燃氣鍋爐房的安全設計

摘 要

摘要：從燃氣鍋爐房的設置位置、設在建筑物內的燃氣鍋爐房設計參數、鍋爐給水除氧方式、輔助設備、通風、消防等方面入手，對燃氣鍋爐房的安全設計進行了探討。關鍵詞：燃氣鍋爐房
摘要：從燃氣鍋爐房的設置位置、設在建筑物內的燃氣鍋爐房設計參數、鍋爐給水除氧方式、輔助設備、通風、消防等方面入手，對燃氣鍋爐房的安全設計進行了探討。
關鍵詞：燃氣鍋爐房；安全設計；設置位置；除氧方式；通風；消防
Safety Design of Gas-fired Boiler House
ZHENG Hai-chun，YANG Hong-bin，CHEN Ming
Abstract：The safety design of gas-fired boiler house is discussed from the aspects of location of gas-fired boiler house，design parameters of the gas-fired boiler house located in building，feed water deaerating way，auxiliary equipment，ventilation，fire control and so on.
Key words：gas-fired boiler house；safety design；location；deaerating way；ventilation；fire control
1 概述
   在燃氣鍋爐房設計中，設計成果要滿足項目的使用功能，更要保證項目的安全運行。因此，設計人員必須嚴格遵循相關專業的設計標準：GB 50041—2008《鍋爐房設計規范》、GB 50016—2006《建筑設計防火規范》、GB 50045—2005《高層民用建筑設計防火規范》、《熱水鍋爐安全技術監察規程》(1997年修訂版)、DBJ 01—614—2002《民用建筑設置鍋爐房消防設計規定》、GB/T 1576—2008《工業鍋爐水質》。本文對燃氣鍋爐房的安全設計進行探討。
2 安全設計內容
    ① 燃氣鍋爐房設置位置.
    根據GB 50041—2008《鍋爐房設計規范》，鍋爐房宜為獨立的建筑物，但是當條件不具備時，應設置在首層或地下一層靠建筑物外墻部位，不宜設置在住宅建筑物內，嚴禁設置在人員密集場所。這是出于對泄爆和消防的考慮，一旦發生事故，可以使危害減小到最小程度，這還涉及到環保要求，無論考慮大氣污染還是噪聲污染，都不宜將鍋爐房設置在住宅建筑物內。
    鍋爐房與一般民用建筑及廠房的防火距離應按GB 50016—2006《建筑設計防火規范》的有關規定執行，見表1。鍋爐房與高層民用建筑的防火距離應按GB 50045—2005《高層民用建筑設計防火規范》的有關規定執行，見表2。
表1 鍋爐房與一般民用建筑及廠房的防火距離/m
鍋爐房耐火等級一、二級
一、二級建筑
三級建筑
四級建筑
10
12
14
表2 鍋爐房與高層民用建筑的防火距離/m
鍋爐房耐火等級一、二級
一類高層建筑
二類高層建筑
主樓
裙房
主樓
裙房
15
10
13
10
    ② 燃氣鍋爐房設計參數
    對于設在建筑物內的燃氣鍋爐房設計參數的確定見表3。對于建筑面積大于100m2的燃氣鍋爐房應設計兩個對外安全出口，鍋爐間及計量間的泄爆面積均不應小于建筑面積的10%。
表3 設在建筑物內燃氣鍋爐房設計參數的確定
布置位置
依據
    《熱水鍋爐安全技術監察規程》(1997年修訂版)
    DBJ 01—614—2002《民用建筑設置鍋爐房消防設計規定》
首層
單臺額定熱功率≤7MW，額定出水溫度≤95℃，額定出水壓力≤1.6MPa
熱水鍋爐單臺額定熱功率≤7MW，額定出水溫度≤95℃，總額定熱功率≤14MW；蒸汽鍋爐單臺額定蒸發量≤6t/h，總額定蒸發量≤12t/h
半地下
單臺額定熱功率≤7MW，額定出水溫度≤95℃，額定出水壓力≤1.6MPa，不能使用液化石油氣
熱水鍋爐單臺額定熱功率≤4.2MW，額定出水溫度≤95℃，總額定熱功率≤8.4MW；蒸汽鍋爐單臺額定蒸發量≤4t/h，總額定蒸發量≤8L/h；總額定熱功率≥1.4MW時，應設水噴霧滅火系統
地下
單臺額定熱功率≤2.8MW，額定出水溫度≤95℃，額定出水壓力≤1.6MPa，需要監察機構批準，不能使用液化石油氣
熱水鍋爐單臺額定熱功率≤4.2MW，額定出水溫度≤95℃，總額定熱功率≤8.4MW；蒸汽鍋爐單臺額定蒸發量≤4t/h，總額定蒸發量≤8t/h；總額定熱功率≥1.4MW時，應設水噴霧滅火系統
頂層
   單臺額定熱功率≤2.8MW，額定出水溫度≤95℃，額定出水壓力≤1.6MPa，需要監察機構批準，不能使用液化石油氣，燃氣壓力≤0.03MPa
   熱水鍋爐單臺額定熱功率≤1.4MW，額定出水溫度≤95℃，總額定熱功率≤5.6MW，不能設置蒸汽鍋爐
    ③ 煙囪
    根據GB 50041—2008《鍋爐房設計規范》的規定，燃氣鍋爐房的煙囪宜按單臺鍋爐配置。當多臺鍋爐共用煙囪時，每臺鍋爐宜采用單獨煙道接入煙囪，并應安裝煙道門和防爆門。這是為了避免多臺鍋爐共用煙囪時，不同煙氣系統之間相互影響，并防止煙氣倒入停運的鍋爐而發生危險。煙道不能采用磚砌形式，只能采用鋼質或鋼筋混凝土結構，以免煙氣中的可燃氣體積聚。
   ④ 除氧方式
   由于小型低壓鍋爐給水溶解氧含量超標，常造成鍋爐本體、管道腐蝕。這不僅降低了設備運行的安全可靠性和經濟性，也縮短了鍋爐使用壽命。根據GB/T 1576—2008《工業鍋爐水質》的規定，單臺額定熱功率≥7.0MW的熱水鍋爐及單臺額定蒸發量≥10t/h的蒸汽鍋爐，應設置給水除氧裝置；對于容量較小的鍋爐，若發現局部氧腐蝕，也應采取給水除氧措施。除氧方式的選擇應符合鍋爐安全和經濟運行的要求，小型低壓鍋爐除氧方式的綜合性能比較見表4。
表4 小型低壓鍋爐除氧方式的綜合性能比較
除氧方式
熱力
真空
解吸
樹脂
海綿鐵
除氧類型
物理
物理
化學
化學
化學
帶進有害物質
無
無
CO2
微量
Fe2+
對水pH值影響
無
無
降低
無
升高
節能效果
差
較好
一般
好
差
系統造價
較低
適中
較低
較高
較低
運行費用
較高
低
高
較低
低
適用范圍
蒸汽鍋爐
蒸汽鍋爐
蒸汽、熱水鍋爐
熱水鍋爐
蒸汽、熱水鍋爐
除氧效果
一般
好
一般
好
一般
設備可靠性
一般
好
差
好
差
綜合性能
較差
好
一般
好
一般
   ⑤ 主要輔助設備
   由于突然停電造成熱網循環泵停泵而產生水擊是熱水供熱系統的安全問題，防止水擊破壞常用的有效措施是在熱網循環泵的進出口母管之間設置帶止回閥的泄壓旁通管。在熱網循環泵運行時，由于循環泵出水側壓力高于回水側，止回閥關閉。當突然停電時，熱網循環泵回水側壓力上升，出水側壓力急劇下降，在此壓差作用下，回水側管道的水經止回閥流到出水側管道，從而降低了回水側壓力提高幅度，降低和預防了水擊危害。泄壓旁通管的截面積不小于母管的50%。
    每臺鍋爐出水母管上應設置兩道閥門，當鍋爐停運檢修時，若其中一個閥門泄漏，另一個閥門仍可關閉，以確保安全。鍋爐本體上的放汽管及安全閥的排汽管應接至室外安全處，以確保人員的安全。兩個獨立設置的安全閥的排汽管不應相連，這樣可避免串汽和易于識別超壓排汽點。每臺鍋爐宜設置獨立的定期排污管，以利于安全運行。當合用排污母管時，在接至排污母管的每臺鍋爐排污管上必須設置切斷閥，以保證鍋爐停運檢修時的安全關閉。每臺鍋爐排污管上還須設置止回閥，這樣可避免各臺鍋爐排污時相互干擾。鍋爐間內的電氣設備應采用防爆型產品。
   ⑥ 通風
   燃氣鍋爐房的鍋爐間及計量間正常換氣次數不應小于6次/h，事故換氣次數不應小于12次/h。由于燃氣鍋爐房難免會有燃氣泄漏，若不保證良好的通風，泄漏的燃氣易積聚從而發生爆炸。因此，必須設置強制送排風系統，而且應與建筑物其他送排風系統分開獨立設置，送風量應略大于排風量，使鍋爐房空間維持正壓。通風裝置應采用防爆型產品。
    ⑦ 消防
    鍋爐間和計量間應設置可燃氣體探測自動報警裝置，燃氣管道上的緊急切斷閥應與可燃氣體探測自動報警裝置連鎖。當燃氣鍋爐房為獨立建筑物，并與周圍建筑物滿足防火距離時，鍋爐房內可只設置滅火器和消火栓；當燃氣鍋爐房為非獨立建筑物時，應設置水噴霧滅火系統，且應設置多套雨淋閥。設計中應注意鍋爐房的供水能力應能滿足水噴霧滅火系統的用水量要求。
3 結語
    燃氣鍋爐房的安全設計是保證供熱質量與安全的關鍵，設計人員肩負的責任重如泰山。設計標準是設計人員進行專業設計的科學依據，嚴格遵循設計標準是設計質量的根本保證。
 

(本文作者：鄭海莼 楊宏斌 陳鳴 北京市煤氣熱力工程設計院有限公司 北京 100032)