1、各种燃料及喷嘴使用中的安全事故
目前,大部分燃烧喷嘴装置是自动控制的,也附没有安全监控装置,为了安全运转,采取了各种保安措施。但是,当采取的措施不充分,装置运行中出故障,就会发生中毒、火灾及爆炸等灾害。特别是使用气体燃料时,危险性更大,甚至造成一种精神压力。其实,在燃用液体燃料和煤粉时,也有爆炸危险。但是只要人们掌握了发生这些灾害的科学原理,正确地进行操作和管理,防患于未然是可杜绝一切灾害的。
下面给出了几种燃料使用中的主要安全事故,其中对人们威胁最大的是爆炸事故。燃料爆炸事故多发生在开始点火或中间灭火后再点火,当炉膛或管道中的可燃物达到了爆炸浓度而发生的。下表给出了几种气体、液体及煤粉燃料在空气混合喷嘴或螺旋喷嘴中所含的体积范围或浓度范同,称为爆炸极限范围。在此范围中,遇到火源则着火,在管内或容腔中火焰传播速度急增,爆炸速度可达每秒千米以上,燃烧渡变为冲击波,具有很大破坏力.称为爆炸事故。
管内、炉内或厂房内发生爆炸,通常要具有三个条件:
1)可燃性气体(蒸汽或粉尘)与空气通过喷嘴混合(即有氧气),并在一定浓度范围(爆炸极限)之内
2)在容器或装置内(密封的或通气堵塞、不畅);
3)有火源存在,火源有多种形式:如冲击、摩擦产生的火花;明火及高温表面;电火花;以及白燃起火等。
防止爆炸的最根本措施,就是使爆炸的三个条件得不到满足。也就是三个条件缺一则不发生爆炸。
例如在矿井瓦斯气用于某燃气轮机燃烧室试验时,为确定贫态熄火边界,将瓦斯气稀释至12%已在CH4的爆炸极限之内,在点火试验时并未发生爆炸。这是因为管路中的稀释瓦斯气处于流动状态,不具备上列条件的第2项。
而在美国对133起爆炸事故进行分析的结果表明,燃用气体燃料的炉子和干燥炉在点火时引起的爆炸占l/3以上。其中半数是由于停炉时可燃气泄漏造成的,其余一半是由于操作人员为了省事在关闭主喷嘴的阀门时,没有同时关闭主管的安全切断阀而引起的。燃油炉子在点火时引起的爆炸约l/ 4。其中大部分是因为几次点火失败,没有吹扫,再次点火引起爆炸;也有运行中的炉子,由于没有火焰检测装置,未发现熄火而引起的爆炸。以上情况是在炉膛内充满燃料气(或油蒸气)与空气混合物,一旦突然点火(或再点火),虽有烟囱排气,但阻力较大,激烈的爆炸产生的巨大冲击波而引起锅炉爆破。
煤粉和空气混合的浓度在一定范围内,也会引起爆炸,不过这主要发生在煤粉制备、贮存及输送过程中。有关煤粉的安全性说明,在前面已作简要介绍。
在燃烧设备使用中,特别是锅炉设备上发生的安全事故是多方而的,已不在本文讨论范围之内了。
2、安全使用各种燃料的具体要求
安全使用各种燃料,实际上是安全燃烧的主要方面。而安全燃烧与燃烧喷嘴设备和操作运行是否采取安全措施有关,还应扩展到全面安全管理系统。下面仅列出了与燃烧喷嘴装置及其相关系统的安全要求。
各种燃料的主要安全事故
燃料 |
主要安全事故 |
排除措施 |
气体燃料 |
1, 中毒
1) 燃料燃烧中产生的co及燃料含有co,由于配管和设备泄漏,浓度大于0.5%则会造成人体中毒
2) 液化石油气比重大,沉淀低处,易造成缺氧,同样置人于死 |
1) 防止泄漏,用仪器检测
2) 设备通风设备 |
2、火灾与爆炸
可燃气与空气相结合,遇火源则发生火灾。在密闭容器则会爆炸,一般混气浓度有一定爆炸极限,回火也会引起爆炸 |
1) 点火前管内煤气置换,炉内预清扫(吹风)
2) 熄火后炉内清扫
3) 严格管制火源
4) 防止室内煤气泄漏 |
液体燃料 |
1、当空气中含有一定比例的易燃油品蒸汽时,遇明火就会爆炸
2、液体燃料泄漏遇火源也会发生火灾 |
1)点火前管内煤气置换,炉内预清扫(吹风)
2)熄火后炉内清扫
3)严格管制火源
|
固体燃料(煤粉) |
1、煤粉和空气混合物浓度在0.3-0.6kg/m3范围内易引起爆炸
2、堆积煤在大气温度下缓慢氧化,析出热量,散热不好时温度升高,达到白燃着火 |
严格控制火源
(主要发生在制备、输送过程中)
改着堆煤散热条件 |
项目 |
安全要求 |
燃料储罐及供应站 |
1、储罐应有容量指示装置,呼吸阀(油罐用)
2、要有良好通风设备及消防设备
3、室内照明及用电器应防爆
4、燃料罐应接地
5、室内配置可燃性(有毒性)气体浓度检测装置 |
配管(供给系统) |
1、不至于过热以及易破损处,要便于检查维修
2、管路要有足够内压温度(最大压力1.5倍),且防腐蚀
3、接头处防泄漏
4、管路中要有紧急操纵阀,安全切断阀,有膨胀节
5、个元器件为合格品,工作安全可靠,管路那规定找色 |
喷嘴及燃烧器 |
2、装配关系正确,保证稳定燃烧,不熄火,出厂前经过试火
3、点火装置可靠工作
4、配有火焰检测装置
5、全自动燃烧器喷嘴应有点火前,熄火吹扫程序及安全连锁功能
6、要有空气,燃料压力和温度不正常的检测装置
7、燃烧装置说明书中应有安全内容及维护要求 |
控制。操作线路及控制台 |
1、 系统中出现故障要有报警系统。
2、 操作按钮顺序排列,防止误动作
3、 排除故障后才可再启动
4、 安全联动锁功能齐全 |
炉体方面 |
1、 配备防爆门,爆破片等
2、 配备控风控制器等
3、 炉体定期安全检查和维护 |
使用,检修规程 |
针对不同燃料装置(含试验台)要制定使用,操作,检查,维修规程,严格按规程管理设备(具体内容从略) | |