【知识库】工业锅炉燃气燃烧器的安装与改造

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【知识库】工业锅炉燃气燃烧器的安装与改造

摘要：工业锅炉燃气燃烧器的安装与改造是一项专业性很强的工作，应由专业单位和人员进行操作，以减少事故的发生。文章就工业锅炉燃气燃烧器的安装和改造中应注意的问题展开分析，并提出了相应解决方案，以最大限度确保安全。

燃气锅炉由于结构紧凑，体积小，热效率高，燃料易于供应，便于实现自动化操作，对大气环境污染小，不少单位在西气东输的有利条件下，纷纷开展了燃气锅炉的安装、改造工作，因而在我国的大中城市正越来越广泛地得以使用。但是燃气锅炉具有燃气与空气在一定比例下会形成爆炸性气体易于爆炸的危险性，一旦发生事故，造成的损失将无法估量。因安装或使用不当酿成的事故时有发生，为此本文就其安装、改造中应注意的问题，提出解决方案，以减少事故的发生。

1 工业锅炉燃气燃烧器的安装和改造
        工业锅炉燃烧器属于锅炉的延伸产品，是特种设备的一部分，在《特种设备安全监察条例》的第十四条和第十七条都规定锅炉安装、改造必须由依照本条例取得国务院特种设备安全监察管理部门许可的单位进行。这是国家的规定，任何人任何单位都应遵守，用户不得擅自安装、改造。
  2 燃烧器的选型
（1）燃烧器的热负荷在一定供气压力下，取决于燃气喷口流出的燃气量和它的低位发热量。燃气的发热量有高位发热量和低位发热量两种，高位发热量是指燃料燃烧后，烟气中的水蒸气冷凝时的燃料发热量，低位发热量是指燃料燃烧后，烟气中水蒸气未冷凝时的燃料发热量。由于锅炉排烟温度都在100℃以上，所以在大气压力下烟气中的水蒸气不会冷凝。因此，锅炉中采用的燃料发热量是低位发热量。
        锅炉采用的燃烧器规格应根据锅炉功率、锅炉效率、燃料热值以及燃气压力和温度进行详尽的计算。
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（2）燃烧器的火焰形状一定要与炉膛形状相适应，应以不干扰火焰的扩展为原则，也就是其火焰的燃烧长度不能超过炉膛结构确定的长度；扩散（直径）不能冲刷受热面。由于气体燃料热值差异较大，从3265kJ/m3到114875kJ/m3不等，因此不同的气体燃料之间形成火焰形状也有一定的差异。在选配燃烧器时，一定要了解其火焰形状的几何尺寸或向厂商提供锅炉炉膛的结构特性数据。
（3）燃烧器前的最大允许供气压力和最低允许供气压力，对于1台结构已经固定的燃烧器而言，其喷嘴结构就已经固定了，当燃气种类与燃烧器设计相符时，燃烧器运行时功率只与进气压力有关。
        由于气源的气压并非完全稳定，当气压增大时，会引起燃气流量增大，反之则减小，所以，易引起燃烧故障。为避免这种情况，在供气管路上须装设一个稳压阀，其气压调整范围应根据气源情况选配。
（4）燃烧器布置应与炉膛形状相匹配，使炉膛火焰充满度好，喷口与炉膛出口、炉膛四壁及炉底有合适的距离，火焰有足够的长度并不受四壁干扰，火焰不应触及受热面管子；当采用多个燃烧器时，燃烧器之间距离应保证火焰不互相干扰。
  （5）燃烧器结构应能保证燃气与空气混合均匀，空气、燃气比可调，保证在高负荷时不脱火，低负荷时不回火。
（6）原则上应使用与燃烧器铭牌上所标注的同种燃气，换用不同的燃气时应事先向燃烧器供应商咨询并得到书面的认可。一般情况下还必须对燃烧器重新进行调试并更换个别部件。
（7）燃烧器安装位置应便于操作，也就是要保证燃烧器中心线与炉墙各壁面间应有的距离。因为燃烧器是锅炉运行的主要操作对象，所以其位置应当便于司炉人员操作和观察。
3 技术资料的准备
        燃烧器厂家提供的图纸、使用说明书、安装说明书等技术资料，是安装、改造时，最好的也是最重要的技术资料，安装、改造单位应充分熟悉、吃透使用说明书，现在安装、改造单位都不太注意这方面资料的收集，仅简单地将燃烧器各个部件进行机械的连接以后，交给设备供应商去进行调试，显然，这样做是不够的。
  4 电磁阀
调节气体流量的电磁阀，实现向燃烧器供气管路开启与关闭供气量的自动调节；其中主气阀主要控制正常燃烧时的气量；点火气阀主要调节点火时的气量；安全气阀则起主气阀及点火阀开启、关闭的双重保护作用。
电磁阀对使用条件较高，它所控制的燃气必须清洁，管路中没有硬性杂物，若有铁渣等卡入阀芯，除引起泄漏外，还将引起线圈发热而烧毁，因此在电磁阀前应装有过滤器。
要注意各个组件的安装次序及方向。电磁阀应尽可能地安装于靠近燃烧器的燃气蝶阀的位置，以保证设备顺利启动及无故障运行。
电磁阀在燃气锅炉中既是重要的自动控制元件，也是重要的安全元件，它们工作频繁，尤其是主燃料阀，出故障的可能性很大，因此必须采取措施防止泄漏事故的出现。通常采取的措施有：
        （1）燃气燃烧器主燃气控制阀系统配置两只串联的自动安全切断阀或者组合阀，协同工作。由于两只电磁阀同时泄漏的可能性较小，可以减少因泄漏而引起爆燃事故的发生。若有一只泄漏，可以在泄漏检查程序中发现，这样可以大大提高系统的可靠性，防止事故的发生。
        （2）投入工作前进行泄漏检测
燃气系统检漏装置现仍有部分单位或设备供货商在进行安装或改造时没有对燃气系统装设检漏装置，这是极其错误的。有的单位或设备供货商辩解说，在锅炉房是装有燃气泄漏报警装置，其不知，这里所说的检漏是指针对燃气阀组或电磁阀本身的内部泄漏，如果燃气阀组或电磁阀泄漏，而连接管路完好，会随着管道，经过蝶阀，进入炉膛、烟管、烟道内部。现在锅炉实行正压燃烧，炉膛及烟道各部分的密封性能也相当好，燃气在锅炉内部会大量聚集，使得炉膛燃气浓度大大增加，在下一次启炉时，一旦吹扫不彻底，炉膛内有可燃气体或吹扫不能使燃气浓度降低到爆炸极限以下的话，那么就可能产生炉膛爆燃现象，严重的会造成爆炸，产生极大的危险，造成人身伤亡事故。
        燃气系统检漏装置检验一般分为两个过程：
        一为冷态检漏试验，即在不通入燃气的情况下，对燃气阀组或电磁阀之间通入空气或惰性气体，按照检漏的程序要求，进行检验，看是否符合检漏要求。
        二为热态检漏试验，即在通入燃气的情况下，对燃气阀组或电磁阀之间通入燃气，按照检漏的程序要求，进行检验，看是否符合检漏要求。
        燃气泄漏压力继电器调至实际工作压力减去15 mbar左右，太高对检测泄漏压力有利但容易报警；太低则起不到监视燃气泄漏的作用，兼顾两方面，取一个合适值。
        5 气密性试验
        阀门及管路安装完毕后，进行气密性试验，将进气阀门关闭，电磁阀也处于关闭状态。对阀门、调压器等锅炉所附属的燃气系统进行试压。试验压力为1.5倍的工作压力，并且不低于150mbar。加压后试验5分钟，压力降不超过1mbar，认为合格。若有压力下降超过规定修值应涂肥皂泡沫找出泄漏点，修理后重复试压，直至合格为止，试压应记录并有相关责任人员签
  气密性试验分为三个阶段：
        阶段一：在球阀至第一个电磁阀间进行检验。
        阶段二：对两个电磁阀间进行检验。
        阶段三：阀门组件至蝶阀进行检验。
        有的安装单位不分段进行，而是将需检验部位一起进行，这样存在一个不合理性，即不能确定中间电磁阀是否泄漏。
        6 结语
        工业锅炉燃气燃烧器安装和改造是一项专业性很强的工作，应由专业单位、人员进行安装、改造，并执行严格的工作程序，这样才能减少事故的发生。
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