探讨燃气锅炉房的电气设计

寸小涛

摘要：在参与了燃煤锅炉、煤粉锅炉及燃气锅炉房的电气设计之后，了解到了燃煤锅炉房与燃气锅炉房的不同特点，本文通过工程实例探讨天然气锅炉房的电气设计。

关键词：天然气锅炉房；供电电源；负荷等级；电气设计

前言

新疆地处我国北方地带，冬季寒冷，供暖期长达6个月，加之之前分散式供热比例比较大，对环境有着比较大的影响，随着国家实施清洁能源战略的全面加快，本着节约能源、绿色环保的宗旨，减少环境污染，以天然气作为锅炉燃料的燃气锅炉房成为了现代区域供热的首选，燃煤锅炉改为燃气锅炉势在必然，笔者有幸参与了新疆“蓝天工程”-锅炉房煤改气的电气设计，就此谈几点认识。

1燃气锅炉房与燃煤锅炉房的不同之处

燃气锅炉房与燃煤锅炉房有以下几方面不同之处：

1.1燃料不同。燃煤锅炉房锅炉采用的是块煤或者煤粉。燃气锅炉房采用的燃料为天然气或者焦炉煤气（工厂锅炉采用较多）。

1.2环境不同。燃煤锅炉房输煤廊或者煤粉仓等为粉尘爆炸危险环境，锅炉间多粉尘，但基本属于正常环境。天然气锅炉房锅炉间及燃气计量间都属爆炸危险环境。

1.3排烟方式不同。燃煤锅炉中煤燃烧后会产生大量的炉渣和烟尘，虽采取脱硫等处理，但仍会对环境产生不小的污染，炉渣等的堆放和运输处理都会产生不小的运行成本。燃气锅炉天然气燃烧后生成水和二氧化碳，可直接排放。

1.4配套设备不同。燃煤锅炉必须要有一套与之配套的辅助设备，如鼓、引风机，斗提机，除渣机，炉排电机等，以及与之相应的现场或远程电气控制设备。燃气锅炉只有相应的燃烧器及控制设备，配套简单，相对应的人工等运行成本也降低很多。

2燃气锅炉房的特点

2.1燃料。区域性供热燃气锅炉一般使用发热量高的天然气，其主要成分为甲烷（CH4），分子量为16，甲烷的爆炸极限是3%～15%，所谓爆炸极限是指天然气与空气混合后遇火种能够高速燃烧的浓度范围。这个范围的最低浓度称为爆炸下限，最高浓度称为爆炸上限。

2.2环境。根据《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》 GB50058-92第2.2.1条规定：爆炸性气体环境危险区域划分燃气锅炉房的燃气计量间属2区，即在正常运行时不可能产生爆炸性气体混合物，即使出现也仅是在短时间存在爆炸性气体混合物。具体为当释放源距地坪的高度不超过4.5m时，以释放源为中心，半径为4.5m，顶部与释放源的距离为7.5m，及释放源至地坪以上的范围划为2区。

2.3可燃性气体检测。《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）10.5.3条规定

在用气房间锅炉间及燃气计量间内应设置可燃气体探测器和报警装置，其报警装置的主机装在正常环境的控制室内。

3工程实例

天然气锅炉房的电气设计就是根据天然气锅炉房的电气防爆及可燃气体检测报警的两大特点进行的。下面就通过设计的某文化城集中供热工程探讨电气设计中的一些问题。

本工程为新建的天然气锅炉房，总装机容量为42MW，60t/h的热水锅炉房，作为冬季营业场所及住宅区采暖热源，最大负荷38MW，工作压力1.25MPa。选用两台天然气锅炉，其中一台29MW，40t/h，一台14MW，20t/h。该锅炉房为地上一层，建筑面积1433.1m2，高度：9m，耐火等级：二级。锅炉房内设10kV开闭所和低压配电室。

3.1总体要求

该天然气锅炉房总安装容量为274.0kW，采暖期最大计算负荷：有功功率164.0kW。供汽车城所有营业厅、配套住宅区生活用气，停电会造成较大的损失和影响。按《供配电系统设计规范》GB50052-2009规定，确定锅炉房用电等级为二级负荷，锅炉房10kV开闭所由附近地区35kV变电站不同母线段引两回路电源供电。两段进线柜相互闭锁，一回工作，一回备用。只有当工作电源故障时，断开工作电源进线柜断路器及隔离开关，才允许合上备用电源。

由于锅炉本身用电量不大，因此在控制室内设置锅炉操作控制台，将两台锅炉的电源集中在操作台上并分别操作每台锅炉。控制室设电话、网络系统。事故排风机除平常的正常启停外，还须与可燃气体检测报警系统连锁，在事故泄露达到报警浓度时能强行启动进行排风。

3.2锅炉房内电气设备选型

由于燃气计量间为2区爆炸性气体环境，其相对的防爆灯具，防爆开关，防爆插座及防爆事故排烟风机均采用隔爆型d级。照明采用防爆无极灯在顶板上管吊方式，控制采用防爆开关按区域分散控制方式。线路为阻燃铜芯塑料线穿钢管按防爆要求明敷设。管线在由正常环境场所进入爆炸危险环境场所时，保护管两端应用密封材料进行封堵。

3.3锅炉房的控制室

锅炉房控制室最好设置在前面部位的中心处，并设有防爆玻璃观察窗，这样能全部观察到锅炉运行情况。控制室内设有照明配电箱，锅炉配套控制箱、可燃气体报警器等。这些电气设备不防爆，但控制室必须采取措施，如果门开向室外，其余墙应与锅炉房隔开，如果门开向锅炉房，控制室应采取正压送风措施。

3.4防雷接地

鍋炉房作等电位联结，接地保护为TN-S系统，按二类防雷设防。每台锅炉均有一个引出室外的钢烟囱，因此，将引出室外的烟囱与基础接地网可靠连接，利用烟囱本身作为防雷接闪器。防雷接地、保护接地、防静电接地等共用接地装置，接地电阻不大于1欧姆。

4结束语

燃气锅炉房以节约能源、绿色环保的优势，作为现代区域供热的首选，其锅炉房的电气系统设计也应与时俱进，做到节省电力、人力和能源，还能够提高运行效率，使得人们有一个舒适的生产、生活环境。

参考文献：

[1]GB 50004-2008.《锅炉房设计规范》.

[2]GB50028-2006.《城镇燃气设计规范》.

[3]GB 50058-1992.《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》.

[4]张明磊.天然气锅炉房的电气设计中的几个问题，《甘肃科技》.