工業(yè)燃氣鍋爐安全保護裝置管理淺談

張聰聰

摘 要：本文首先介紹特種設(shè)備法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)對工業(yè)燃氣鍋爐安全保護裝置相關(guān)技術(shù)要求，其次對定期檢驗過程中工業(yè)燃氣鍋爐安全保護裝置的特點進行了簡要歸納，并介紹其相關(guān)模擬試驗的方法，最后對日常檢驗過程中出現(xiàn)的安全保護裝置常見故障進行了總結(jié)。

關(guān)鍵詞：工業(yè)燃氣鍋爐;安全保護裝置;模擬試驗;故障分析

1 工業(yè)燃氣鍋爐安全保護裝置的技術(shù)要求

《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》對蒸汽燃氣鍋爐安全保護裝置的規(guī)定如下：

①蒸汽鍋爐應(yīng)當(dāng)裝設(shè)高、低水位報警（高、低水位報警信號應(yīng)當(dāng)能夠區(qū)分），額定蒸發(fā)量大于或等于2t/h的鍋爐，還應(yīng)當(dāng)裝設(shè)低水位聯(lián)鎖保護裝置，保護裝置最遲應(yīng)當(dāng)在最低安全水位時動作;

②額定蒸發(fā)量大于或者等于6t/h的鍋爐，應(yīng)當(dāng)裝設(shè)蒸汽超壓報警和聯(lián)鎖保護裝置，超壓聯(lián)鎖保護裝置動作整定值應(yīng)當(dāng)?shù)陀诎踩y較低整定壓力值;

③室燃鍋爐應(yīng)當(dāng)裝設(shè)點火程序控制裝置和熄火保護裝置。在點火程序控制中，點火前的總通風(fēng)量和通風(fēng)時間滿足規(guī)程要求，熄火保護裝置動作時，自動切斷燃料供給。

2 工業(yè)燃氣鍋爐安全保護裝置的特點

筆者在日常鍋爐定期檢驗中，絕大多數(shù)為燃氣承壓蒸汽鍋爐，這其中臥室內(nèi)燃室燃爐最多，這種鍋爐的安全保護裝置通常為高低水位報警及低水位聯(lián)鎖保護裝置、蒸汽超壓報警及聯(lián)鎖保護裝置、點火程序控制與熄火保護裝置、其他聯(lián)鎖保護裝置四種[1]。

2.1 高低水位報警及低水位聯(lián)鎖保護裝置

鍋爐常用的高低水位報警及低水位聯(lián)鎖裝置多為電極式水位警報器，其利用鍋水導(dǎo)電的原理，在與鍋筒相連通的圓柱筒體內(nèi)，裝設(shè)高水位、低水位和極限低水位之處的電極棒，并用引線與電路連接。當(dāng)水位低于低水位時，水泵自動運轉(zhuǎn)向鍋爐上水;當(dāng)水位升到高水位時，水泵自動停止運轉(zhuǎn)，兩者伴有紅綠燈光顯示;當(dāng)水位降至極限低水位時，切斷燃料供給及鼓引風(fēng)機電院，停止鍋爐燃燒，起到聯(lián)鎖保護的目的。

2.2 超壓報警及聯(lián)鎖保護裝置

超壓報警及聯(lián)鎖保護裝置由電接點壓力表、電氣控制線路及音響、燈光、報警信號等組成，當(dāng)鍋爐出現(xiàn)超壓時，發(fā)出警報，并通過聯(lián)鎖裝置控制燃燒，如停止燃料供應(yīng)、停止通風(fēng)。其原理就是當(dāng)介質(zhì)壓力等于最大值時，動接點的示值指針發(fā)生轉(zhuǎn)動與給定值指示針重合，動接點與上限接點接觸導(dǎo)電，發(fā)出電訊號，閉合或斷開控制回路，以此來達到報警及聯(lián)鎖保護的目的。

2.3 點火程序控制與熄火保護裝置

當(dāng)火焰燃燒異常或熄滅時，利用爐膛上的檢測元件，將光輻射的頻率轉(zhuǎn)換為電信號，并通過電氣線路，控制燃料供應(yīng)回路，并發(fā)出相應(yīng)信號，其作用是防止?fàn)t膛滅火，而燃料依然供應(yīng)，或存有大量燃料，導(dǎo)致爐膛爆炸。此外用燃氣為燃料的鍋爐還必須裝設(shè)可靠的點火程序控制裝置。點火前總通風(fēng)量不小于三倍從爐膛值煙囪入口煙道總?cè)莘e，通風(fēng)時間對于鍋殼鍋爐至少20s，水管鍋爐至少60s。單位通風(fēng)量應(yīng)保持額定負(fù)荷下的總?cè)紵諝饬俊?/p>

2.4 其他聯(lián)鎖保護裝置

全部引風(fēng)機斷電時，自動切斷全部送風(fēng)和燃料供應(yīng);全部送風(fēng)機斷電時，自動切斷全部燃料供應(yīng);燃氣壓力低于規(guī)定值時，自動切斷燃料供應(yīng)。通常發(fā)生爐膛爆炸的情況有兩種：一是點火啟動時，若爐膛內(nèi)可燃氣體未吹掃干凈，點火時就可能發(fā)生爆炸;二是鍋爐運行中突然滅火，如未立即停止燃料供應(yīng)也會發(fā)生爐膛爆炸。而上述三種情況，都會引起爐膛熄火，所以必須裝設(shè)切斷燃料供應(yīng)的聯(lián)鎖裝置，其中全部引風(fēng)機跳閘時，還應(yīng)自動切斷全部送風(fēng)[2]。

3 工業(yè)燃氣鍋爐安全保護裝置模擬試驗

①高低水位報警及低水位聯(lián)鎖保護裝置試驗：鍋爐運行操作人員進行模擬試驗時，首先關(guān)閉水閥5，此時電極棒傳感器與汽包間的水路被截斷，緩慢打開放水閥4，觀察水位下降情況，驗證低水位報警及低水位連鎖保護裝置有效性，此時鍋爐程序控制器緊急停止，同時鍋爐給水泵的電源被切斷。然后恢復(fù)鍋爐給水泵，使其可以自動運行，全開放水閥4，采用蒸汽對傳感器的內(nèi)部進行沖洗，關(guān)閉放水閥4和汽閥6，開啟一點水閥5，爐水就在壓力的作用下進入傳感器和液位計，當(dāng)?shù)竭_高水位時，觀察自動停泵和高水位聲光報警是否正常;

②超壓報警及聯(lián)鎖保護裝置試驗：對于電接點壓力表，可以手動方式將原先設(shè)定壓力參數(shù)值往低調(diào)整，啟動鍋爐，然后驗證超壓報警及聯(lián)鎖保護裝置的有效性;

③點火程序控制與熄火保護裝置試驗：燃氣鍋爐燃燒機多使用具有光電感應(yīng)特性的火焰監(jiān)視器（下轉(zhuǎn)第198頁）（上接第196頁）系統(tǒng)，測試熄火保護裝置時，可以手動方式將光電管從燃燒機上拔出，模擬人為滅火，測試熄火保護裝置是否有效。此外當(dāng)啟動燃燒機后，點火前的總吹掃風(fēng)量應(yīng)滿足規(guī)程要求，可以人為用擋板遮蓋進風(fēng)口，測試點火程序控制是否有效;

④其他聯(lián)鎖保護裝置試驗：如工業(yè)燃氣鍋爐的燃燒機附加有外置的鼓引風(fēng)，那么按照鍋規(guī)要求當(dāng)全部送風(fēng)機引風(fēng)機跳閘時、燃氣壓力低于規(guī)定值時，應(yīng)自動切斷全部的燃料供應(yīng)，可以手動驗證。

4 工業(yè)燃氣鍋爐安全保護裝置故障分析

4.1 高低水位報警及低水位聯(lián)鎖保護裝置

當(dāng)汽包水位比較高或者比較低時，發(fā)出蜂鳴聲，提醒工作人員注意水位的變化，即，出現(xiàn)高水位，鍋爐自動排污，同時切斷鍋爐補水泵電源，將水位控制在安全區(qū)域;出現(xiàn)低水位，自動啟動鍋爐補水泵，自動補水，使其達到正常高度的水位。工業(yè)燃氣鍋爐常用的水位傳感器主要是電極式，在鍋爐運行過程中，電極棒長期與高溫爐水及蒸汽接觸，電極端頭因電化學(xué)腐蝕、結(jié)垢等原因，使得導(dǎo)電性能下降甚至失效，或者因為電極與水表柱子殼之間絕緣老化，導(dǎo)致信號出現(xiàn)短路，以及電氣線路由于人為操作不當(dāng)、機械磨損或高溫而導(dǎo)致接觸不良甚至斷線，都會導(dǎo)致電極棒失靈或誤操作[3]。

4.2 超壓報警及聯(lián)鎖保護裝置

電接點壓力表利用的是波紋管彈性元件隨壓力變化而變化的特性，通過杠桿以及撥臂拔動開關(guān)，使觸點斷開或者閉合，進而對壓力的進行控制。如果波紋管的彈性軟件、電觸點和彈簧等元件出現(xiàn)損壞，會導(dǎo)致超壓保護失效。或者人為借助工具篡改壓力設(shè)定值，也會讓該超壓聯(lián)鎖裝置失去作用。

4.3 點火程序控制與熄火保護裝置

進口燃燒機多具備高低氣壓保護裝置，壓力測漏裝置、測漏程序控制器等安全裝置，可以全自動檢測燃氣閥組（如燃氣緊急切斷閥、火種電磁閥）的嚴(yán)密性。點火程序控制和熄火保護程序主要依賴的是電眼CDS（火焰監(jiān)視器）進行控制，它由紫外線光電管及火焰監(jiān)視集成電路板組成，電子元件容易老化而導(dǎo)致功能失靈，進而引起燃氣集聚導(dǎo)致爐膛爆炸。

5 結(jié)束語

隨著近年來國家環(huán)保力度的逐漸加大以及自動化安全監(jiān)控的廣泛應(yīng)用，工業(yè)燃氣鍋爐的使用越來越普遍，同時對其安全性能的要求也越來越高，相比于以往老式燃煤鍋爐，它的自動化程度更高，對安全管理人員及運行操作人員的要求更嚴(yán)格，因此不論對于定期檢驗還是日常使用維護，做好燃氣鍋爐安全保護裝置的日常管理，對保障設(shè)備安全至關(guān)重要。

參考文獻：

[1]亢春生.淺談?wù)羝仩t的安全保護裝置[J].特種設(shè)備安全技術(shù)，2016（05）：3-4.

[2]郭元亮，宋繼紅.《鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》釋義[M].北京：化工工業(yè)出版社，2013：182-183.

[3]降濤.淺談全自動燃氣鍋爐安全保護裝置管理[J].區(qū)域供熱，2010（01）：55-57.