（天津渤化工程有限公司，天津300193）

現(xiàn)階段，國家大力提倡節(jié)能減排的趨勢下，各城市鍋爐房也進行了如火如荼的煤改燃工程，相關(guān)的鍋爐房工藝系統(tǒng)及配套的安全設(shè)施設(shè)計也成為重中之重。本文就煤改燃工程中的安全設(shè)施設(shè)計的相關(guān)問題作簡要的分析。

1 氣象條件

北方鍋爐房及供熱站的改造工程基本的氣象條件如下：冬季室外計算溫度-10℃；設(shè)計計算用采暖期天數(shù)122d；最冷月平均溫度-5.0℃；最熱月平均溫度25℃；極端最低溫度-22.9℃；極端最高溫度39.7℃；冬季日照率62%；最大凍土深度69cm；日平均溫度≤+5℃的天數(shù)122d。

2 鍋爐房系統(tǒng)設(shè)計

2.1 鍋爐房各系統(tǒng)

2.1.1 水循環(huán)系統(tǒng)

外管引入循環(huán)水通過除污器，進入循環(huán)水泵升壓入鍋爐，出爐水送至外網(wǎng)，設(shè)有旁路，混水旁路，以提高出水量。進出管設(shè)連通管作開爐內(nèi)部循環(huán)使用。工藝流程為：燃氣熱水鍋爐→一次網(wǎng)供水管→一次網(wǎng)回水管→除污器→熱水循環(huán)泵→熱水鍋爐。

2.1.2 補水定壓系統(tǒng)

定壓補水系統(tǒng)采用變頻定壓方式。

2.1.3 送風(fēng)系統(tǒng)

每臺鍋爐各配一臺鼓風(fēng)機，在單獨的風(fēng)機房布置，通過墻上消聲器入口吸入新風(fēng)(約5℃)進入風(fēng)機室上部，和室內(nèi)空氣混合后，通過鼓風(fēng)機送風(fēng)至鍋爐燃燒機，同燃氣混合后進入鍋爐爐膛燃燒。

2.1.4 煙氣系統(tǒng)

燃燒生產(chǎn)的高溫?zé)煔庠跔t膛以輻射傳熱方式傳熱給爐水，經(jīng)回燃室進入對流管束，加熱熱網(wǎng)回水，再進入節(jié)能器加熱進入的給水，出爐煙氣經(jīng)煙道排入獨立煙囪。

2.2 燃氣系統(tǒng)

燃料選用城市天然氣，室外埋地管道在車行道下覆土不應(yīng)＜0.9m，在非車行道下覆土不應(yīng)＜0.6m，并且以i≥0.001的坡度坡向干管或凝水缸。架空管道管卡、支架固定于實體墻、柱上。室內(nèi)燃氣管道、燃氣設(shè)備與接線盒、開關(guān)、插座的水平凈距遵照GB50028-2006中10.2.36的規(guī)定執(zhí)行。

埋地管道外防腐采用加強級聚乙烯（PE）三層復(fù)合結(jié)構(gòu)防腐涂層，補口采用熱縮套，引入管及管件防腐采用加強級環(huán)氧煤瀝青冷纏帶。

燃氣管道施工結(jié)束后進行強度、氣密性壓力試驗。強度和氣密性壓力試驗均按設(shè)計壓力1.5倍試驗。

2.3 鍋爐控制系統(tǒng)

熱水鍋爐控制系統(tǒng)采用DCS集散控制系統(tǒng)。該系統(tǒng)設(shè)在鍋爐房控制室內(nèi)，具有以下保護控制功能和聯(lián)鎖功能：電機短路、過載和缺相保護功能;爐膛自動吹掃功能;爐膛火焰自動檢測、診斷功能;水壓超高聯(lián)鎖保護功能;水壓超低聯(lián)鎖保護功能;出水溫度超高聯(lián)鎖保護功能;燃燒器限位聯(lián)鎖保護;風(fēng)壓聯(lián)鎖保護;燃燒熄火聯(lián)鎖保護；燃氣壓力過高聯(lián)鎖保護;燃氣壓力過低聯(lián)鎖保護;燃氣泄漏聯(lián)鎖保護;點火失敗聯(lián)鎖保護;循環(huán)水泵聯(lián)鎖保護;鍋爐待機聯(lián)鎖保護。

2.4 火災(zāi)報警系統(tǒng)和可燃氣體報警系統(tǒng)

火災(zāi)報警控制系統(tǒng)對鍋爐房火災(zāi)信號和消防設(shè)備進行監(jiān)視及控制。火災(zāi)自動報警系統(tǒng)的保護等級按二級設(shè)置。

在鍋爐間內(nèi)設(shè)置防爆可燃氣體探測器，在控制室內(nèi)設(shè)可燃氣體報警控制器。根據(jù)可燃氣體濃度情況，可燃氣體報警控制器發(fā)出聲光報警信號及啟動事故排風(fēng)機，當(dāng)泄漏濃度達到爆炸極限下限，還應(yīng)立即關(guān)閉天然氣源進氣總管的總進氣電磁閥。

3 鍋爐設(shè)備及其系統(tǒng)危險有害因素分析

3.1 爆炸危險

鍋爐會在使用中和試壓時產(chǎn)生爆炸危險，其原因主要有。

3.1.1 司爐爐工責(zé)任心不強，誤操作、脫崗、睡覺等。水位計或自動給水裝置失靈、低水位報警和聯(lián)鎖裝置故障、排污閥關(guān)閉不嚴，漏水嚴重造成鍋爐缺水事故。當(dāng)鍋爐在運行中嚴重缺水以后導(dǎo)致管壁干燒，嚴重過熱處理不當(dāng)，輕則造成鍋爐泄漏，重則發(fā)生鍋筒爆炸。

3.1.2 鍋爐的軟水系統(tǒng)發(fā)生故障造成水質(zhì)不符合要求，因而使管壁后結(jié)垢燃燒熱量不能及時傳遞到水側(cè)，使受熱面溫度升高，鍋爐長期在超溫狀態(tài)下運行，金屬材料將發(fā)生蠕變、鼓皰、強度下降導(dǎo)致爆管。另外鍋爐結(jié)垢會引起鍋爐垢下腐蝕，鍋爐腐蝕將縮短鍋爐使用壽命危及安全運行，鍋爐結(jié)垢有可能造成爐管穿孔，嚴重時也可導(dǎo)致鍋爐爆炸。

3.1.3 安全閥出現(xiàn)故障動作不靈敏，鍋爐超壓運行導(dǎo)致超壓爆炸。

3.1.4 天然氣泄漏引發(fā)的火災(zāi)爆炸事故常見情況還有以下原因。

1）點火爆炸：在點火時，如啟動操作不當(dāng)，出現(xiàn)熄火而又未及時切斷氣源、爐膛或煙道內(nèi)可燃氣體吹掃不徹底、打開閥門時噴嘴點火失敗，或其他可能使?fàn)t膛中存積大量高濃度可燃氣體并處于爆炸極限范圍內(nèi)的情況，則再次點火時引燃這些可燃氣體，引起爆炸。因此正常運行中必須執(zhí)行程序點火，一次點火不成功再次點火前要加強通風(fēng)吹掃，如果再次點火失敗，一定要查找問題，仔細分析原因，切忌反復(fù)盲目點火，釀成事故。

2）天然氣在燃燒器出口流速高于燃燒速度時會使著火點遠離燃燒器，發(fā)生脫火現(xiàn)象；相反流速低于燃燒速度火焰就會縮回燃燒器內(nèi)，發(fā)生回火現(xiàn)象，使鍋爐運行中火焰不穩(wěn)定而熄滅。由于爐膛呈熾熱狀態(tài)，達到或超過可燃氣體與空氣混合物的著火溫度，若不及時切斷燃氣供應(yīng)就有可能發(fā)生脫火、回火、熄火導(dǎo)致爐膛爆炸。

3）設(shè)備不完善：因為閥門漏氣，設(shè)備不完善，沒有點火、熄火保護裝置和火焰檢測裝置，可燃氣體充滿爐內(nèi)點火時發(fā)生爆炸。

4）輸氣管道泄漏：由于燃氣鍋爐輸氣管道可燃氣體消耗量大，如不注意管道的維護和檢修，在輸氣過程中容易發(fā)生可燃氣體泄漏，泄漏的氣體達到一定濃度，遇有火源時會造成爆炸事故。

3.1.5 燃氣泄漏：燃氣熱水鍋爐在檢修、維護過程中，天然氣管道吹掃不徹底，或燃氣閥門不嚴密而發(fā)生泄漏，而可燃氣體檢測報警裝置未能及時檢測到泄漏的天然氣，當(dāng)泄漏的天然氣充滿室內(nèi)且達到爆炸極限范圍時，遇有點火源或高溫有發(fā)生火災(zāi)爆炸危險。

3.1.6 違章操作：燃氣爆炸是燃氣鍋爐非常嚴重的運行事故，在鍋爐運行中由于違反安全操作規(guī)程造成事故的約占全部爆炸事故的60%。

3.2 其它有害因素

3.2.1 灼燙：供熱鍋爐的管道、閥門不嚴發(fā)生泄漏，或管道破裂熱水會氣化生成大量水蒸氣，迅速向四周擴散造成對操作人員或周圍其它人員的燙傷。熱水管道保溫層脫落未及時發(fā)現(xiàn)，操作人員身體觸及，可產(chǎn)生燙傷危害。燙傷還可引發(fā)人在應(yīng)激反應(yīng)中次生的二次事故。

3.2.2 物體打擊：鍋爐房內(nèi)各類承壓設(shè)備在超壓狀態(tài)時可能發(fā)生管線迸裂，密封材料或管線、閥門等本體材料碎片擊傷人員；檢修人員在高處維修時可能發(fā)生工件、工具的墜落。這些情況都有可能造成對人員的物體打擊傷害。

3.2.3 機械傷害：水泵、風(fēng)機等運轉(zhuǎn)中的設(shè)備外露部件，若未設(shè)置安全防護裝置或防護裝置有缺陷，人員因意外、違章行為、檢修等情況下，接觸轉(zhuǎn)動部件時易發(fā)生掛、絞等機械傷害。

3.2.4 觸電危險：電氣設(shè)備、動力、照明配電線路、控制及諸多電動裝置，在保護設(shè)施失靈、絕緣破壞、接地不良等情況下，人觸及漏電部位則可能發(fā)生觸電傷亡事故。

3.2.5 雷擊危險：鍋爐房、煙囪，若防雷裝置缺損或防雷保護面積不足，遇雷雨天氣，可能發(fā)生雷擊事故。

3.2.6 高處墜落危險：鍋爐爐體高大，且鍋爐房內(nèi)外有多處超過2m的檢修、巡視作業(yè)點、平臺、梯臺，這些部位的防護設(shè)施缺失或安裝不合理、安全警示標(biāo)志不醒目，操作人員在檢修、巡視時遇有心理、精神、生理等因素干擾不慎墜落有可能造成高處墜落事故發(fā)生，嚴重時會導(dǎo)致傷亡事故。

3.2.7 噪聲：水泵、風(fēng)機等設(shè)備運轉(zhuǎn)時產(chǎn)生噪聲，作業(yè)人員長期在高噪聲環(huán)境中工作易引起注意力下降，職業(yè)性耳聾，危害身心健康。

3.2.8 中毒、窒息：鍋爐微正壓運行，爐墻、孔門不嚴，煙氣會夾帶一氧化碳逸出，在鍋爐房通風(fēng)不良的情況下，操作人員吸入一氧化碳可造成中毒。鍋爐檢修時人員在鍋筒或爐膛內(nèi)時間過長，在通風(fēng)不良時，可造成缺氧窒息。

3.2.9 電氣火災(zāi)：電氣設(shè)備及線路長期過負荷、短路或絕緣受到機械損傷及外界影響等原因造成過熱，可引起電氣火災(zāi)。靜電也會導(dǎo)致火災(zāi)、爆炸。鍋爐房的燃氣輸送管道、法蘭是產(chǎn)生靜電的部位。

3.2.10 管理問題：在正常生產(chǎn)期間，操作人員未經(jīng)培訓(xùn)上崗操作，在工藝操作中違反操作規(guī)程，不停電檢修，安全措施不利，安全監(jiān)督管理不到位，可能引發(fā)各種生產(chǎn)事故發(fā)生。人的不安全行為是在人—機—環(huán)境系統(tǒng)中，人為地使系統(tǒng)發(fā)生故障或發(fā)生機能不良的事件，它有可能發(fā)生在設(shè)計、生產(chǎn)、操作、維修等系統(tǒng)的各個環(huán)節(jié)。

4 重大危險源辨識

4.1 危險化學(xué)品及危險源辨識

依據(jù)《危險化學(xué)品重大危險源辨識》GB18218-2009規(guī)定，鍋爐使用的燃料天然氣屬危險化學(xué)品范疇，但一般鍋爐房為管道輸送，無儲存裝置。因此危險化學(xué)品天然氣不構(gòu)成重大危險源。

4.2 重大危險源類別的辨識

鍋爐房使用的天然氣采用管道輸送，根據(jù)安監(jiān)協(xié)調(diào)字【2004】56號“關(guān)于開展重大危險源監(jiān)督管理工作的指導(dǎo)意見”對重大危險源申報范圍的類別規(guī)定：鍋爐使用的燃料為長輸管道輸送的天然氣，是易燃易爆氣體（申報范圍是壓力＞1.6MPa），一般煤改燃工程中天燃氣管道其設(shè)計壓力＜1.6MPa，因此不屬于壓力管道重大危險源。熱水鍋爐申報范圍規(guī)定是：額定出水溫度≥120℃，且額定功率≥14MW。

4.3 熱工儀表自動控制

根據(jù)熱工工藝要求，煤改燃工程中設(shè)置如下檢控點：補水總管壓力;一次網(wǎng)供水回水總管壓力及溫度;鍋爐控制（鍋爐進、出口水的溫度、壓力給定值）；燃氣總管壓力、快速切斷閥狀態(tài)及控制;軟化水箱、軟化水系統(tǒng)設(shè)電磁閥，與電接點液位計聯(lián)鎖控制水箱水位；補水系統(tǒng)的自控及聯(lián)鎖控制；鍋爐進氣量控制；循環(huán)泵變頻調(diào)速控制。

運行數(shù)據(jù)可保存1a，可按班、日、月、季、年等方式打印統(tǒng)一報表，實現(xiàn)數(shù)據(jù)自動管理。

5 總結(jié)建議

采購質(zhì)量合格的設(shè)備和設(shè)施。選擇有質(zhì)量保證的生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品，以確保原輔材料能達到生產(chǎn)的要求；在后續(xù)施工中要選用有資質(zhì)的單位施工安裝；項目投入試生產(chǎn)后須做好日常安全管理、安全檢查，嚴格執(zhí)行安全規(guī)程，杜絕違章作業(yè)、違章指揮等不良作風(fēng)；加強設(shè)備安全設(shè)施的檢驗檢測工作，保證應(yīng)急救援設(shè)施、設(shè)備的完好及安全有效。以上為實踐工作中的一點分析建議，由于水平有限，難免有不當(dāng)之處，一切應(yīng)以現(xiàn)行規(guī)范和標(biāo)準為準。