锅壳式燃油锅炉常见结构及安全性问题

由于小型的锅壳式燃油锅炉结构紧凑，体积小、安装方便，尤其是不污染环境，运行简单，方便管理等一些显著的优点，适应了经济开发区的各类小型工厂、三资企业、宾馆、酒楼等单位的快速上马和发展需要，早期除了国外和港台地区入境一部分锅炉外，国内许多厂家也纷纷上马生产这类锅炉，本文就常见结构及安全性问题进行探讨。
　　锅壳式燃油锅炉一般泛指蒸发量在6t/h以下的小型立式和卧式燃油锅炉。这类锅炉的基本结构是外部是一个受内压的锅壳，炉胆，烟管或水管在锅壳的内部，燃烧室又在炉胆的内部。锅壳与炉胆之间的夹层(或水管)为存水和汽的空间。所以这种锅炉均为锅壳式内燃、室燃锅炉。卧式型号为WNS，立式型号为LNS。卧式锅壳油炉结构型式较多，目前国内按燃尽室的情况分为两大类。一类为水背式，另一类为干背式。按照烟气流程多为三回程。卧式油炉蒸发量一般为0.5-6t/h，干背式多为4t/h以下锅炉，水背式为4-6t/h锅炉。工作压力为1.0-1.6Mpa。
　　小型锅壳式燃油锅炉的安全性问题
　　小型油炉由于开停炉频繁，升温降温快，受热受压元件反复频繁胀缩，应力状态复杂等，具有较特殊的安全性问题。
　　1、炉胆结构问题
　　炉胆是锅壳式锅炉特有的受压部件。炉胆内部是燃烧室，外面是炉水，受外压力。所以，它在锅壳式锅炉中是工作环境最恶劣的受压部件，也是最容易损坏的元件之一。炉胆由于受高温火焰的灼烧，其温度高于锅壳，它的热膨胀问题特别突出。尤其是燃油锅炉，因油燃烧温度高，炉膛热强度高，温度变化剧烈，更要求炉胆要有良好的热胀冷缩的性能。目前炉胆的型式有平直圆筒形，平直圆筒带加强环形、波纹型、波型等多种。国外制造这类锅炉的炉胆多采用平直圆筒形或为了加强刚度而采用平直圆筒型带加强环型。只有在出力和压力较大时，才采用波纹型和波型，从受力和胀缩等安全性方面考虑应采用强度高、弹性好的波纹型和波型炉型。笔者在某制衣厂检验一台国内某厂仿制WNS0.1-0.7YS型小型卧式油炉、炉胆为平直圆筒，平管板封头采用角焊缝型式，平管板封头角焊缝容易产生裂纹缺陷，属不合理结构。
　　2、角焊缝问题
　　锅壳式火管锅炉的管板常用冲压式带板边的平板封头，但许多锅炉采用的是不扳边的平管板封头，炉胆与管板、炉胆与燃尽室(回烟室)的焊接又采用角焊缝。这种结构型式缺点较多。平管板实际上就是一块平板，在它与锅壳或炉胆连接的地方，是形状突变的地方，应力集中，如又采用角焊缝，容易出问题。锅检所对此类锅炉角焊缝的检验，凭肉眼已可看出裂纹，进一步对角焊缝表面无损检测，检出了不少大长度，深度的裂纹缺陷，及时发现了隐患并进行了处理。所以，锅壳式锅炉的管板应采用冲压式带扳边的平封头，它与锅壳及炉胆应采用对接焊连接形式，而不能用角焊缝。平管板封头应定期进行角焊缝表面无损检测。
　　3、最低安全水位问题
　　每台蒸汽锅炉均必须规定一个最低水位。根据《蒸汽锅炉安全技术监察规程》规定，锅壳式锅炉的最低安全水位，应高于火界100mm。对于直径小于或等于1500mm的卧式锅壳式锅炉，其最低安全水位应高于火界75mm。除此之外，在规定的最低水位的同时，设计时必须使降水时间不少于7分钟，即水位从最低水位下降到火界所需时间不少于7分钟。这点对于配置国外燃烧器的国内卧式燃油锅炉尤为重要。如果降水时间少于7分钟，当大火燃烧时，水位波动严重，无法满负荷运行。当水位处于低水位，给水泵又刚好向锅炉给水时，又会出现极限水位报警和联锁。在设计或改进时，为了达到或略超过7分钟的降水时间，在不改变直径和火界几何尺寸的前提下，可用增加锅筒长度的办法来解决。上述某制衣厂小型卧式油炉明显不符合规定。
　　4、干背式锅炉燃尽室安全性问题
　　卧式干背式锅炉的燃尽室以及立式水管或火管锅炉的回烟室，是置于锅筒(锅壳)的外面，它一边是后管板，另一边是烟箱绝垫层，四周无水冷却，所以，干背式燃尽室的温度比水背式的温度要高。故对干背式锅炉要求后烟箱绝热层应具有良好的绝热性能以适应温度的急剧变化，否则后烟箱绝热层容易出现裂纹或脱落而使后烟箱烧红、变形。另外，后烟箱烟气温度高，高温烟气进入第一管束烟管时，管口容易烧坏，特别是在有水垢的情况下。当锅炉容量在2t/h以上时，应采用水背式燃尽室。
　　5、加装消声器引起炉膛爆炸问题考试大二级建造师
　　前面已经述及，小型油炉因占地面积小，无废水、废气废渣污染而被广泛地用于宾馆业。但这些宾馆一般在市中心或人口密居的地方，噪声使居民非常反感，反映到环保部门要求改造。所以，不少单位在烟囱出口处加装消声装量。然而，在加装消声装置后又有多起炉膛爆炸事例报导，这是因为消声装量大大减少了原来烟囱出口的流通载面积。又因燃油锅炉(包括燃气锅炉)在前一次停炉有多余的油雾未燃烧干净，形成可燃气体积存炉膛中，当重新点火时，因烟气流通截面积减少，按原吹扫空气时间不够，炉膛中还有未吹扫干净的余气，这些可燃气在与吹扫空气混合时达到爆炸极限，又遇点火源而发生爆炸。对这类问题，一是在设计安装消声器时，不宜减少烟气的流通截面，二是在已经安装消声器且已经缩小了烟气流通截面积的情况下，应规定延长每次新开炉点火前的吹扫时间，使可燃气完全吹扫干净，并应让所有的司炉工懂得和重视这个问题。三要在锅炉炉膛和烟道安装防爆门，在锅炉烟道等处设置防爆门时，当防爆门位置在离锅炉操作人员作业2米时，应安装能使爆炸气体安全分散的装置。

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