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隨著西氣東送的開通，天然氣用戶越來越多，安全事故也時有發(fā)生。有些事故在不同的企業(yè)重復(fù)發(fā)生。這不僅給設(shè)備造成損失，人身安全也受到威脅。眾所周知：一個全自動燃燒過程必須有自動吹掃、自動點火、熄火保護、漏氣檢測以及燃氣壓力、助燃空氣壓力保護等項安全措施。本文就天然氣燃燒過程中容易發(fā)生的爆炸事故說明上述措施的重要性，以企引起人們的廣泛注意。
一、自動點火系統(tǒng)失靈引起的爆鳴或爆炸事故
自動點火系統(tǒng)是由自動點火裝置和熄火保護裝置構(gòu)成。自動點火裝置是由點火桿和點火變壓器組成，點火桿對燒嘴壁通過高壓放電產(chǎn)生電弧，點燃燃氣。電壓控制在6000-8000V。點火桿與燒嘴壁間隙3-5mm，另一種是高能點火器，它的點火桿自成兩個電極，利用電感放電在其前端產(chǎn)生電弧火球，點燃燃氣。不管哪種點火方式對燃氣流都有一定要求：
1.必須是燃氣和空氣預(yù)混氣流
2.點火處氣流速度不能太快，否則會將電弧吹滅
3.燃氣和空氣配比合適，點火處燃氣濃度要高
為了保證點火處氣流速度不能太快，燒嘴設(shè)置穩(wěn)焰板，點火桿放電部位應(yīng)位于穩(wěn)焰板前回流區(qū)或在燒嘴磚內(nèi)的回流區(qū)。
圖1 點火桿位置示意圖
點著火以后火焰必須能穩(wěn)定燃燒，不能產(chǎn)生離焰和脫火，應(yīng)當指出天然氣燃燒最容易產(chǎn)生離焰和脫火，因此在燃燒器的設(shè)計上必須有穩(wěn)焰措施。
熄火保護是由火焰檢測器和電磁閥來完成的，火焰檢測器有兩種形式：一種是電離式，利用火焰的導(dǎo)電性，一旦有火焰存在，電路就接通，有電信號產(chǎn)生，經(jīng)放大輸出預(yù)報是否有火焰存在。見圖2
圖2 電離檢測示意圖
另一種是利用紫外線光敏管檢測。火焰光譜中同時存在紅外線和紫外線，而熾熱的爐墻只發(fā)出紅外線。利用光敏管只能檢測到紫外線的特性，可確定爐內(nèi)是否有火焰存在，排除熾熱爐墻產(chǎn)生的紅外線的干擾。一旦有火焰存在，紫外線光敏管導(dǎo)通，電路就接通，有電信號產(chǎn)生，經(jīng)放大輸出預(yù)告是否有火焰存在。
ZWJ-306紫外線火焰監(jiān)測器，用于燃氣、燃油工業(yè)燃燒器的火焰監(jiān)測，該監(jiān)測器只對產(chǎn)生的紫外線敏感，對燈光和爐膛高溫輻射無反應(yīng)，抗干擾性強。
控制點火裝置自動點火，點火同時自動打開燃料閥。在設(shè)定時間內(nèi)沒有點燃，控制器自動關(guān)閉燃料閥并報警，如點火成功則保持燃料正常供應(yīng)。主要技術(shù)參數(shù)：
1.電源：220V±10% 50/60Hz
2.火焰檢測 UV傳感器
3.檢測響應(yīng)時間 ≦0.2秒
4.光譜響應(yīng)范圍 190/280nm
5.傳感器與控制器連線 ≦20米
6.檢測對象 燃氣、燃油
點火器、電磁閥和火焰檢測器組成了點火系統(tǒng)，點火過程是先進行吹掃→點火器打火→電磁閥打開→燃氣噴出并被點燃→如果火焰檢測器檢測到火焰→電磁閥繼續(xù)打開→火焰正常燃燒。如果沒有點燃或發(fā)生離焰、脫火現(xiàn)象，火焰檢測器就檢測不到火焰，電磁閥自動關(guān)閉，燒嘴停止工作。
點火系統(tǒng)經(jīng)常發(fā)生故障是：
1.有火焰存在檢測器卻檢測不到火焰，使用電離檢測器有時會發(fā)生此類現(xiàn)象。這主要是由于離焰造成的，當離焰時火焰雖能繼續(xù)燃燒但與燒咀壁接觸不好，不能接地，檢測電路不能導(dǎo)通，檢測不到火焰。有時雖沒有產(chǎn)生離焰，但是火焰與燒嘴壁的接觸面積不夠(也就是接地面積不夠)檢測電路照樣不能導(dǎo)通。當火焰檢測器檢測不到火焰時，電磁閥自動關(guān)閉，火焰熄滅，于是就點不著火。在這種情況下，如果不經(jīng)吹掃反復(fù)點火，極易發(fā)生爆炸。
2.根本點不著火，原因是點火處氣流速度太快，電弧被吹滅。或是點火源燃氣濃度低。
3.無火檢測出有火，電磁閥該關(guān)不關(guān)，熄火保護失靈，構(gòu)成極大的事故隱患。原因是電離式檢測桿短路，紫外光敏管自激或者是火焰檢測器過于靈敏。
為了確保點火安全要注意以下幾點：
1.必須牢記點火前要進行足夠時間地吹掃。
2.天然氣燒嘴必須有可靠的穩(wěn)焰措施，不能發(fā)生離焰和脫火，火焰與燒嘴金屬壁有足夠的接觸面積。
3.當?shù)谝淮吸c不著火時，切忌未經(jīng)吹掃反復(fù)點火。為了避免發(fā)生爆炸事故，連續(xù)點火次數(shù)要不多于兩次，點火時間要少于3秒 。
4.選購性能可靠的點火器、紫外光管、電磁閥和火焰檢測器。現(xiàn)在這類產(chǎn)品的生產(chǎn)廠家很多，又沒有國家統(tǒng)一質(zhì)量標準，一些不合格的產(chǎn)品流入市場，危害極大。進口產(chǎn)品性能可靠，但價格較貴。值得提醒的是使用性能不可靠的自動點火和熄火保護系統(tǒng)比起人工點火來危險性更大。
5.為了避免檢測桿短路，紫外光敏管自激或火焰檢測器過于靈敏而引起的檢測系統(tǒng)誤動作，在電路設(shè)計上要有安全自檢系統(tǒng)，一旦發(fā)生上述情況，能自動切斷電源。
6.點火前燃氣和空氣配比要合適，大燒嘴要分段點火，即小風(fēng)點火，大風(fēng)燃燒，或使用點火槍。
7.對于人工點火的非全自動燒嘴，一旦發(fā)生停電，因來不及關(guān)閉燃氣閥門容易發(fā)生爆炸事故，建議安裝電磁閥，停電時電磁閥能自動關(guān)閉。
二、熄火保護系統(tǒng)中由于電磁閥關(guān)閉不嚴引起爆炸事故
某鋁材加工廠直燃式時效爐在保溫過程中，突然發(fā)生爆炸將爐體全部炸飛，事后分析原因是熄火保護系統(tǒng)中電磁閥關(guān)閉不嚴引起的。在燃燒過程中，一旦燃燒中斷，火焰檢測器檢測不到火焰，電磁閥會立即關(guān)閉，如果這時電磁閥關(guān)閉不嚴，未經(jīng)吹掃重新點火，就可能產(chǎn)生爆炸。盡管每次點火前用助燃風(fēng)機吹掃爐膛，以期吹凈爐內(nèi)殘存可燃氣體，以防爆炸。但對于直燃式時效爐來講未必有效。直燃式時效爐，火焰直接噴到爐膛內(nèi)，與循環(huán)空氣混合形成高溫加熱氣體來加熱工件。由于爐體密閉，熱空氣循環(huán)，盡管點火前進行了吹掃，也不能將爐內(nèi)可燃氣體吹掃干凈，遇到明火爆炸在所難免。時效爐爐膛容積很大，氣體的爆炸力也大，破壞力極強。由此可見自動化燃燒過程中電磁閥的作用是多么重要。類似時效爐的還有直燃式熱風(fēng)烘干爐，直燃式熱風(fēng)加熱爐等，對于這類爐型在電磁閥選用上要格外注意，并盡量采用雙閥制。
電磁閥經(jīng)常由于下述原因而關(guān)閉不嚴：
1.電磁閥本身質(zhì)量問題：當頻繁啟動時，電磁閥不能保證每次都能關(guān)嚴。
2.電磁閥用于頻繁開停場合時，使用壽命受到限制。
3.不潔凈管道灰塵進入閥體，導(dǎo)致電磁閥關(guān)閉不嚴。
4.電磁閥沒有水平安裝，發(fā)生傾斜導(dǎo)致電磁閥關(guān)閉不嚴。
某鋁業(yè)公司熔鋁爐 ，發(fā)生的爆炸事故，查其原因就是由于電磁閥沒有水平安裝引起的。其他場合由于電磁閥關(guān)閉不嚴引起的爆炸事故也屢見不鮮。為了確保安全電磁閥的使用要注意以下幾點：
1.要選購質(zhì)量過關(guān)，使用場合對路的電磁閥。
2.天然氣管道施工中確保灰塵不進入閥體。
3.電磁閥必須水平安裝。
4.盡量采用雙閥制，對于通過吹掃排出爐內(nèi)可燃氣體作用不大(例如熱風(fēng)爐，時效爐)或比較大型的燃燒器，應(yīng)采用雙閥制，形成雙保險，可減少事故的發(fā)生。進口燃燒機采用的是電磁閥組，它兼有穩(wěn)壓、過濾、開啟關(guān)閉等項作用，而且電磁閥采用雙閥制，因此使用中很少出事故，目前這種電磁閥組國內(nèi)尚無生產(chǎn)廠家。
5.對于吹掃作用不大的爐子或安裝大型燒嘴的爐窯，應(yīng)該安裝燃氣撿漏裝置。
三、由于燃氣壓力、空氣壓力保護裝置沒有設(shè)置或失靈造成的事故。
這個問題容易被人忽視。燃氣壓力不足會在下列情況下發(fā)生：
1.供氣源壓力不足或斷氣。
2.供氣管道設(shè)置不合理，多座爐窯用氣時用氣量互相干擾，一個開另一個氣量不足，發(fā)生點不著火，或自動熄火現(xiàn)象。因燃氣壓力不足、熄火保護失靈發(fā)生爆炸事故也時有發(fā)生。為了確保用氣安全要注意以下幾點：
1.氣源調(diào)壓柜選型要合理，氣量要滿足最大用氣量要求，燒嘴前壓力5000-8000Pa。
2.供氣總管道和支管道的管徑設(shè)計要合理，保證多座爐窯用氣時用氣量不互相干擾。
3.管路上安裝燃氣壓力開關(guān)，空氣壓力開關(guān)， 一旦壓力超出規(guī)定范圍，能自動起到保護作用。
四、燃氣管線的施工要求
施工中要嚴格按標準《城鎮(zhèn)燃氣輸配工程施工及驗收規(guī)范》CJJ33-99執(zhí)行，此外尚需注意以下幾點：
1.潔凈施工：管道內(nèi)不能留有焊渣、雜物和灰塵。
2.用氣設(shè)施所在地要通風(fēng)良好。
3.管路之間用氣焊連接，管件之間最好用焊接，如果用絲扣連接要遠離熱源。
4.手動閥門最好選用球閥，以便能迅速關(guān)閉。
5.為了使檢修時移動燒嘴方便，燒嘴前可用一段耐壓膠皮軟管連接。
點火前要進行足夠時間地吹掃，點火不成功時未經(jīng)吹掃不反復(fù)點火，自動化燃燒過程的控制環(huán)節(jié)的安全可靠，以上是保證燃燒安全的關(guān)鍵所在。
為了確保安全，對于工業(yè)爐窯自動燃燒器及相應(yīng)配套設(shè)備應(yīng)該制定國家標準。在美國和歐洲國家，燃氣燃燒設(shè)備都制訂了相應(yīng)的制造、安裝標準，比如燃氣壓力、雙閥制，設(shè)備及配件的使用年限等都有嚴格的規(guī)定，建議我國應(yīng)出臺相應(yīng)的標準和法規(guī)。
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