許曉琳

（山西陽(yáng)煤化工工程有限公司，山西 太原 030021）

0 引 言

當(dāng)前我國(guó)全面加強(qiáng)生態(tài)環(huán)境保護(hù)，傳統(tǒng)燃煤鍋爐因污染嚴(yán)重，熱效率低而成為重點(diǎn)治理對(duì)象。

我國(guó)工業(yè)生產(chǎn)中，北方冬季供暖等需大量用熱，而短期內(nèi)鍋爐不會(huì)出現(xiàn)替代品。相對(duì)燃煤鍋爐，燃?xì)忮仩t熱效率好，節(jié)能環(huán)保。

因此，燃?xì)忮仩t越來(lái)越多的應(yīng)用到工業(yè)生產(chǎn)及居民生活中。

本文主要對(duì)工業(yè)生產(chǎn)中的燃?xì)庹羝仩t進(jìn)行安全分析，提出安全設(shè)施設(shè)計(jì)建議，希望能推進(jìn)燃?xì)忮仩t項(xiàng)目更好更安全的建設(shè)。

1 鍋爐系統(tǒng)工藝流程

1.1 鍋爐燃燒系統(tǒng)工藝

鍋爐燃燒系統(tǒng)由天然氣管道、燃燒系統(tǒng)、尾氣凈化系統(tǒng)和自動(dòng)控制系統(tǒng)組成，其工藝流程為天然氣輸送到鍋爐房，送入燃燒器。燃燒系統(tǒng)主要由燃燒器和鍋爐爐膛構(gòu)成，天然氣燃燒后產(chǎn)生的高溫?zé)煔饨?jīng)輻射和對(duì)流換熱后進(jìn)入尾氣凈化系統(tǒng)，凈化后的煙氣經(jīng)煙囪排出。

1.2 鍋爐汽水系統(tǒng)工藝

鍋爐給水系統(tǒng)中，給水借助給水泵送入省煤器，然后吸收尾部煙道中煙氣的熱量后進(jìn)入汽包，再經(jīng)過(guò)爐墻外的下降管、爐水循環(huán)泵到達(dá)水冷壁，鍋爐給水在這一系列過(guò)程中吸收爐內(nèi)高溫?zé)煔獾臒崃?，使部分水蒸發(fā)，形成汽水混合物向上返回汽包。

汽包內(nèi)的汽水分離器將水和汽分離開，水回到汽包下部的水空間，而飽和蒸汽進(jìn)入過(guò)熱器，繼續(xù)吸收煙氣的熱量成為合格的過(guò)熱蒸汽，最后進(jìn)入蒸汽管網(wǎng)。

1.3 工藝流程圖

鍋爐工藝流程圖如圖1 所示。

圖1 鍋爐工藝流程圖Fig.1 Boiler process flow chart

2 主要危險(xiǎn)化學(xué)品理化性能

燃?xì)忮仩t項(xiàng)目涉及可燃?xì)怏w，其中天然氣應(yīng)用最為廣泛，本文以天然氣為燃料的燃?xì)庹羝仩t為主要研究對(duì)象。天然氣主要理化性能表見表1。

表1 天然氣主要理化性能表Table 1 Main physical and chemical properties of natural gas

3 危險(xiǎn)及有害因素分析

3.1 主要危險(xiǎn)及有害物質(zhì)辨識(shí)

燃?xì)忮仩t項(xiàng)目涉及可燃?xì)怏w，其中天然氣應(yīng)用最為廣泛，依據(jù)相關(guān)規(guī)范《危險(xiǎn)化學(xué)品目錄》（2015 版），天然氣為危險(xiǎn)化學(xué)品。天然氣主要理化性質(zhì)及危險(xiǎn)特性匯總表見表2。

表2 天然氣主要理化性質(zhì)及危險(xiǎn)特性匯總表Table 2 Summary of main physical and chemical properties and hazard characteristics of natural gas

3.2 危險(xiǎn)、有害因素辨識(shí)

燃?xì)忮仩t項(xiàng)目中可能存在危險(xiǎn)、有害因素。生產(chǎn)過(guò)程危險(xiǎn)及有害因素分析匯總表見表3。

表3 生產(chǎn)過(guò)程危險(xiǎn)及有害因素分析匯總表Table 3 Summary of analysis of hazardous and harmful factors in production

4 危險(xiǎn)化學(xué)品泄漏后具備造成爆炸及火災(zāi)事故的條件和需要的時(shí)間

4.1 造成火災(zāi)爆炸的具備的條件

發(fā)生火災(zāi)爆炸需同時(shí)滿足以下3 個(gè)條件。

（1） 可燃性氣體濃度達(dá)到爆炸下限值，即達(dá)到爆炸極限范圍內(nèi)。

（2） 點(diǎn)火源。

（3） 助燃劑的存在。

4.2 造成火災(zāi)爆炸需要的時(shí)間

鍋爐系統(tǒng)出現(xiàn)火災(zāi)爆炸事故的主要原因是燃?xì)庑孤┻_(dá)到爆炸極限，并遇適當(dāng)?shù)募ぐl(fā)能量。只要嚴(yán)格管理，杜絕各種火花和激發(fā)能量出現(xiàn)的條件和時(shí)間，就不易出現(xiàn)天然氣濃度達(dá)到爆炸極限的情況，從而降低火災(zāi)爆炸的幾率。

如不嚴(yán)格安全管理，鍋爐因質(zhì)量問(wèn)題發(fā)生泄漏造成天然氣揮發(fā)，達(dá)到爆炸極限，遇火源就會(huì)瞬時(shí)發(fā)生火災(zāi)爆炸事故。

5 安全設(shè)施設(shè)計(jì)

燃?xì)忮仩t安全設(shè)施設(shè)計(jì)從工藝角度分析，主要包括防泄漏設(shè)計(jì)，防火、防爆設(shè)計(jì)及防毒設(shè)計(jì)。

5.1 防泄漏設(shè)計(jì)

根據(jù)《石油化工可燃?xì)怏w和有毒氣檢測(cè)報(bào)警設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)》 （GB/T 50493-2019） 及工藝提供的潛在泄漏點(diǎn)位置設(shè)置可燃有毒氣體探測(cè)器。

鍋爐房應(yīng)選用有效通風(fēng)形式，有利于有毒有害氣體的擴(kuò)散及余熱的排除。

設(shè)置必要的現(xiàn)場(chǎng)壓力、溫度及流量指示；設(shè)置必要的切斷、調(diào)節(jié)閥及止回閥等；設(shè)置安全排放和泄壓裝置，嚴(yán)格按照工藝控制指標(biāo)進(jìn)行控制。按規(guī)范合理設(shè)置壓力表及溫度表等指示儀表，并且對(duì)重點(diǎn)參數(shù)設(shè)置報(bào)警和聯(lián)鎖，防止超溫和超壓導(dǎo)致的泄漏。

燃?xì)夤艿赖脑O(shè)計(jì)中盡量使用氬弧焊打底的焊接連接，以防燃?xì)獾男孤?/p>

燃?xì)夤艿兰案郊?yán)禁使用鑄鐵件，所有管道、閥門法蘭及附件均密封良好，且需要經(jīng)過(guò)焊縫檢測(cè)及壓力試驗(yàn)并合格。在設(shè)備和管道的排放口及采樣處排放閥的設(shè)計(jì)中，需要通過(guò)加裝盲板、絲堵、管帽及雙閥等措施，減少泄漏的可能性。在生產(chǎn)過(guò)程中，對(duì)各密封點(diǎn)進(jìn)行檢查，防止有毒有害物的泄漏。

設(shè)備、管道的壓力等級(jí)設(shè)計(jì)、選取、安裝、試壓等均嚴(yán)格執(zhí)行國(guó)家、行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)及規(guī)范要求，杜絕泄漏事故的發(fā)生。

根據(jù)管線、設(shè)備及附件的操作溫度、壓力、接觸介質(zhì)腐蝕性、沖擊、承重等程度不同，嚴(yán)格按規(guī)范進(jìn)行材質(zhì)和密封材料選擇，并留有一定的腐蝕裕度。

5.2 防火及防爆設(shè)計(jì)

鍋爐房宜為獨(dú)立建筑，避免與其他建筑設(shè)施互相影響，天然氣管道系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計(jì)為密閉系統(tǒng)，并在主管上設(shè)置與鍋爐房燃?xì)鈭?bào)警裝置聯(lián)動(dòng)的總切斷閥，在閥后設(shè)壓力表。

按規(guī)范合理設(shè)置壓力表、溫度表等指示儀表，并對(duì)重點(diǎn)參數(shù)設(shè)置報(bào)警、聯(lián)鎖，避免因系統(tǒng)超溫超壓而引發(fā)火災(zāi)爆炸事故。電氣設(shè)備防爆等級(jí)不低于介質(zhì)環(huán)境防爆等級(jí)要求，照明燈具和操作柱等全部采用防爆器具。

安全生產(chǎn)離不開企業(yè)的嚴(yán)格管理，在生產(chǎn)過(guò)程中應(yīng)該嚴(yán)禁明火，規(guī)范安全生產(chǎn)制度，可在全廠范圍內(nèi)采取以下3 條安全措施。

（1） 在鍋爐房的操作人員穿防靜電的工作服裝，要求使用不發(fā)生火花的操作工具。

（2） 裝置內(nèi)維修動(dòng)火嚴(yán)格按程序和規(guī)程執(zhí)行。

（3） 按要求配置滅火器，并定期檢查。

5.3 防毒設(shè)計(jì)

防毒設(shè)計(jì)應(yīng)做到以下2 點(diǎn)。

（1） 在裝置及設(shè)施設(shè)可燃（有毒） 氣體濃度檢測(cè)報(bào)警系統(tǒng)。

（2） 操作人員配備防毒面罩，重點(diǎn)有毒有害崗位配備氧氣呼吸器。

6 結(jié) 語(yǔ)

燃?xì)庹羝仩t項(xiàng)目涉及天然氣，在生產(chǎn)過(guò)程中需要對(duì)其進(jìn)行安全設(shè)施設(shè)計(jì)，主要有防泄漏、防火、防爆、防毒設(shè)計(jì)，經(jīng)過(guò)嚴(yán)格的防范措施設(shè)計(jì)后，能夠加強(qiáng)項(xiàng)目安全系數(shù)，提高項(xiàng)目安全運(yùn)行，為大量需熱的行業(yè)及人民生活保駕護(hù)航。