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燃氣鍋爐房的設計與安全

發布日期:2017-01-07 中國油脂網

 

隨著國家環保政策的要求越來越嚴格,燃氣代替燃煤解決環境污染成為一種趨勢,全國幾乎所有地區均出臺了10噸以下鍋爐禁止燃煤的規定,不排除以后噸位升級的可能,從成本考慮,天然氣代替燃煤是現實可行的選擇,油脂工程建設項目在設計時也會大量出現天然氣鍋爐。
 
但是可燃氣體具有易爆、有毒、有腐蝕性的特點,燃氣鍋爐房供氣系統的設計是否合理,不僅對保證鍋爐安全和可靠運行關系極大,而且對鍋爐房系統的投資和運行的經濟性有很大影響。因此,在設計時必須給予足夠的重視。本文針對燃氣鍋爐房設計中有關安全的幾個問題進行探討,提出自己的觀點,旨在通過交流,提高我們對有關“規范”的認識水平和有關專業內容的設計水平。
 
1、燃氣鍋爐房的危險建筑類別
 
鍋爐房供氣系統,一般由調壓裝置、鍋爐房內配管系統以及吹掃放散管、燃氣報警通風系統等組成。首先我們要明確燃氣鍋爐房在火災危險性建筑物中的分類。燃氣鍋爐房內如果屬于爆炸性危險區域,那么燃氣鍋爐房內選用的給水泵應為防爆型水泵。原因主要有以下兩點:
 
a、燃氣鍋爐房屬于《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》中規定的爆炸性氣體環境,選擇與安裝電氣裝置時必須做到防止發生爆炸和火災。所以燃氣鍋爐附近的動力配電箱選為隔爆型,鍋爐間內的電動機、照明開關及燈具均用防爆電器。
 
b、由于燃氣鍋爐采用甲乙類危險氣體作燃料,危險性很大,鍋爐房設計應該按照《建筑設計防火規范》的甲乙類建筑和《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》中危險區2區的電器防爆要求進行設計。
 
那么,燃氣鍋爐房內的給水泵到底是否需要防爆?為此查找了很多規范及工程資料,認為可不采用防爆電器設備的依據有以下幾點:
 
a、《建筑設計防火規范》對生產火災的危險性進行了詳細分類,將利用氣體、液體、固體作為燃料或將氣體、液體進行燃燒作其他用途的各種生產房劃分到丁類建筑,而不是最危險的甲乙類建筑,并在規范附錄的火災危險性建筑舉例中將鍋爐房明確劃分為丁類建筑。因此燃氣鍋爐房按甲乙類火災危險建筑考慮的論點與《建筑設計防火規范》中相關條文并不一致。
 
b、《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》關于爆炸性氣體環境危險區域劃分的規定,在生產過程中使用明火的設備附近,或熾熱部件的表面溫度超過區域內易燃物質引燃溫度的設備附近可劃為非爆炸危險區域。根據該條文的規定,能避免出現“過度”采用防爆電器的情形。
 
2、燃氣鍋爐房設計中必須注意的問題
 
雖然燃氣鍋爐房為丁類建筑,可以不選用防爆電器,但考慮燃氣鍋爐房的重要性和火災損失的嚴重性,其他必要的安全防范措施還是不能少的,我們在工程設計中必須注意以下幾個方面內容:
 
a、根據《鍋爐房設計規范》,鍋爐房宜為獨立的建筑物,當需要和其他建筑物相連或設置在其內部時,嚴禁設在人員密集場所和重要部門的上面、下面、貼鄰和主要通道的兩旁。鍋爐房和其分建筑物相連或設置在其內部時,除應符合本規范外,尚應符合現行《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》、《熱水鍋爐安全技術監察規程》、《建筑設計規范》和《高層建筑設計防火規范》的有關規定。根據《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》規定,鍋爐房不宜設在高層或多層建筑的半地下室或地下室、樓層中間或頂層。但由于條件限制需要設置時,除符合本規程第184條、第185條的要求外,鍋爐房的設置還應事先征得市、地級及以上安全監察機構同意。此外,當鍋爐房設置在地下室時,應采取強制通風措施。根據《熱水鍋爐安全技術監察規程》規定:對于設在多層或高層建筑的半地下室或第一層的鍋爐房,每臺鍋爐的額定熱功率應小于或等于7MW且額定出水溫度小于或等于120℃,且應滿足《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》相應條件。對于由于條件限制需要在高層或多層建筑的地下室、樓層中間或頂層設置鍋爐房時,每臺鍋爐的額定熱功率應小于或等于2.8MW且額定出水溫度小于或等于120℃,且應滿足《蒸汽鍋爐安全技術監察規程》相應條件。由此可見,鍋爐房可設置在單獨建筑物內和高層建筑的裙樓、主樓地下室、半地下室、首層、中間層、和頂層內。但是,鍋爐房位置的選擇十分重要,它是關系到人民生命和國家財產安全的大事,設計人員肩負的質量與安全責任重如泰山。有關的專業設計“規范”與“規程”是設計人員進行專業設計的科學依據,設計人員必須嚴格遵循“規范”與“規程”也是設計質量的根本保證。
 
b、鍋爐燃燒器所需的燃氣壓力相對較高,一般達0.005MPa―0.03MPa,且小時流量較大。保證鍋爐燃燒器前的燃氣壓力穩定,對燃燒的工況與安全運行有很大關系。燃燒器前的壓力若有增減,燃氣流量也會增減,由于壓力不穩定,從而造成燃燒不穩定,甚至引起回火和脫火。所以應設置專用調壓裝置,和民用氣分開設置,以減少其他用戶負荷的變動造成鍋爐燃燒器前的壓力波動過大,造成事故。調壓裝置宜設置在單獨的建、構筑物內,如受條件限制,也可設置在鍋爐房建筑內專門的燃氣調壓間內。但是需要注意,如果調壓裝置設置在鍋爐房內專門的燃氣調壓間時,必須滿足現行國家標準《建筑設計防火規范》的要求,即“一座廠房內或防火分區內有不同性質的生產時,其分類應按火災危險性較大的部分確定,但火災危險性大的部分占本層或本防火分區面積的比例小于5%,且發生事故時不足以蔓延到其他部位,或采取防火措施能防止火災蔓延時,可按火災危險性較小的部分確定。”燃調壓間屬于有爆炸危險的房間,應有每小時不少于3次的換氣量。當自然通風不能滿足要求時,應設置機械通風裝置,并應用每小時換氣不少于8次的事故通風裝置。通風裝置應防爆。
 
c、燃氣調壓裝置應選用直接式調壓器,因為鍋爐啟動時需要的燃氣流量在瞬時即可達到額定流量。而間接式調壓器雖然出口壓力較為穩定,但不能滿足鍋爐瞬時啟動的大流量要求。
 
d、為了在鍋爐房出現事故時,能迅速切斷氣源,避免事故擴大,鍋爐房燃氣管道入口處應裝設總切斷閥,按燃氣流動方向,切斷閥前應安裝放散管。此閥門應裝置在安全和便于操作的地方。
 
e、鍋爐房內的燃氣管道宜架空敷設,有利于泄露的燃氣擴散,避免在室內或室內死角處聚集形成爆炸性氣體。密度比空氣大的燃氣,如高爐煤氣、液化氣,則應該沿鍋爐房外墻敷設,并便于檢測。在鍋爐房內的燃氣管道上裝設放散管和吹掃口。可以在管道檢修或在長期停用后投入運行前,用惰性氣體或燃氣吹掃其中的殘存氣體,以確保管道檢修或鍋爐點火的安全。放散管的安裝位置,應根據鍋爐房內燃氣管道的布置情況決定,以能將管道內燃氣或空氣吹掃干凈為原則。
 
f、氣體燃料與空氣混合達到一定的濃度,便會形成爆炸性氣體,一旦遇上高溫和明火,便會發生爆炸。因此燃氣鍋爐房內應當設置可燃氣體濃度探測器,并與鍋爐燃燒器上的燃氣速斷閥聯動,以便在緊急情況下自動切斷燃氣來源。
 
3、小結
 
根據《建筑設計防火規范》和《爆炸和火災危險環境電力裝置設計規范》等相關設計規范,我們明確認識到燃氣鍋爐房屬于丁類火災危險建筑,鍋爐房內的設備與控制柜等電器完全可以選用非防爆型電器,但是這不代表燃氣鍋爐房本身的危險性不大、防爆問題不重要,只有建立完善的安全制度、強化運行管理和維護才是杜絕燃氣鍋爐燃燒使用過程中發生爆炸事故的關鍵。

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