工业燃气锅炉安全保护装置管理浅谈

张聪聪

摘 要：本文首先介绍特种设备法规及标准对工业燃气锅炉安全保护装置相关技术要求，其次对定期检验过程中工业燃气锅炉安全保护装置的特点进行了简要归纳，并介绍其相关模拟试验的方法，最后对日常检验过程中出现的安全保护装置常见故障进行了总结。

关键词：工业燃气锅炉;安全保护装置;模拟试验;故障分析

1 工业燃气锅炉安全保护装置的技术要求

《锅炉安全技术监察规程》对蒸汽燃气锅炉安全保护装置的规定如下：

①蒸汽锅炉应当装设高、低水位报警（高、低水位报警信号应当能够区分），额定蒸发量大于或等于2t/h的锅炉，还应当装设低水位联锁保护装置，保护装置最迟应当在最低安全水位时动作;

②额定蒸发量大于或者等于6t/h的锅炉，应当装设蒸汽超压报警和联锁保护装置，超压联锁保护装置动作整定值应当低于安全阀较低整定压力值;

③室燃锅炉应当装设点火程序控制装置和熄火保护装置。在点火程序控制中，点火前的总通风量和通风时间满足规程要求，熄火保护装置动作时，自动切断燃料供给。

2 工业燃气锅炉安全保护装置的特点

笔者在日常锅炉定期检验中，绝大多数为燃气承压蒸汽锅炉，这其中卧室内燃室燃炉最多，这种锅炉的安全保护装置通常为高低水位报警及低水位联锁保护装置、蒸汽超压报警及联锁保护装置、点火程序控制与熄火保护装置、其他联锁保护装置四种[1]。

2.1 高低水位报警及低水位联锁保护装置

锅炉常用的高低水位报警及低水位联锁装置多为电极式水位警报器，其利用锅水导电的原理，在与锅筒相连通的圆柱筒体内，装设高水位、低水位和极限低水位之处的电极棒，并用引线与电路连接。当水位低于低水位时，水泵自动运转向锅炉上水;当水位升到高水位时，水泵自动停止运转，两者伴有红绿灯光显示;当水位降至极限低水位时，切断燃料供给及鼓引风机电院，停止锅炉燃烧，起到联锁保护的目的。

2.2 超压报警及联锁保护装置

超压报警及联锁保护装置由电接点压力表、电气控制线路及音响、灯光、报警信号等组成，当锅炉出现超压时，发出警报，并通过联锁装置控制燃烧，如停止燃料供应、停止通风。其原理就是当介质压力等于最大值时，动接点的示值指针发生转动与给定值指示针重合，动接点与上限接点接触导电，发出电讯号，闭合或断开控制回路，以此来达到报警及联锁保护的目的。

2.3 点火程序控制与熄火保护装置

当火焰燃烧异常或熄灭时，利用炉膛上的检测元件，将光辐射的频率转换为电信号，并通过电气线路，控制燃料供应回路，并发出相应信号，其作用是防止炉膛灭火，而燃料依然供应，或存有大量燃料，导致炉膛爆炸。此外用燃气为燃料的锅炉还必须装设可靠的点火程序控制装置。点火前总通风量不小于三倍从炉膛值烟囱入口烟道总容积，通风时间对于锅壳锅炉至少20s，水管锅炉至少60s。单位通风量应保持额定负荷下的总燃烧空气量。

2.4 其他联锁保护装置

全部引风机断电时，自动切断全部送风和燃料供应;全部送风机断电时，自动切断全部燃料供应;燃气压力低于规定值时，自动切断燃料供应。通常发生炉膛爆炸的情况有两种：一是点火启动时，若炉膛内可燃气体未吹扫干净，点火时就可能发生爆炸;二是锅炉运行中突然灭火，如未立即停止燃料供应也会发生炉膛爆炸。而上述三种情况，都会引起炉膛熄火，所以必须装设切断燃料供应的联锁装置，其中全部引风机跳闸时，还应自动切断全部送风[2]。

3 工业燃气锅炉安全保护装置模拟试验

①高低水位报警及低水位联锁保护装置试验：锅炉运行操作人员进行模拟试验时，首先关闭水阀5，此时电极棒传感器与汽包间的水路被截断，缓慢打开放水阀4，观察水位下降情况，验证低水位报警及低水位连锁保护装置有效性，此时锅炉程序控制器紧急停止，同时锅炉给水泵的电源被切断。然后恢复锅炉给水泵，使其可以自动运行，全开放水阀4，采用蒸汽对传感器的内部进行冲洗，关闭放水阀4和汽阀6，开启一点水阀5，炉水就在压力的作用下进入传感器和液位计，当到达高水位时，观察自动停泵和高水位声光报警是否正常;

②超压报警及联锁保护装置试验：对于电接点压力表，可以手动方式将原先设定压力参数值往低调整，启动锅炉，然后验证超压报警及联锁保护装置的有效性;

③点火程序控制与熄火保护装置试验：燃气锅炉燃烧机多使用具有光电感应特性的火焰监视器（下转第198页）（上接第196頁）系统，测试熄火保护装置时，可以手动方式将光电管从燃烧机上拔出，模拟人为灭火，测试熄火保护装置是否有效。此外当启动燃烧机后，点火前的总吹扫风量应满足规程要求，可以人为用挡板遮盖进风口，测试点火程序控制是否有效;

④其他联锁保护装置试验：如工业燃气锅炉的燃烧机附加有外置的鼓引风，那么按照锅规要求当全部送风机引风机跳闸时、燃气压力低于规定值时，应自动切断全部的燃料供应，可以手动验证。

4 工业燃气锅炉安全保护装置故障分析

4.1 高低水位报警及低水位联锁保护装置

当汽包水位比较高或者比较低时，发出蜂鸣声，提醒工作人员注意水位的变化，即，出现高水位，锅炉自动排污，同时切断锅炉补水泵电源，将水位控制在安全区域;出现低水位，自动启动锅炉补水泵，自动补水，使其达到正常高度的水位。工业燃气锅炉常用的水位传感器主要是电极式，在锅炉运行过程中，电极棒长期与高温炉水及蒸汽接触，电极端头因电化学腐蚀、结垢等原因，使得导电性能下降甚至失效，或者因为电极与水表柱子壳之间绝缘老化，导致信号出现短路，以及电气线路由于人为操作不当、机械磨损或高温而导致接触不良甚至断线，都会导致电极棒失灵或误操作[3]。

4.2 超压报警及联锁保护装置

电接点压力表利用的是波纹管弹性元件随压力变化而变化的特性，通过杠杆以及拨臂拔动开关，使触点断开或者闭合，进而对压力的进行控制。如果波纹管的弹性软件、电触点和弹簧等元件出现损坏，会导致超压保护失效。或者人为借助工具篡改压力设定值，也会让该超压联锁装置失去作用。

4.3 点火程序控制与熄火保护装置

进口燃烧机多具备高低气压保护装置，压力测漏装置、测漏程序控制器等安全装置，可以全自动检测燃气阀组（如燃气紧急切断阀、火种电磁阀）的严密性。点火程序控制和熄火保护程序主要依赖的是电眼CDS（火焰监视器）进行控制，它由紫外线光电管及火焰监视集成电路板组成，电子元件容易老化而导致功能失灵，进而引起燃气集聚导致炉膛爆炸。

5 结束语

随着近年来国家环保力度的逐渐加大以及自动化安全监控的广泛应用，工业燃气锅炉的使用越来越普遍，同时对其安全性能的要求也越来越高，相比于以往老式燃煤锅炉，它的自动化程度更高，对安全管理人员及运行操作人员的要求更严格，因此不论对于定期检验还是日常使用维护，做好燃气锅炉安全保护装置的日常管理，对保障设备安全至关重要。

参考文献：

[1]亢春生.浅谈蒸汽锅炉的安全保护装置[J].特种设备安全技术，2016（05）：3-4.

[2]郭元亮，宋继红.《锅炉安全技术监察规程》释义[M].北京：化工工业出版社，2013：182-183.

[3]降涛.浅谈全自动燃气锅炉安全保护装置管理[J].区域供热，2010（01）：55-57.