燃气锅炉低氮燃烧改造的主要安全风险问题分析及防范措施

段宏玮

（北京市海淀区特种设备检测所 北京 100083）

为持续改善首都大气环境质量，北京市全面推进禁燃区内工业燃气（油）锅炉低氮燃烧改造工作。笔者在对海淀区内已完成低氮燃烧改造的燃气锅炉进行检验时，发现存在下文所述的可能影响锅炉安全运行的问题。笔者依据自己的专业知识和检验经验对这些安全风险问题产生的原因进行了分析，并根据相关的政府部门指导文件和安全技术规范的要求，针对这些问题提出了安全风险防范措施。

1 存在的安全风险及产生原因

1.1 个别燃烧器无型式试验证书、报告

北京市特种设备安全监察机构明确要求锅炉使用单位只能采购取得合格的型式试验证书、报告的燃烧器，但并没有引起锅炉使用单位和燃烧器供应商双方对此的足够重视。目前，在国内具有燃烧器型式试验资质的单位只有一家，燃烧器型式试验的工作进度赶不上燃烧器制造商推出新型号燃烧器的速度。某些燃烧器制造商或代理商为避免货品积压，在经济利益驱动下，会把未经型式试验的或尚在申请型式试验的新型燃烧器卖给使用单位。当锅炉使用单位索要燃烧器型式试验报告、证书时，他们会提供其他型号燃烧器的型式试验证书、报告，利用使用单位安全管理人员审核不严的漏洞蒙混过关。这些未经过型式试验检验合格的燃烧器可能存在安全隐患，其投入运行后就可能潜藏着安全风险。

1.2 燃烧器现场配件与型式试验不一致

笔者在检验中发现，燃烧器主要配件现场配置型号与型式试验证书、报告及备案证明中型号不一致的情况经常遇到，尤其是燃气安全切断阀、风机电机型号不一致的情形比较突出。这个问题之所以普遍，主要是因为：

1）北京市锅炉低氮燃烧改造任务量大，燃烧器制造商所用配件只采购同一品牌型号的，不能满足生产任务需求，所以采购了不同品牌、不同型号，但功能类似、参数相近的配件，彼此之间相互代用；

2）燃烧器型式试验可覆盖同一系列功率大小不同几个型号，若现场所用燃烧器与型式试验所用燃烧器功率不同，则其所匹配的燃气管道管径、风机出力也不同，就需要选用不同型号的燃气安全切断阀和风机电机；

3）有些使用单位或改造单位为减少低氮燃烧改造成本，会保留原来的燃气安全切断阀，对采用烟气再循环技术的，若原来燃烧器的燃烧头和鼓风机是分体的，则可能保留原来的鼓风机继续使用；

4）燃烧器制造商或代理商到型式试验机构进行备案时，没有把所有用到的配件型号告知齐全，仍有配件型号遗漏、未进行备案，并且个别单位的安全意识淡漠，经常拖延很长时间才去办理备案证明。

1.3 燃烧器经营单位及从业人员能力不达标

燃气锅炉最容易发生的事故是在调试点火时发生炉胆燃爆事故，造成人员伤亡和经济损失。因此，为保证锅炉安全运行，对燃烧器安装、调试、修理工作质量要求比较高。但目前对燃烧器制造、安装、调试、修理单位并没有相关的行业法规要求、没有从业资质限制，导致这个行业准入门槛低。北京市燃气锅炉低氮改造所占市场份额最大的是进口品牌燃烧器，在国内由代理商销售并由代理商自身或委托其它公司、甚至委托给个人进行安装、调试、修理工作。笔者在检查授权文书时，经常发现进口品牌燃烧器的授权单位不是燃烧器制造商或其国内总（一级）代理商，存在层层授权问题，授权单位资格不符合要求，其出具的授权文书应认定是无效的，被授权单位应视为未取得相应燃烧器的安装、调试、修理资格，其出具的安全确认书和调试报告也是无效的。

燃烧器的安装、调试、修理涉及的专业领域多，专业技术性强，对从业人员专业技术水平要求很高，但目前对燃烧器安装、调试、修理人员缺少相关资质认证和能力水平的要求。锅炉低氮燃烧改造行业新兴公司比较多，很多公司技术人员储备不足，对员工的培训、管理不够规范，往往只通过简单培训就匆忙上岗开始工作，技术人员水平参差不齐，个人素质良莠不齐，且多数工作责任心也不强，会给燃烧器调试和使用带来很大的安全风险。

1.4 燃烧器未与锅炉保护装置可靠联锁

燃烧器与锅炉安全保护装置未完全联锁的情况笔者遇到的非仅一例，其安全隐患极大。个别技术人员责任心不强，干活图省事，只接好自家燃烧器与控制柜的接线，仅能保证锅炉点火程序与熄火保护装置动作可靠，但没有接全燃烧器与锅炉所有安全联锁保护装置的全部接线，这会造成锅炉监控温度、压力、水位或水流量的安全联锁保护装置失效、不能可靠动作。

1.5 使用单位未严格落实安全主体责任

在锅炉低氮燃烧改造过程中，很多锅炉使用单位没有按照监察机构指导文件中的要求严格落实企业安全主体责任，把低氮改造的把关、验收责任都推诿给特种设备检验检测机构，但检验机构对燃烧器的检查要结合锅炉定期检验周期进行，不可能在全部低氮改造锅炉投入运行前对所有燃烧器进行确认。使用单位如果采用了没有经过型式试验验证的燃烧器，或是主要配件不符也未备案的燃烧器，就可能会给锅炉安全运行带来风险隐患。

1.6 燃烧器使用中维护保养不到位

低氮燃烧器的维护保养比常规的燃油、燃气燃烧器要求高，特别是全预混表面燃烧的燃烧器，其空气过滤网要求一或二周清理一次，燃气过滤器也要定期清理。因为全预混表面燃烧的燃烧器必须要保证进风通畅，如果不及时清洁滤网，会造成网眼被灰尘堵塞，极大增加燃烧器进风阻力，当堵塞严重使得进气风速小于火焰传播速度，就会产生回火，致使空气与燃气的混合腔室内发生爆燃，严重时导致炉胆爆炸。

烟气再循环技术存在的主要安全隐患：如果锅炉在低负荷工况下长时间运行，燃气燃烧后的烟气存在大量水蒸汽，水蒸汽随再循环烟气进入燃烧器、炉胆后，不但容易在炉胆内积聚冷凝水，而且容易在监控火焰的电眼上凝结成水雾，可能造成熄火保护装置失效或熄火保护装置频繁动作，导致燃烧器点火失败。燃烧器多次点火失败，容易导致炉胆内燃气聚集达到爆炸极限，如果点火前吹扫风量不足，一旦点火就会造成锅炉炉胆爆燃事故发生。为解决冷凝水过多问题，目前常用办法是在锅炉前、后烟箱和再循环烟管底部都加装冷凝水泄放管，但冷凝水溶解少量、和气体后，就会呈现酸性（pH＜7），对锅炉金属受热面和再循环烟管产生腐蚀作用，腐蚀产物容易在底部聚集堵塞冷凝水泄放管，导致不能及时排出冷凝水。因此，要求司炉工必须定期疏通冷凝水泄放管，防止其堵塞，但有些司炉工的工作责任心不强，不及时疏通冷凝水泄放管，导致炉内冷凝水积聚过多，影响燃烧器正常工作。

2 安全风险的防范措施

2.1 完善相关安全规范和技术标准

低氮燃烧器在国内就是近两三年才开始应用，目前在低氮燃烧器的安装、改造、调试、使用和修理等环节国内都缺乏相关的安全规范和技术标准，导致安全监察机构和检验检测机构缺少法规或技术依据，开展监察和检验工作都存在不少困难。因此，建议安全监察机构委托专业机构组织锅炉、燃烧器、安全、环保和节能等领域专家对北京市锅炉低氮燃烧改造情况进行调研，根据所反映问题，并参考发达国家的相关技术标准，制定针对低氮燃烧器的安全技术规范，对低氮燃烧器安装、改造、调试、使用和修理等环节提出明确的技术要求。

2.2 公开型式试验信息、简化备案程序

建议燃烧器型式试验机构在其网站上向社会公示燃烧器型式试验信息，如燃烧器型式试验证书、燃烧器变更配件的安全性说明等，以方便锅炉行业相关人员查询各品牌燃烧器有哪些型号通过了型式试验，通过型式试验的型号又可以覆盖哪些型号，且对主要配件变更是否进行了备案。为了提高办理燃烧器主要配件备案证明的效率、缩减办理时限，建议型式试验机构采取网络办公来简化备案程序，允许客户在网上完成办理备案证明，免去往返型式试验机构办公场所的不便。

2.3 加强燃烧器经营单位和从业人员的管理

建议监察机构通过下发的指导性文件来强化对燃烧器制造商及其委托单位的安全主体责任的要求，即要从事某品牌燃烧器安装、调试、修理工作，必须由该品牌燃烧器制造商亲自授权，对于进口燃烧器，必须由国内的总（一级）代理商亲自授权，严禁层层授权。燃烧器的安装、调试、修理人员需要对锅炉、燃烧器、控制电路和操作系统都有相当了解，才能胜任其工作岗位，因此，应该提高从业人员的准入要求，建议其应取得锅炉作业人员证书。北京市特种设备安全监察机构应根据现状调整燃气锅炉作业人员的培训、考核内容，增加对低氮燃烧器技术原理和操作、维保特点的培训，增加对低氮燃烧器理论知识和实际操作能力的考核。燃烧器制造商或其在国内的总（一级）代理商应加强对授权单位技术人员的培训、考核力度，定期组织对其授权单位的技术人员进行培训，并对培训后考核合格人员颁发培训结业证书，保证这些技术人员都能及时更新知识储备，熟悉新机型、掌握新技术。

2.4 强化使用单位安全主体责任的落实

锅炉使用单位应明确自身所承担的安全主体责任，并把低氮改造所涉及的各个相关企业紧密联系在一起，使其各负其责，全面落实京质监特设函〔2016〕22号、京质监发〔2017〕6号、京质监办发〔2017〕16号、京质监发〔2017〕39号等文件的相关要求。

2.5 强化监察执法和检验检测把关职能

燃气锅炉低氮燃烧改造，施工前要到属地特种设备安全监察机构履行告知程序，改造完成后要接受特种设备检验检测机构检验。监察机构应督促锅炉使用单位签订安全承诺书，并可安排监察执法人员对其进行执法检查，发现违法违规行为及时予以查处。检验机构应重视锅炉低氮燃烧改造后的检验工作，严格按照相关政府部门指导文件和安全技术规范的要求进行，如在检验中发现安全风险，按规定向使用单位发出检验意见通知书，并向特种设备监察机构报告。

3 结论

锅炉低氮燃烧改造是一项专业性很强的技术工作，对大气污染防治也起到重要的作用，作为近两、三年来才开始应用的一项技术，还有很多方面工作需要完善。锅炉的使用、制造、销售和安装单位，燃烧器的制造、销售、安装和调试单位，特种设备的安全监察机构和检验检测机构等应各负其责，共同努力把燃气锅炉氮氧化物减排这项利国利民的事业更安全、更有效地落到实处。