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燃气锅炉房的设计与安全

发布日期:2017-01-07 中国油脂网

 

随着国家环保政策的要求越来越严格,燃气代替燃煤解决环境污染成为一种趋势,全国几乎所有地区均出台了10吨以下锅炉禁止燃煤的规定,不排除以后吨位升级的可能,从成本考虑,天然气代替燃煤是现实可行的选择,油脂工程建设项目在设计时也会大量出现天然气锅炉。
 
但是可燃气体具有易爆、有毒、有腐蚀性的特点,燃气锅炉房供气系统的设计是否合理,不仅对保证锅炉安全和可靠运行关系极大,而且对锅炉房系统的投资和运行的经济性有很大影响。因此,在设计时必须给予足够的重视。本文针对燃气锅炉房设计中有关安全的几个问题进行探讨,提出自己的观点,旨在通过交流,提高我们对有关“规范”的认识水平和有关专业内容的设计水平。
 
1、燃气锅炉房的危险建筑类别
 
锅炉房供气系统,一般由调压装置、锅炉房内配管系统以及吹扫放散管、燃气报警通风系统等组成。首先我们要明确燃气锅炉房在火灾危险性建筑物中的分类。燃气锅炉房内如果属于爆炸性危险区域,那么燃气锅炉房内选用的给水泵应为防爆型水泵。原因主要有以下两点:
 
a、燃气锅炉房属于《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》中规定的爆炸性气体环境,选择与安装电气装置时必须做到防止发生爆炸和火灾。所以燃气锅炉附近的动力配电箱选为隔爆型,锅炉间内的电动机、照明开关及灯具均用防爆电器。
 
b、由于燃气锅炉采用甲乙类危险气体作燃料,危险性很大,锅炉房设计应该按照《建筑设计防火规范》的甲乙类建筑和《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》中危险区2区的电器防爆要求进行设计。
 
那么,燃气锅炉房内的给水泵到底是否需要防爆?为此查找了很多规范及工程资料,认为可不采用防爆电器设备的依据有以下几点:
 
a、《建筑设计防火规范》对生产火灾的危险性进行了详细分类,将利用气体、液体、固体作为燃料或将气体、液体进行燃烧作其他用途的各种生产房划分到丁类建筑,而不是最危险的甲乙类建筑,并在规范附录的火灾危险性建筑举例中将锅炉房明确划分为丁类建筑。因此燃气锅炉房按甲乙类火灾危险建筑考虑的论点与《建筑设计防火规范》中相关条文并不一致。
 
b、《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》关于爆炸性气体环境危险区域划分的规定,在生产过程中使用明火的设备附近,或炽热部件的表面温度超过区域内易燃物质引燃温度的设备附近可划为非爆炸危险区域。根据该条文的规定,能避免出现“过度”采用防爆电器的情形。
 
2、燃气锅炉房设计中必须注意的问题
 
虽然燃气锅炉房为丁类建筑,可以不选用防爆电器,但考虑燃气锅炉房的重要性和火灾损失的严重性,其他必要的安全防范措施还是不能少的,我们在工程设计中必须注意以下几个方面内容:
 
a、根据《锅炉房设计规范》,锅炉房宜为独立的建筑物,当需要和其他建筑物相连或设置在其内部时,严禁设在人员密集场所和重要部门的上面、下面、贴邻和主要通道的两旁。锅炉房和其分建筑物相连或设置在其内部时,除应符合本规范外,尚应符合现行《蒸汽锅炉安全技术监察规程》、《热水锅炉安全技术监察规程》、《建筑设计规范》和《高层建筑设计防火规范》的有关规定。根据《蒸汽锅炉安全技术监察规程》规定,锅炉房不宜设在高层或多层建筑的半地下室或地下室、楼层中间或顶层。但由于条件限制需要设置时,除符合本规程第184条、第185条的要求外,锅炉房的设置还应事先征得市、地级及以上安全监察机构同意。此外,当锅炉房设置在地下室时,应采取强制通风措施。根据《热水锅炉安全技术监察规程》规定:对于设在多层或高层建筑的半地下室或第一层的锅炉房,每台锅炉的额定热功率应小于或等于7MW且额定出水温度小于或等于120℃,且应满足《蒸汽锅炉安全技术监察规程》相应条件。对于由于条件限制需要在高层或多层建筑的地下室、楼层中间或顶层设置锅炉房时,每台锅炉的额定热功率应小于或等于2.8MW且额定出水温度小于或等于120℃,且应满足《蒸汽锅炉安全技术监察规程》相应条件。由此可见,锅炉房可设置在单独建筑物内和高层建筑的裙楼、主楼地下室、半地下室、首层、中间层、和顶层内。但是,锅炉房位置的选择十分重要,它是关系到人民生命和国家财产安全的大事,设计人员肩负的质量与安全责任重如泰山。有关的专业设计“规范”与“规程”是设计人员进行专业设计的科学依据,设计人员必须严格遵循“规范”与“规程”也是设计质量的根本保证。
 
b、锅炉燃烧器所需的燃气压力相对较高,一般达0.005MPa―0.03MPa,且小时流量较大。保证锅炉燃烧器前的燃气压力稳定,对燃烧的工况与安全运行有很大关系。燃烧器前的压力若有增减,燃气流量也会增减,由于压力不稳定,从而造成燃烧不稳定,甚至引起回火和脱火。所以应设置专用调压装置,和民用气分开设置,以减少其他用户负荷的变动造成锅炉燃烧器前的压力波动过大,造成事故。调压装置宜设置在单独的建、构筑物内,如受条件限制,也可设置在锅炉房建筑内专门的燃气调压间内。但是需要注意,如果调压装置设置在锅炉房内专门的燃气调压间时,必须满足现行国家标准《建筑设计防火规范》的要求,即“一座厂房内或防火分区内有不同性质的生产时,其分类应按火灾危险性较大的部分确定,但火灾危险性大的部分占本层或本防火分区面积的比例小于5%,且发生事故时不足以蔓延到其他部位,或采取防火措施能防止火灾蔓延时,可按火灾危险性较小的部分确定。”燃调压间属于有爆炸危险的房间,应有每小时不少于3次的换气量。当自然通风不能满足要求时,应设置机械通风装置,并应用每小时换气不少于8次的事故通风装置。通风装置应防爆。
 
c、燃气调压装置应选用直接式调压器,因为锅炉启动时需要的燃气流量在瞬时即可达到额定流量。而间接式调压器虽然出口压力较为稳定,但不能满足锅炉瞬时启动的大流量要求。
 
d、为了在锅炉房出现事故时,能迅速切断气源,避免事故扩大,锅炉房燃气管道入口处应装设总切断阀,按燃气流动方向,切断阀前应安装放散管。此阀门应装置在安全和便于操作的地方。
 
e、锅炉房内的燃气管道宜架空敷设,有利于泄露的燃气扩散,避免在室内或室内死角处聚集形成爆炸性气体。密度比空气大的燃气,如高炉煤气、液化气,则应该沿锅炉房外墙敷设,并便于检测。在锅炉房内的燃气管道上装设放散管和吹扫口。可以在管道检修或在长期停用后投入运行前,用惰性气体或燃气吹扫其中的残存气体,以确保管道检修或锅炉点火的安全。放散管的安装位置,应根据锅炉房内燃气管道的布置情况决定,以能将管道内燃气或空气吹扫干净为原则。
 
f、气体燃料与空气混合达到一定的浓度,便会形成爆炸性气体,一旦遇上高温和明火,便会发生爆炸。因此燃气锅炉房内应当设置可燃气体浓度探测器,并与锅炉燃烧器上的燃气速断阀联动,以便在紧急情况下自动切断燃气来源。
 
3、小结
 
根据《建筑设计防火规范》和《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》等相关设计规范,我们明确认识到燃气锅炉房属于丁类火灾危险建筑,锅炉房内的设备与控制柜等电器完全可以选用非防爆型电器,但是这不代表燃气锅炉房本身的危险性不大、防爆问题不重要,只有建立完善的安全制度、强化运行管理和维护才是杜绝燃气锅炉燃烧使用过程中发生爆炸事故的关键。

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