2.1.3噴淋裝置
蒸汽鍋爐裝有再熱器時,應(yīng)裝有自動噴淋裝置。當(dāng)再熱器出口蒸汽溫度達到最高允許值時,能夠自動投入事故噴水降溫。
2.1.4點火控制系統(tǒng)和熄火保護裝置
燃氣鍋爐相對與燃煤鍋爐,其防爆性要求非常高,尤其是天然氣,天然氣的爆炸極限為5%-15%,如果發(fā)生泄露極易產(chǎn)生爆炸,可燃混合氣體在密閉容積內(nèi)爆炸時,所產(chǎn)生壓力,對于不同的燃氣大約為0.75MPa一1.65MPa。這對于一般的鍋爐爐膛和煙氣通道是難以承受的。因此,如發(fā)生爆炸,輕則造成鍋爐爆燃熄火,重則使?fàn)t膛、煙道爆裂、鼓(引)風(fēng)機損壞、鍋爐房受損等,甚至造成人員傷亡。因此,燃氣鍋爐點火前,必須仔細吹掃爐膛和煙道,排除爐內(nèi)可能積存的可燃氣體,可靠的點火程序控制和熄火保護是燃氣鍋爐必不可少的安全保護裝置。
一個合理的點火程序控制系統(tǒng),應(yīng)對點火過程進行自動控制,只有當(dāng)風(fēng)機完成清爐任務(wù)之后,才能進行點火;只有當(dāng)點火火焰已建立起來(經(jīng)火焰探測器證實),并經(jīng)過預(yù)定的時間后,主燃燒器的控制閥門才能打開;點火火焰在預(yù)定的時間后能夠自動熄滅;當(dāng)主火焰未能在預(yù)定的時間內(nèi)被點燃時,主燃燒器能在點火火焰熄滅的同時自動快速關(guān)閉,燃氣鍋爐的點火程序一般由程序控制器進行監(jiān)測和控制。
在點火程序控制中,點火前的總通風(fēng)量應(yīng)不小于3倍的從爐膛到到煙囪人口總?cè)莘e,且通風(fēng)時間不小于表1中規(guī)定值。
表 1
鍋爐類型 最小通風(fēng)時間(秒)
鍋殼鍋爐 20
水管鍋爐 60
燃氣鍋爐為防止在低負荷運行時風(fēng)量過大而造成熄火,應(yīng)在每臺鍋爐上裝設(shè)燃燒自動調(diào)節(jié)裝置,對燃氣鍋爐的進風(fēng)量和燃氣供應(yīng)量進行聯(lián)動控制。熄火保護裝置是由火焰探測器及電磁閥等組成,當(dāng)電磁閥(不防爆)不宜直接與燃氣接觸時,熄火保護裝置尚應(yīng)包括一個由電磁閥控制的氣動閥,火焰監(jiān)測器是熄火保護裝置的關(guān)鍵設(shè)備,其工作原理是:當(dāng)鍋爐爐膛熄火時,火焰強度的變化會改變光和熱的輻射頻率,利用安裝在爐膛上的監(jiān)測元件,可以把光輻射的頻率變化轉(zhuǎn)化為電能,并通過電氣回路控制燃氣的供應(yīng)?;鹧姹O(jiān)測器檢測燃燒器是否燃燒,一旦出現(xiàn)熄火現(xiàn)象就立即切斷電磁閥,防止燃氣向爐內(nèi)泄露,因此要求其必須反應(yīng)靈敏,其響應(yīng)速度必須符合規(guī)定要求,動作穩(wěn)定可靠,能適應(yīng)鍋爐燃燒器的特性,并發(fā)出相關(guān)的訊號。
目前主要使用的火焰監(jiān)測器有兩種:一種是監(jiān)測火焰中的紫外線,如紫外光敏管;另一種是靠火焰具有導(dǎo)電性來對火焰進行監(jiān)測,如離子監(jiān)測針。
與紫外光敏管相比,離子監(jiān)測針的可靠性更高一些。一個原因是因為當(dāng)火焰不穩(wěn)定引起火焰強度中心漂移,會使紫外光敏管保護裝置誤操作,當(dāng)燃燒器結(jié)構(gòu)與燃氣種類和壓力不符時或者燃氣與空氣混合不好、空氣量少或引風(fēng)機的抽力太大時,會使火焰脫離燃燒頭,造成脫火,有時火焰可能會一下子脫火到爐膛后面,若這時仍有燃氣向爐內(nèi)供應(yīng)就會發(fā)生爆炸事故。對于脫火現(xiàn)象紫外光敏管是不能做出判斷的,它仍可以檢測到爐內(nèi)有紫外線,做出正常燃燒的指令;而離子監(jiān)測針,當(dāng)火焰脫離燃燒頭,火焰也就脫離了監(jiān)測針,它的周圍沒有離子產(chǎn)生,因而能做出火焰熄滅的指令,這樣就防止了由于脫火而造成的爆炸事故。
離子監(jiān)測針比紫外光敏管更可靠的另一個原因是:由于電打火的火光中含有紫外光,在點火時,紫外光敏管不能準(zhǔn)確判斷小火是否點燃,只有當(dāng)停止電打火時才能檢測小火是否點燃,而這時由于風(fēng)量過大或燃氣量小等原因小火未點燃,就會有一部分的燃氣泄露到爐內(nèi),形成不安全的隱患。
2.2 減輕破壞的安全裝置
由于水管鍋爐的爐膛和煙氣通道的承壓能力以及火管鍋爐的轉(zhuǎn)向煙室的承壓能力均低,因此混合氣體的爆炸會給它們的圍護結(jié)構(gòu)和受熱面結(jié)構(gòu)帶來極大的破壞。常見的爆炸事故輕則造成鍋爐爆燃熄火,重則使?fàn)t膛和煙道爆裂,引風(fēng)機損壞,鍋爐房和煙囪受損,甚至造成人員傷亡。
燃氣鍋爐的爆炸事故往往發(fā)生在點火過程中,燃氣鍋爐氣源閥門不密封漏氣,使?fàn)t膛或煙道內(nèi)混合氣體達到爆炸極限,點火時又未對爐膛進行有效地吹掃,發(fā)生爆炸;還有燃氣鍋爐在燃燒器前由于燃氣壓力或風(fēng)壓波動太大引起脫火或回火致使熄火引起爆炸;有時,也會因為燃燒器與燃氣種類或鍋爐不匹配,在點火時或運行中發(fā)生爆炸。為了減輕爐膛和煙道在混合氣體發(fā)生爆炸時的破壞程度,燃煤鍋爐改燒燃氣后必須安裝防爆門,防爆門面積按爐膛和煙道的容積選取并應(yīng)符合有關(guān)規(guī)定,一般取0.025m2/m3,防爆門應(yīng)安裝在容易泄爆的地方,爐膛、煙道尤其是在煙道中難以避免的死角、轉(zhuǎn)彎處、悶頂?shù)纫子诰奂扇細怏w的停滯區(qū)都是最容易發(fā)生爆炸的部位,因此,防爆門通常安裝在燃氣鍋爐的爐膛和煙道以及其他易受到鍋爐爆炸時產(chǎn)生的壓力波沖擊的部位,一旦這些部位發(fā)生可燃氣體的爆炸由防爆門泄壓,防止鍋爐本體受損、爐墻倒塌,防止人員傷亡。
常采用的防爆門有重力式、破裂式和水封式等類型:
(1)重力式防爆門是靠門蓋的自重使其常關(guān)。當(dāng)爐內(nèi)煙氣壓力大于因自重產(chǎn)生的平衡力時,門蓋被推開,泄出爐內(nèi)煙氣。待爐內(nèi)壓力正常后,靠門蓋的自重復(fù)位。因其密封性較差,影響其應(yīng)用。
(2)破裂式防爆門把承壓能力遠低于鍋爐爐膛、煙道等圍護結(jié)構(gòu)的防爆膜用法蘭緊固在防爆門框上,當(dāng)爐內(nèi)壓力升高到一定值時,防爆膜破裂達到泄壓目的。
(3)水封式防爆門裝在燃氣鍋爐的爐膛或煙道上,它是把一個和爐膛或煙道連通的短管插入盛水的水槽中,當(dāng)爐內(nèi)壓力升高時,水被沖出而泄壓。這種防爆門結(jié)構(gòu)簡單,密封性好,適于微正壓運行和負壓運行的鍋爐。