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(dá)到最高允許值時,能夠自動投入事故噴水降溫。
2.1.4點(diǎn)火控制系統(tǒng)和熄火保護(hù)裝置
燃?xì)忮仩t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?xì)獯蠹s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(jī)損壞、鍋爐房受損等,甚至造成人員傷亡。因此,燃?xì)忮仩t點(diǎn)火前,必須仔細(xì)吹掃爐膛和煙道,排除爐內(nèi)可能積存的可燃?xì)怏w,可靠的點(diǎn)火程序控制和熄火保護(hù)是燃?xì)忮仩t必不可少的安全保護(hù)裝置。
一個合理的點(diǎn)火程序控制系統(tǒng),應(yīng)對點(diǎn)火過程進(jìn)行自動控制,只有當(dāng)風(fēng)機(jī)完成清爐任務(wù)之后,才能進(jìn)行點(diǎn)火;只有當(dāng)點(diǎn)火火焰已建立起來(經(jīng)火焰探測器證實(shí)),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(diǎn)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(diǎn)燃時,主燃燒器能在點(diǎn)火火焰熄滅的同時自動快速關(guān)閉,燃?xì)忮仩t的點(diǎn)火程序一般由程序控制器進(jìn)行監(jiān)測和控制。
在點(diǎn)火程序控制中,點(diǎn)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?xì)忮仩t為防止在低負(fù)荷運(yùn)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?xì)忮仩t的進(jìn)風(fēng)量和燃?xì)夤?yīng)量進(jìn)行聯(lián)動控制。熄火保護(hù)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?xì)饨佑|時,熄火保護(hù)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(hù)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(qiáng)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?xì)獾墓?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?xì)庀驙t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(jìn)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?yàn)楫?dāng)火焰不穩(wěn)定引起火焰強(qiáng)度中心漂移,會使紫外光敏管保護(hù)裝置誤操作,當(dāng)燃燒器結(jié)構(gòu)與燃?xì)夥N類和壓力不符時或者燃?xì)馀c空氣混合不好、空氣量少或引風(fēng)機(jī)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?xì)庀驙t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(diǎn)火時,紫外光敏管不能準(zhǔn)確判斷小火是否點(diǎn)燃,只有當(dāng)停止電打火時才能檢測小火是否點(diǎn)燃,而這時由于風(fēng)量過大或燃?xì)饬啃〉仍蛐』鹞袋c(diǎn)燃,就會有一部分的燃?xì)庑孤兜綘t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(hù)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(jī)損壞,鍋爐房和煙囪受損,甚至造成人員傷亡。
燃?xì)忮仩t的爆炸事故往往發(fā)生在點(diǎn)火過程中,燃?xì)忮仩t氣源閥門不密封漏氣,使?fàn)t膛或煙道內(nèi)混合氣體達(dá)到爆炸極限,點(diǎn)火時又未對爐膛進(jìn)行有效地吹掃,發(fā)生爆炸;還有燃?xì)忮仩t在燃燒器前由于燃?xì)鈮毫蝻L(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?yàn)槿紵髋c燃?xì)夥N類或鍋爐不匹配,在點(diǎn)火時或運(yùn)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?xì)夂蟊仨毎惭b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(xì)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?xì)忮仩t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?xì)怏w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(yuǎn)低于鍋爐爐膛、煙道等圍護(hù)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(dá)到泄壓目的。
(3)水封式防爆門裝在燃?xì)忮仩t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(yùn)行和負(fù)壓運(yùn)行的鍋爐。