浅析燃气工业锅炉的安全使用管理

韩方东，王传玉，王伟国，宫 杰，陈 冰

(1.滨州市特种设备检验研究所，山东 滨州 256600；2.滨州市厨具产品质量检验中心，山东 滨州 256600)

近年来，燃煤工业锅炉已逐步被燃油燃气锅炉所替代，其中燃气锅炉占大多数。气体燃料，尤其是天然气燃料干净，排放污染相对少，气源相对能够充足供给，自动化程度高，司炉工劳动量小，热效率高，正常都在92%以上。但是在看到燃气锅炉诸多优点的同时，也应提高其在安全方面的警惕性。事实上，相较于普通的层燃方式的燃煤工业锅炉，燃气锅炉因其结构特点，有着更多的安全隐患。2017年1月12日，某企业一台卧式内燃锅炉在调试点火时发生炉膛燃爆事故，造成2人死亡，7人受伤。2018年1月10日，某公司锅炉房发生火灾，造成6人死亡、1人受伤，直接经济损失约480万元。

1 存在问题

实际使用阶段发现，燃气锅炉存在诸多安全隐患，其中区别于其他燃料和燃烧方式的特定危险源尤其需要注意。关于燃气工业锅炉存在的危险源有以下几个方面。

1.1 制造、安装遗留缺陷

锅炉的制造、安装以及修理改造等过程中，每一步、每一环节都有着严格的质量控制，从体系文件到工艺流程到产品质量均有严格要求，可以生产出高质量的产品，但是也应该认识到个别锅炉制造单位依然存在以下几种问题：①个别单位追求短期利益，生产的产品质量及控制相对薄弱，技术与研究投入少，因此在设计、产品研发、产品改进等环节会出现细节上不过关等情况。②在制造、安装过程中，所使用的材料因管理混乱导致用错，或者某一个管件、管段出厂就有缺陷，不能达到标准要求，又或者使用不符合设计要求的材料代替。③在制造、安装过程中，焊接人员凭经验作业，没有严格按作业指导书要求施工，或者即使在作业指导书的控制下，也可能因环境、个人状态、焊工之间技术的偏差等因素，最终导致会在个别焊口留下焊接缺陷。

将这些可能出现的问题归结为设备生产环节可能出现并遗留的缺陷，从而为后续的实际应用中留下安全隐患。

1.2 超负荷、超设计参数运行

1.2.1 锅炉超负荷运行

锅炉的蒸发量有额定蒸发量和最大连续蒸发量两种，当锅炉负荷高于最大连续蒸发量时,称超出力运行或超负荷运行。使用单位为了满足生产的需要，会出现锅炉超负荷运行的情况发生。超负荷一般有以下对锅炉的危害性：①锅炉负荷增加，炉膛温度升高，局部受热面壁温升高，如果换热不及时，将导致锅炉管板等部件变形或者因热疲劳等造成泄漏等影响。②为提高锅炉负荷，大量的空气和燃料进入炉膛，会造成排烟温度升高等现象，影响锅炉的能效。③由于锅炉蒸发量增大，如果不及时排污，锅炉的结垢速度会加快。

1.2.2 锅炉超温运行

蒸汽锅炉超温运行会引起受热面壁温超过允许值，从而导致管子材质劣化；热水锅炉超过额定温度会导致汽化；有机热载体锅炉超温运行会加速有机热载体的老化、变质。另外，如果是锅炉部件局部超温，会导致部件局部过热。

1.2.3 锅炉超压运行

当锅炉的产汽压力超过设计额定压力时，就称之为超压运行，其危害性主要有：①设备可能会发生变形，当超压严重时，可能发生爆管、甚至爆炸危险；②管道焊口，可能会产生裂纹，从而发生泄漏。锅炉超压的原因大概以下几种情况：①为得到更高的温度、更高的负荷，人为的提高运行压力至超过额定压力；②压力表及接管等损坏，三通阀门误关；③作业人员操作失误。

总之，不管锅炉超压、超温、还是超负荷都会对锅炉产生不利的影响。首先是安全问题，锅炉超负荷运行势必会使得蒸汽系统超负荷运行；其次是设备和系统的使用寿命问题，即使超负荷运行控制的很小心，短时间设备有可能可以正常运转，但设备的寿命很可能会有较大幅度的缩短。

1.3 安全保护装置失灵

1.3.1 安全阀不按要求起跳排放

安全阀的作用就是达到设定压力值后应起跳排放，从而达到泄压的作用，延缓或阻止锅炉超压。如果出现阀芯与阀瓣粘连、安全阀整定压力高于规定值等情况，则可能导致锅炉超压，从而引起锅炉损伤或事故发生。

1.3.2 压力表示值不正确、超压报警及联锁装置损坏

①压力表损坏，无法正常显示锅炉压力；②压力表选型与实际使用状态严重不匹配；③压力表与接管或与锅炉间阀门误关；④超压报警及联锁设置不正确或装置损坏。以上几种情况均可能导致锅炉超压，从而引起锅炉损伤或事故发生。

1.3.3 高、低液位报警及联锁失灵

导致高、低液位报警及联锁失灵的原因大概以下几种：①连通管堵塞；②阀门误关；③连接元件、线路老化。这几种情况均可能导致无法观察到真实的锅炉液位或者高、低液位报警及联锁失灵。无论是缺水还是满水均在锅炉运行中是非常危险的状况，都是在锅炉运行中所不希望发生的状况。

1.3.4 炉膛安全保护装置失灵

《锅炉安全技术监察规程》规定：“室燃锅炉应装设控制和联锁保护装置：①点火程序控制装置；②熄火保护装置；③全部引风机断电时，自动切断全部送风和燃料供应的联锁装置；④全部送风机断电时，自动切断全部燃料供应的联锁装置；⑤燃气、燃油压力低于规定值时，自动切断燃气燃油供应的联锁装置[1]。”如果上述装置不起作用或者失灵，就有可能发生炉膛燃爆的危险事故发生。

1.4 使用过程产生不可逆缺陷

1.4.1 腐蚀

工业锅炉因各种原因导致承压部件各种形式的腐蚀是不可避免的，并且腐蚀是不可逆的缺陷，只会随着时间的延长越来越严重。

1.4.2 变形

燃气锅炉在使用中发现烟管、前后管板等部位有可能会发生变形。变形也是不可逆的缺陷，变形不仅仅导致该部件的损坏，同时会因为拉扯，在焊缝等部位发生泄漏。

1.4.3 裂纹及泄漏

锅炉使用过程中，因压力、温度、应力、循环载荷等原因，会产生裂纹并不断长大，直至泄漏或者爆炸事故。

1.5 对阀门、安全保护装置操作失误

这里只说对阀门的误开、误关，对安全保护装置的设置操作错误，对安全控制按钮等操作失误，从而带来锅炉运行的危险。

1.6 燃气泄漏

对于燃气锅炉的泄漏，分以下几种情况讨论：①室外埋地燃气管线泄漏；②室内燃气管线泄漏；③锅炉本体泄漏；④燃烧器泄漏；⑤控制、调节、测量等零部件及其连接部位泄漏。燃气泄漏的后果就是爆炸或者火灾。

1.7 炉膛燃爆

炉膛燃爆有以下几种原因：①点火不当。在点火时，如启动操作不当，出现熄火而又未及时切断气源、配气管，未进行可燃气体吹扫或吹扫不彻底、打开阀门时喷嘴也点不着火或者被吹灭，或其他可能使炉膛中存积大量高浓度可燃气体并处于爆炸极限范围内的情况，则再次点火时引燃这些可燃气体，引起爆炸。②火焰不稳定而熄灭。如果燃气燃烧器鼓风出力过大，火焰就会脱开燃烧器，发生脱火现象;相反出力过小，火焰就会缩回燃烧器内，发生回火现象，使锅炉运行中火焰不稳定而熄灭，由于炉膛呈炽热状态，达到或超过可燃气体与空气混合物的着火温度，当继续进入可燃气体时，就有可能立即发生爆炸。③设备不完善。因为阀门漏气，设备不完善，比如没有点火熄火保护装置和火焰检测装置，也可能导致可燃气体充满燃烧室，点火时发生爆炸。④操作失误。在锅炉运行时，不按照规章制度操作，值班、检修不按规定进行。

1.8 火 灾

火灾的原因有两种，一种是外部火源导致，主要有以下几个方面：①燃气泄漏；②维修时违规作业，不能严格执行动火作业要求；③作业人员或者其他人员在锅炉房及附近抽烟；④静电；⑤打电话等等。另一个就是炉膛燃爆导致。

2 对 策

2.1 严格把控生产环节

2.1.1 注重质保体系的建立与实施

完善的质保体系是严格、标准生产行为的前提，建立完整、完善、严格的质保体系，并在生产过程中良好实施，保障生产环节每一个过程均按标准、按要求进行，这样才能形成标准化流程，生产出高质量设备。

2.1.2 注重使用材料的控制

生产锅炉所使用的承压部件须结合设计参数，符合相应标准要求，因此生产中应注重对材料的控制应做到以下几点：①加强对材料的进厂(场)验收，对材料的质量证明，标记标号，材质分析等均应按要求进行。②加强对材料库的管理，严格材料入库、出库管理，并做好记录。③加强对焊材的管理，除了做好焊材的发放和回收，还应做好焊材的保存，焊材的烘干等。

2.1.3 注重焊接控制

(1)严格焊接行为严格按作业指导书进行，强化焊接作业人员的素质。

(2)强化焊后外观检查及无损检测等工作。

2.2 避免超负荷、超设计参数运行

严格按锅炉设计参数运行，控制好锅炉的负荷，控制好锅炉的运行参数，防止加快锅炉损伤速度，防止事故发生。

2.3 按要求配备持证人员

《中华人民共和国特种设备安全法》明确要求：“特种设备生产、经营、使用单位应当按照国家有关规定配备特种设备安全管理人员、检测人员和作业人员，并对其进行必要的安全教育和技能培训。”[2]各使用单位，除了应配备持证的管理人员、作业人员，还应对其定期进行安全教育和技能培训。各持证人员不能相互代替，应按自己所持证书作业项目各司其职。

2.4 充分重视水处理设备的运行和水化验工作

锅炉水处理系统应当根据锅炉类型、参数、水汽质量要求进行设计，满足锅炉供水和水质调节的需要，工业锅炉水处理工作应当符合《锅炉水(介)质处理监督管理规则》。工业锅炉水质要求应当符合《工业锅炉水质》。有机热载体应当符合《有机热载体》 《有机热载体安全技术条件》等。

锅炉介质化验工作对于锅炉的运行至关重要，锅炉介质是锅炉内流动的“血脉”，介质的品质的好坏，直接影响着锅炉的安全运行。化验人员不仅要定期按要求进行化验，留有化验记录，更好根据化验结果反映出水处理设备的运行情况，进而反馈锅炉的运行情况。

2.5 预防燃气泄漏

(1)保障锅炉房内良好通风，避免可燃气体在有限空间聚集。

(2)安装可燃气体报警器。

(3)采取有效的防静电防爆措施。

(4)严格动火规定，在锅炉房附近施工，要严格动火规定，在确保安全的情况下方可动火。

(5)定期人工检测。

(6)保障锅炉平稳运行。

2.6 注重对锅炉的定期维护保养和定期调试

锅炉运行一定时间后，应定期停炉进行维护保养。检查燃烧器及烟风系统有无泄漏，检查汽水空间有无结垢、有无泄漏，检查承压部件有无变形、材质劣化等，检查各辅机附件是否良好。

2.7 制定应急预案并定期演练

使用单位应根据锅炉上述各种危险源，制定相应的应急预案，并定期演练，评价各岗位相关人员对危险源的认知和紧急情况的处理的情况。

3 结 语

综上所述，燃气锅炉有着诸多的可能引起事故的危险源，它既有着作为承压设备自身的安全隐患，又有着燃气相关的安全隐患，因此需要使用者更加重视其安全使用，应有针对性地做好以下几点：①从设备自身的质量保证，从燃气的角度做好保障；②完善安全管理、规章制度；③提高管理和作业人员的素质和安全素养；④重视预防和预案。

保障每一台锅炉安全运行，保障安全生产是每一个从业者的本质追求，因此，在对燃气锅炉的使用时刻保持警惕、处处做好工作的同时，应从根本上减少和避免事故的发生。