足，在預(yù)吹掃時(shí)間內(nèi)不能將爐膽（膛）和煙管可能存在的可燃?xì)怏w吹掃干凈，點(diǎn)火裝置一經(jīng)點(diǎn)火，就可能發(fā)生爐膽（膛）或煙管爆炸。

燃燒不穩(wěn)定，發(fā)生脫火、回火，爐膽（膛）振顫等異常情況，不能及時(shí)切斷燃料供應(yīng)系統(tǒng)。

天然氣燃料燃燒時(shí)有一定的速度。當(dāng)天然氣在空氣中濃度處于燃燒極限濃度范圍內(nèi)，且天然氣在燃燒器出口的流速低于燃燒速度時(shí)，火焰就會(huì)向燃料來(lái)源方向傳播，爐溫越高，火焰?zhèn)鞑ニ俣仍娇欤揭桩a(chǎn)生回火?；鼗饘龎娜紵?，嚴(yán)重時(shí)還會(huì)在天然氣管道內(nèi)發(fā)生爆炸。

反之，若天然氣在燃燒器出口流速高于燃燒速度時(shí)，會(huì)使著火點(diǎn)遠(yuǎn)離燃燒器而脫火。低負(fù)荷運(yùn)行時(shí)爐溫偏低，或天然氣量很小而風(fēng)量過大，點(diǎn)火時(shí)最容易發(fā)生這種情況；天然氣量很大而風(fēng)量過小也可能發(fā)生脫火。原因是燃?xì)馀c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(zhuǎn)換而來(lái)，如果天然氣管道壓力突然變化，或調(diào)壓柜的調(diào)壓閥、鍋爐的燃?xì)庹{(diào)節(jié)閥特性不佳，使進(jìn)入鍋爐的天然氣壓力忽高忽低，風(fēng)量調(diào)節(jié)不當(dāng)?shù)惹闆r的發(fā)生，都可能造成燃燒器出口氣流不穩(wěn)定，引起回火或脫火。脫火后，若火焰監(jiān)測(cè)未及時(shí)發(fā)現(xiàn)，很可能發(fā)生滅火打炮，導(dǎo)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(dòng)作使天然氣供應(yīng)中斷；天然氣含濕率過高等，均可能發(fā)生滅火，此外鼓風(fēng)機(jī)發(fā)生故障，在煙囪抽吸的作用下，負(fù)荷過低，爐膛負(fù)壓過大，漏風(fēng)過多，或風(fēng)量過大，使得爐膛溫度太低也可能造成熄火，若不及時(shí)切斷天然氣供應(yīng)，可能發(fā)生爐膽（膛）爆炸。

煙道燃?xì)獗▋膳_(tái)或以上鍋爐共用一個(gè)煙囪，若在各自獨(dú)立煙道接入煙囪前，設(shè)置密封可靠的擋板，并需可靠固定，否則鍋爐運(yùn)行中擋板自行關(guān)閉，煙氣不能排出，指示爐膛燃燒工況惡化，導(dǎo)致煙氣爆炸。

3.3 空氣送風(fēng)管道內(nèi)爆炸

對(duì)于外混式燃燒器而言，當(dāng)鼓風(fēng)機(jī)停止工作時(shí)，在鼓風(fēng)機(jī)和燃燒器進(jìn)風(fēng)道中，空氣壓力迅速降低，若燃?xì)忾y未先行切斷或漏氣，這時(shí)燃?xì)饪赡艿沽魅腼L(fēng)道內(nèi)，如遇火種，即可發(fā)生燃?xì)獗ā?/p>

4 安全措施

針對(duì)燃?xì)夤艿阑蛉紵骺赡馨l(fā)生的天然氣泄漏事故，應(yīng)在燃?xì)忮仩t房?jī)?nèi)安裝可燃?xì)怏w探測(cè)裝置，本裝置與事故風(fēng)機(jī)和燃?xì)夤艿狼袛嚅y連鎖。當(dāng)天燃?xì)獍l(fā)生泄漏到可燃?xì)怏w探測(cè)裝置動(dòng)作范圍內(nèi)，發(fā)出聲光報(bào)警，開啟事故風(fēng)機(jī)，切斷燃?xì)夤艿揽偳袛嚅y，停止鍋爐運(yùn)行。

針對(duì)燃?xì)忮仩t點(diǎn)火時(shí)容易發(fā)生爆炸事故的情況，燃?xì)忮仩t必須配有點(diǎn)火程序控制和熄火保護(hù)裝置。鍋爐在點(diǎn)火之前必須嚴(yán)格的吹掃爐膛和煙道，排除可能存在的可燃?xì)怏w。操作人員必須進(jìn)行嚴(yán)格的培訓(xùn)，上崗后按照操作規(guī)程運(yùn)行。

針對(duì)煙道燃?xì)獗ㄊ鹿?，煙道上?yīng)設(shè)有泄爆裝置，泄爆口應(yīng)開向安全地帶，使其一旦動(dòng)作時(shí)，不至于危及在此工作的作業(yè)人員的安全。在條件允許的情況下采取每臺(tái)鍋爐配置一個(gè)鋼煙囪的設(shè)計(jì)，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(yùn)行。在多臺(tái)鍋爐公用一座鋼煙囪時(shí)，應(yīng)在鍋爐各自煙道接入總煙道或煙囪前，設(shè)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(fā)爆炸事故。

燃燒器啟動(dòng)時(shí)，從燃料進(jìn)入爐膛點(diǎn)火失敗到燃料快速切斷裝置動(dòng)作時(shí)間稱為熄火安全時(shí)間。這段時(shí)間不能過長(zhǎng)，否則會(huì)導(dǎo)致爐膛發(fā)生煙氣爆炸。

燃?xì)忮仩t房地塊內(nèi)一般設(shè)有專用的燃?xì)庹{(diào)壓裝置，用以保證燃?xì)忮仩t燃燒器所需燃?xì)鈮毫Φ姆€(wěn)定，防止因天然氣壓力波動(dòng)因起的鍋爐燃燒不穩(wěn)定。

5 結(jié)束語(yǔ)

天然氣作為一種清潔能源，必將成為未來(lái)能源發(fā)展的方向，用燃?xì)忮仩t代替燃煤鍋爐已經(jīng)成為社會(huì)經(jīng)濟(jì)發(fā)展與環(huán)保要求的必要路徑[1]，因此燃?xì)忮仩t也將大范圍得到應(yīng)用，成為城市集中供熱的主力爐型。所以燃?xì)忮仩t的安全運(yùn)行就顯得更加重要，深入理解和重視天然氣安全在燃?xì)忮仩t安全運(yùn)行中的重要性，將大大提高燃?xì)忮仩t運(yùn)行的可靠性。

參考文獻(xiàn)

[1]李先瑞，等.燃?xì)夤岬默F(xiàn)狀和展望[J].建筑節(jié)能，2000，31（3）：43-47.

[2]慕江源.天然氣鍋爐爆炸事故發(fā)生的原因及預(yù)防措施[J].青?？萍?，2003（6）.endprint