燃气常压热水供热锅炉房的安全设计

摘 要

摘要：探讨了燃气常压热水供热锅炉房燃气供气系统、热水循环系统、报警系统等的安全设计。分析了燃气常压热水供热锅炉房运行中存在的问题及对策。关键词：燃气常压热水锅炉房；供
摘要：探讨了燃气常压热水供热锅炉房燃气供气系统、热水循环系统、报警系统等的安全设计。分析了燃气常压热水供热锅炉房运行中存在的问题及对策。
关键词：燃气常压热水锅炉房；供气系统；热水循环系统；安全设计
Safety Design of Atmospheric Gas Hot-water Heating Boiler Room
LI Yun，ZHANG Bing-qiang
Abstract：The safety design of gas supply system，hot water circulation system，alarm svstem and so on in atmospheric gas hot-water heating boiler room is discussed.The problems and solutions in the operation of atmospheric gas hot-water heating boiler room are analyzed.
Key words：atmospheric gas hot-water heating boiler room；gas supply system：hot water circulation system；safety design
1 概述
   常压热水锅炉顶部与大气相通，不承受供热系统的静压力，运行时锅炉内保持大气压力，供应不高于95℃的热水，其造价低，安全可靠。燃气常压热水供热锅炉使用清洁能源，配以先进的燃烧自控技术，环境污染小，布置灵活[1、2]，可在城市里的别墅区、度假村或城市集中供热范围外的开发区及燃气资源比较丰富的地区应用。常压锅炉采用开式锅筒，运行时锅筒内保持大气压力，无爆炸危险。但是燃气常压热水锅炉是以燃气作为燃料的设备，燃气管道、控制仪表、阀门和各种配件比较多，导致燃气泄漏的可能性增大。因此在设计时，除了保证锅炉房的合理安装、正常运行、便于维护外，还要采取一定的安全措施，特别是防火防爆措施。本文对燃气常压热水供热锅炉房的安全设计进行探讨。
2 燃气常压热水供热锅炉房的安全设计
   ① 燃气供气系统
燃气供气系统流程见图1。燃气管道在停止运行进行检修时，为检修工作安全，需要管道内的燃气吹扫干净。系统在较长时间停止工作后再投入运行前，也需要进行吹扫。因此，在锅炉房供气系统设计中，应设置吹扫和放散管道。放散管出口应高出屋脊2m以上。由锅炉房外部引入的燃气总管，在进口处应装设燃气总切断阀，按燃气流动的方向，阀前应装放散管，并在放散管上装设取样口，阀后应装吹扫管。为保证锅炉安全可靠运行，要求供气管和其他管道上安装的附件连接严密可靠，能承受最高使用压力，且不得装设在高温和有危险的地方[3、4]。
 

② 热水循环系统
    热水循环系统流程见图2。循环泵设在锅炉的出水侧，即燃气常压热水锅炉出水管与循环泵入口连接。循环泵的扬程为管道水头损失加上锅炉与供热系统最高点之间的重力水头及附加水头余量之和。
 

    回水经过滤器、回水自动启闭阀、阻力调节阀后，流至燃气常压热水锅炉。阻力调节阀使回水在返回燃气常压锅炉前减压，并可调节供热系统的运行状况。回水自动启闭阀的功能是在循环泵停止运行时，及时切断管路，防止高于锅炉水位的热水由回水管流进锅炉，甚至由膨胀水箱大量溢出。信号控制管连接循环泵出口的单向阀和回水自动启闭阀，控制回水自动启闭阀的相对开度。当循环泵开启时，单向阀打开，信号控制管带压，回水自动启闭阀打开，供热系统正常运行。当循环泵停止时，单向阀关闭，信号控制管无压，回水自动启闭阀关闭，以维持供热系统压力。
    膨胀水箱对于燃气常压热水锅炉是必不可少的。膨胀水箱与锅炉回水管(回水自动启闭阀和阻力调节阀之间)用膨胀管连接。这样膨胀水箱就可以使锅炉本体免受大气的直接腐蚀，还可通过膨胀管吸收水受热产生的热膨胀，防止被循环泵抽空。还可容纳一旦发生意外停泵时，由于回水自动启闭阀关闭滞后或关闭不严而通过膨胀管流回的热水。
    膨胀水箱一般设在锅炉上方，箱体高度为1m左右，容积为1～2m3，箱底略高于炉顶。为防止锅炉满水时外溢，在膨胀水箱空间允许最高水位处设置溢水管，溢水管接至安全地点。为便于监视水位，膨胀水箱宜设水位监视和溢流报警装置，并在进水管上设置自动水位控制阀。
    为防止燃气常压锅炉承压运行，应保证在任何情况下锅炉本体顶部表压为零。因此，燃气常压热水锅炉本体顶部应设置直接通向大气的大气连通管，并保证大气连通管的顺畅，不得设置水封。大气连通管应通至安全地点，一般将其通至膨胀水箱上方，大气连通管不得缩径，其上不得安装任何阀门，且应采取防冻措施[1]。
   ③ 报警等其他系统的设计
   除在循环泵出口及回水自动启闭阀前安装压力表外，为了防止循环泵入口因压力降低热水汽化，对循环泵造成汽蚀，在循环泵的入口应安装真空表。通过真空表的显示值，可判断热水是否发生汽化。燃气常压热水供热锅炉房须设置燃气自动检测报警设备，在发出报警的同时自动关闭供气总管上的总切断阀，并连续开启事故通风机。加强锅炉房通风换气，在正常工作情况下换气不小于6次/h，事故情况下换气不小于12次/h。锅炉房内的金属设备、金属管道等要做好接地，金属烟囱应采取防雷击措施[5]。
3 运行中存在问题及对策
    ① 循环能耗高。为保证热网处于正压状态，回水管设阻力调节阀增大阻力，使供热系统循环能耗增加，这是常压热水供热锅炉房均存在的缺陷，而且建筑物越高，能耗越高。因此，常压热水供热锅炉房应尽量用于较低建筑物的供热。
    ② 水击和汽蚀。当热网停运，切断管道与锅炉连接时，若回水自动启闭阀关闭速度过快，会导致供热系统发生水击，严重时会使散热器破裂。若回水自动启闭阀误闭，会产生汽蚀，造成循环泵性能下降并出现振动和噪声。因此，回水自动启闭阀应与循环泵的启停同步，并为回水自动启闭阀设置旁通管。若回水自动启闭阀误闭，旁通管上的电磁阀在压力信号的作用下打开，避免汽蚀发生。
    ③ 安全管理问题。燃气常压热水供热锅炉房存在爆炸危险，我们除了采用科学的手段和先进的检测仪表避免爆炸的发生外，更要加强锅炉房的管理，健全安全管理制度，提高安全意识，保证施工质量，避免员工违章操作等。
4 结语
燃气常压热水供热锅炉房近年来应用广泛，作为设计者，合理设计锅炉房的燃气、热水系统，正确认识其存在的问题，努力消除安全隐患是至关重要的。我们也进一步认识到，要想保证燃气常压热水供热锅炉房正常安全运行，除了加强设计外，还需要施工、锅炉房管理等各方面共同努力。
参考文献：
[1] 刘雅丽，李晖，李连成，等.常压热水供热锅炉房的设计[J].煤气与热力，2008,28(1)：A03-A04.
[2] 张燕，黄普，王佳，等.常压热水锅炉房设计运行的安全问题[J].煤气与热力，2008,28(3)：A01-A03.
[3] 李中元.燃油燃气锅炉房系统安全设计[J].甘肃科技，2004，(6)：29-30.
[4] 燃油燃气锅炉房设计手册编写组.燃油燃气锅炉房设计手册[M].北京：机械工业出版社，2000.
[5] 缪德一.常压热水锅炉房设计的几点体会[J].中国科技信息,2008，(13)：128-129.
 
(本文作者：李云 张兵强 中国石油工程设计有限公司华北分公司 河北任丘 062552)