隨著西氣東送的開通,天然氣用戶越來越多,安全事故也時(shí)有發(fā)生。有些事故在不同的企業(yè)重復(fù)發(fā)生。這不僅給設(shè)備造成損失,人身安全也受到威脅。眾所周知:一個(gè)全自動(dòng)燃燒過程必須有自動(dòng)吹掃、自動(dòng)點(diǎn)火、熄火保護(hù)、漏氣檢測以及燃?xì)鈮毫Α⒅伎諝鈮毫ΡWo(hù)等項(xiàng)安全措施。本文就天然氣燃燒過程中容易發(fā)生的爆炸事故說明上述措施的重要性,以企引起人們的廣泛注意。
一、自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)失靈引起的爆鳴或爆炸事故
自動(dòng)點(diǎn)火系統(tǒng)是由自動(dòng)點(diǎn)火裝置和熄火保護(hù)裝置構(gòu)成。自動(dòng)點(diǎn)火裝置是由點(diǎn)火桿和點(diǎn)火變壓器組成,點(diǎn)火桿對(duì)燒嘴壁通過高壓放電產(chǎn)生電弧,點(diǎn)燃燃?xì)狻k妷嚎刂圃?000-8000V。點(diǎn)火桿與燒嘴壁間隙3-5mm,另一種是高能點(diǎn)火器,它的點(diǎn)火桿自成兩個(gè)電極,利用電感放電在其前端產(chǎn)生電弧火球,點(diǎn)燃燃?xì)狻2还苣姆N點(diǎn)火方式對(duì)燃?xì)饬鞫加幸欢ㄒ螅?/p>
1.必須是燃?xì)夂涂諝忸A(yù)混氣流
2.點(diǎn)火處氣流速度不能太快,否則會(huì)將電弧吹滅
3.燃?xì)夂涂諝馀浔群线m,點(diǎn)火處燃?xì)鉂舛纫?/p>
為了保證點(diǎn)火處氣流速度不能太快,燒嘴設(shè)置穩(wěn)焰板,點(diǎn)火桿放電部位應(yīng)位于穩(wěn)焰板前回流區(qū)或在燒嘴磚內(nèi)的回流區(qū)。
圖1 點(diǎn)火桿位置示意圖
點(diǎn)著火以后火焰必須能穩(wěn)定燃燒,不能產(chǎn)生離焰和脫火,應(yīng)當(dāng)指出天然氣燃燒最容易產(chǎn)生離焰和脫火,因此在燃燒器的設(shè)計(jì)上必須有穩(wěn)焰措施。
熄火保護(hù)是由火焰檢測器和電磁閥來完成的,火焰檢測器有兩種形式:一種是電離式,利用火焰的導(dǎo)電性,一旦有火焰存在,電路就接通,有電信號(hào)產(chǎn)生,經(jīng)放大輸出預(yù)報(bào)是否有火焰存在。見圖2
圖2 電離檢測示意圖
另一種是利用紫外線光敏管檢測。火焰光譜中同時(shí)存在紅外線和紫外線,而熾熱的爐墻只發(fā)出紅外線。利用光敏管只能檢測到紫外線的特性,可確定爐內(nèi)是否有火焰存在,排除熾熱爐墻產(chǎn)生的紅外線的干擾。一旦有火焰存在,紫外線光敏管導(dǎo)通,電路就接通,有電信號(hào)產(chǎn)生,經(jīng)放大輸出預(yù)告是否有火焰存在。
ZWJ-306紫外線火焰監(jiān)測器,用于燃?xì)狻⑷加凸I(yè)燃燒器的火焰監(jiān)測,該監(jiān)測器只對(duì)產(chǎn)生的紫外線敏感,對(duì)燈光和爐膛高溫輻射無反應(yīng),抗干擾性強(qiáng)。
控制點(diǎn)火裝置自動(dòng)點(diǎn)火,點(diǎn)火同時(shí)自動(dòng)打開燃料閥。在設(shè)定時(shí)間內(nèi)沒有點(diǎn)燃,控制器自動(dòng)關(guān)閉燃料閥并報(bào)警,如點(diǎn)火成功則保持燃料正常供應(yīng)。主要技術(shù)參數(shù):
1.電源:220V±10% 50/60Hz
2.火焰檢測 UV傳感器
3.檢測響應(yīng)時(shí)間 ≦0.2秒
4.光譜響應(yīng)范圍 190/280nm
5.傳感器與控制器連線 ≦20米
6.檢測對(duì)象 燃?xì)狻⑷加?/p>
點(diǎn)火器、電磁閥和火焰檢測器組成了點(diǎn)火系統(tǒng),點(diǎn)火過程是先進(jìn)行吹掃→點(diǎn)火器打火→電磁閥打開→燃?xì)鈬姵霾⒈稽c(diǎn)燃→如果火焰檢測器檢測到火焰→電磁閥繼續(xù)打開→火焰正常燃燒。如果沒有點(diǎn)燃或發(fā)生離焰、脫火現(xiàn)象,火焰檢測器就檢測不到火焰,電磁閥自動(dòng)關(guān)閉,燒嘴停止工作。
點(diǎn)火系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生故障是:
1.有火焰存在檢測器卻檢測不到火焰,使用電離檢測器有時(shí)會(huì)發(fā)生此類現(xiàn)象。這主要是由于離焰造成的,當(dāng)離焰時(shí)火焰雖能繼續(xù)燃燒但與燒咀壁接觸不好,不能接地,檢測電路不能導(dǎo)通,檢測不到火焰。有時(shí)雖沒有產(chǎn)生離焰,但是火焰與燒嘴壁的接觸面積不夠(也就是接地面積不夠)檢測電路照樣不能導(dǎo)通。當(dāng)火焰檢測器檢測不到火焰時(shí),電磁閥自動(dòng)關(guān)閉,火焰熄滅,于是就點(diǎn)不著火。在這種情況下,如果不經(jīng)吹掃反復(fù)點(diǎn)火,極易發(fā)生爆炸。
2.根本點(diǎn)不著火,原因是點(diǎn)火處氣流速度太快,電弧被吹滅。或是點(diǎn)火源燃?xì)鉂舛鹊汀?/p>
3.無火檢測出有火,電磁閥該關(guān)不關(guān),熄火保護(hù)失靈,構(gòu)成極大的事故隱患。原因是電離式檢測桿短路,紫外光敏管自激或者是火焰檢測器過于靈敏。
為了確保點(diǎn)火安全要注意以下幾點(diǎn):
1.必須牢記點(diǎn)火前要進(jìn)行足夠時(shí)間地吹掃。
2.天然氣燒嘴必須有可靠的穩(wěn)焰措施,不能發(fā)生離焰和脫火,火焰與燒嘴金屬壁有足夠的接觸面積。
3.當(dāng)?shù)谝淮吸c(diǎn)不著火時(shí),切忌未經(jīng)吹掃反復(fù)點(diǎn)火。為了避免發(fā)生爆炸事故,連續(xù)點(diǎn)火次數(shù)要不多于兩次,點(diǎn)火時(shí)間要少于3秒 。
4.選購性能可靠的點(diǎn)火器、紫外光管、電磁閥和火焰檢測器。現(xiàn)在這類產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家很多,又沒有國家統(tǒng)一質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn),一些不合格的產(chǎn)品流入市場,危害極大。進(jìn)口產(chǎn)品性能可靠,但價(jià)格較貴。值得提醒的是使用性能不可靠的自動(dòng)點(diǎn)火和熄火保護(hù)系統(tǒng)比起人工點(diǎn)火來危險(xiǎn)性更大。
5.為了避免檢測桿短路,紫外光敏管自激或火焰檢測器過于靈敏而引起的檢測系統(tǒng)誤動(dòng)作,在電路設(shè)計(jì)上要有安全自檢系統(tǒng),一旦發(fā)生上述情況,能自動(dòng)切斷電源。
6.點(diǎn)火前燃?xì)夂涂諝馀浔纫线m,大燒嘴要分段點(diǎn)火,即小風(fēng)點(diǎn)火,大風(fēng)燃燒,或使用點(diǎn)火槍。
7.對(duì)于人工點(diǎn)火的非全自動(dòng)燒嘴,一旦發(fā)生停電,因來不及關(guān)閉燃?xì)忾y門容易發(fā)生爆炸事故,建議安裝電磁閥,停電時(shí)電磁閥能自動(dòng)關(guān)閉。
二、熄火保護(hù)系統(tǒng)中由于電磁閥關(guān)閉不嚴(yán)引起爆炸事故
某鋁材加工廠直燃式時(shí)效爐在保溫過程中,突然發(fā)生爆炸將爐體全部炸飛,事后分析原因是熄火保護(hù)系統(tǒng)中電磁閥關(guān)閉不嚴(yán)引起的。在燃燒過程中,一旦燃燒中斷,火焰檢測器檢測不到火焰,電磁閥會(huì)立即關(guān)閉,如果這時(shí)電磁閥關(guān)閉不嚴(yán),未經(jīng)吹掃重新點(diǎn)火,就可能產(chǎn)生爆炸。盡管每次點(diǎn)火前用助燃風(fēng)機(jī)吹掃爐膛,以期吹凈爐內(nèi)殘存可燃?xì)怏w,以防爆炸。但對(duì)于直燃式時(shí)效爐來講未必有效。直燃式時(shí)效爐,火焰直接噴到爐膛內(nèi),與循環(huán)空氣混合形成高溫加熱氣體來加熱工件。由于爐體密閉,熱空氣循環(huán),盡管點(diǎn)火前進(jìn)行了吹掃,也不能將爐內(nèi)可燃?xì)怏w吹掃干凈,遇到明火爆炸在所難免。時(shí)效爐爐膛容積很大,氣體的爆炸力也大,破壞力極強(qiáng)。由此可見自動(dòng)化燃燒過程中電磁閥的作用是多么重要。類似時(shí)效爐的還有直燃式熱風(fēng)烘干爐,直燃式熱風(fēng)加熱爐等,對(duì)于這類爐型在電磁閥選用上要格外注意,并盡量采用雙閥制。
電磁閥經(jīng)常由于下述原因而關(guān)閉不嚴(yán):
1.電磁閥本身質(zhì)量問題:當(dāng)頻繁啟動(dòng)時(shí),電磁閥不能保證每次都能關(guān)嚴(yán)。
2.電磁閥用于頻繁開停場合時(shí),使用壽命受到限制。
3.不潔凈管道灰塵進(jìn)入閥體,導(dǎo)致電磁閥關(guān)閉不嚴(yán)。
4.電磁閥沒有水平安裝,發(fā)生傾斜導(dǎo)致電磁閥關(guān)閉不嚴(yán)。
某鋁業(yè)公司熔鋁爐 ,發(fā)生的爆炸事故,查其原因就是由于電磁閥沒有水平安裝引起的。其他場合由于電磁閥關(guān)閉不嚴(yán)引起的爆炸事故也屢見不鮮。為了確保安全電磁閥的使用要注意以下幾點(diǎn):
1.要選購質(zhì)量過關(guān),使用場合對(duì)路的電磁閥。
2.天然氣管道施工中確保灰塵不進(jìn)入閥體。
3.電磁閥必須水平安裝。
4.盡量采用雙閥制,對(duì)于通過吹掃排出爐內(nèi)可燃?xì)怏w作用不大(例如熱風(fēng)爐,時(shí)效爐)或比較大型的燃燒器,應(yīng)采用雙閥制,形成雙保險(xiǎn),可減少事故的發(fā)生。進(jìn)口燃燒機(jī)采用的是電磁閥組,它兼有穩(wěn)壓、過濾、開啟關(guān)閉等項(xiàng)作用,而且電磁閥采用雙閥制,因此使用中很少出事故,目前這種電磁閥組國內(nèi)尚無生產(chǎn)廠家。
5.對(duì)于吹掃作用不大的爐子或安裝大型燒嘴的爐窯,應(yīng)該安裝燃?xì)鈸炻┭b置。
三、由于燃?xì)鈮毫Α⒖諝鈮毫ΡWo(hù)裝置沒有設(shè)置或失靈造成的事故。
這個(gè)問題容易被人忽視。燃?xì)鈮毫Σ蛔銜?huì)在下列情況下發(fā)生:
1.供氣源壓力不足或斷氣。
2.供氣管道設(shè)置不合理,多座爐窯用氣時(shí)用氣量互相干擾,一個(gè)開另一個(gè)氣量不足,發(fā)生點(diǎn)不著火,或自動(dòng)熄火現(xiàn)象。因燃?xì)鈮毫Σ蛔恪⑾ɑ鸨Wo(hù)失靈發(fā)生爆炸事故也時(shí)有發(fā)生。為了確保用氣安全要注意以下幾點(diǎn):
1.氣源調(diào)壓柜選型要合理,氣量要滿足最大用氣量要求,燒嘴前壓力5000-8000Pa。
2.供氣總管道和支管道的管徑設(shè)計(jì)要合理,保證多座爐窯用氣時(shí)用氣量不互相干擾。
3.管路上安裝燃?xì)鈮毫﹂_關(guān),空氣壓力開關(guān), 一旦壓力超出規(guī)定范圍,能自動(dòng)起到保護(hù)作用。
四、燃?xì)夤芫€的施工要求
施工中要嚴(yán)格按標(biāo)準(zhǔn)《城鎮(zhèn)燃?xì)廨斉涔こ淌┕ぜ膀?yàn)收規(guī)范》CJJ33-99執(zhí)行,此外尚需注意以下幾點(diǎn):
1.潔凈施工:管道內(nèi)不能留有焊渣、雜物和灰塵。
2.用氣設(shè)施所在地要通風(fēng)良好。
3.管路之間用氣焊連接,管件之間最好用焊接,如果用絲扣連接要遠(yuǎn)離熱源。
4.手動(dòng)閥門最好選用球閥,以便能迅速關(guān)閉。
5.為了使檢修時(shí)移動(dòng)燒嘴方便,燒嘴前可用一段耐壓膠皮軟管連接。
點(diǎn)火前要進(jìn)行足夠時(shí)間地吹掃,點(diǎn)火不成功時(shí)未經(jīng)吹掃不反復(fù)點(diǎn)火,自動(dòng)化燃燒過程的控制環(huán)節(jié)的安全可靠,以上是保證燃燒安全的關(guān)鍵所在。
為了確保安全,對(duì)于工業(yè)爐窯自動(dòng)燃燒器及相應(yīng)配套設(shè)備應(yīng)該制定國家標(biāo)準(zhǔn)。在美國和歐洲國家,燃?xì)馊紵O(shè)備都制訂了相應(yīng)的制造、安裝標(biāo)準(zhǔn),比如燃?xì)鈮毫Α㈦p閥制,設(shè)備及配件的使用年限等都有嚴(yán)格的規(guī)定,建議我國應(yīng)出臺(tái)相應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)和法規(guī)。
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