林卓骏
广州市翰擎亚克力材料科技有限公司
摘要：近年来，城市环境问题日益严重。每年城市供暖需消耗大量的煤炭资源，其不仅会造成资源的浪费，降低循环使用率，同时也户破坏城市环境。因此需运用清洁能源替代煤炭供暖，设计合理科学的天然气锅炉供气系统，并通过分析相关设计要点，为锅炉房的安全运行保驾护航。
关键词：天然气锅炉；供气系统；设计要点
引言：每年燃煤锅炉的可吸入颗粒物、SO2等污染物排放量占据城市大气污染物排放量的一半以上，进而加重我国的雾霾天气，导致大气环境质量堪忧。为有效开展燃煤锅炉的烟气污染物治理工作，国家颁布相应的法律法规以及强制性文件，旨在从根本上改善燃煤锅炉烟气对环境的污染现状。
一、天然气锅炉供热原理
天然气锅炉供热原理为：进水阀将冷水/干净蒸汽冷凝水回水输送到锅炉，经过燃气燃烧冷水变热水，并通过辐射和对流的换热效应在采暖散热器内实现循环供暖过程。除此之外，用户在选择循环水泵时，需遵循经济方便的原则，选择合适供热范围的循环水泵。天然气锅炉管道阀门主要通过控制器控制电路信号，以此来达到调节管道阀门大小的目的，从而能够有效的控制水温，实现舒适供暖[1]。
二、天然气锅炉供气系统设计注意的事项
（一）天然气锅炉房选址及燃料的选择
锅炉房燃料的选择应遵循合理安全的原则。一方面燃料成分需权威的资料以及燃料供应协议证明，另一方面燃料在经过使用后所排出的有害物和噪声，需要在国家所规定的可控范围内。
其次，天然气锅炉房的设计选址尤为重要。需要注意以下几点：第一，合理的布置热力管道以及室外管网；第二，要具有良好的采光通风等条件，并将选址定在靠近热负荷的区域；锅炉房的选址应远离其他建筑或人群密集区域，并作为单独的建筑物。
（二）消防安全的设计
关于燃气锅炉房消防安全的设计，其不仅需要在相邻的锅炉房之间设置相应的防火墙，同时消防设计标准、火灾自动报警系统以及消防控制设备的设计应当参考《建筑设计防火规范》(GB 50016—2014) 和《锅炉房设计规范》(GB 50041—2008)、《火灾自动报警系统设计规范》(GB 50116—2013)相关规定[2]。
（三）防爆设计
关于锅炉房的防爆设计，具体措施主要有以下几点：第一，在锅炉房的占地面积中开辟出10%的泄压面积，并且泄压地点和泄压方向需要远离人员密集场所、人行通道以及相关建筑；第二，通过竖井泄爆方式产生的净横断面积，需要符合泄压面积要求；第三，设置一定面积的锅炉间外墙开窗，为锅炉房创造良好的通风以及采光条件。
三、锅炉房燃气供气系统
（一）锅炉房内配管系统
设计锅炉房内配管系统，需要从连接附件、阀门以及管道三方面入手，在充分考虑燃烧器、风机出水等具体情况的基础上，达到方便使用、检修保养、简洁美观、安全可靠运行的目的。首先，连接附件一方面是要保证连接的安全紧密性，另一方面也需要选择能够承受最大压力的附件；阀门的选择需要遵循可靠原则，选择最优的压力表以及流量调节阀；管道的选择一方面是要考虑管道的长度，从而能够合理的操控配气管道气流方向，另一方面管道需要开关操作足够灵活，一旦发生突发事故，能够及时关闭，杜绝安全事故的威胁[3]。
此外，锅炉房的燃气管道需要远离具有腐蚀性质的场所，如无法避免可在防火墙孔隙间添加非燃烧物，选用无缝钢管并通过架空的敷设方式，运用法兰与设备阀门附件连接，其余部分的连接可通过预焊弧打底的方式。
（二）供气管道
空气系统管道的敷设，一方面可以选用PE100 的埋地聚乙烯(PE)管材质制成的钢管，将所有钢管按照热熔或电熔的方式连接，从而采取直埋的方式；另一方面也可以将材质为Q235B的无缝钢管通过焊接的方式连接在一起，采用架空的敷设方式。需要注意的是室外架空管道需要远离燃气管道的房间口、窗洞口，中压和低压管道分别需要小于0.5米及0.3米。
（三）调压系统
调压系统的主要作用调节锅炉房压力的异常波动状态，从而能够减少锅炉的噪音、回火等现象，稳定燃气锅炉的燃烧，规避锅炉爆炸事故。调压系统的设计，需以锅炉的实际运行功率和最大供气量为基础，采用适宜的中压或低压供气方式。调压系统可结合锅炉房的实际负荷状况以及调压器容量，在单路、多路或一级、二级调系统中做出最优选择。设定5~20千帕的锅炉燃气阀组，切断阀前的燃气供气压力，可保证锅炉燃烧器在额定负荷状态下稳定燃烧[4]。
（四）计量系统
计量系统采用容积式测量原理，从而能够精准的计算封闭管道气体总量，并根据实际用气量压力温度等因素，计算合适的流量计。计量设备在安装过程中，需要考虑以下注意要素：第一，安装位置的选择需要远离40℃以上的高温、油烟、粉尘环境，以便延长其使用寿命，并方便进行维护读数等操作；第二，不管是室内还是室外安装，燃气计量设备都应当放置在防护箱内进行有效保护；第三，根据燃气的压力、工作温度等条件选择适合型号的计量系统。除此之外，为保证计量装置的高精度，需要在参考温度、介质压力等相关因素的基础上选择适宜的型号，并聘请专业的人员对仪器进行维修保养，杜绝人为失误所造成的损失[5]。
（五）安全防护系统
安全防护系统存在的意义，一方面可以为锅炉房的安全运行进行保障，同时也能够保护人身安全。系统当中安装的安全装置、自动报警装置、喷淋装置以及自动熄火装置可有效降低安全事故发生概率。此外，如果燃气锅炉房锅炉间设置在建筑物之内，所安装的送排风系统，在防爆、新风量等相关因素的设置上需要参考以下要求：第一，地下室或者地下的锅炉房换气次数须达到12次/时；第二，首层或者半地下的并以燃气为燃料的锅炉房，换气次数为6次/时，事故换气次数12次/时；第三，三次换气量总和为锅炉房新风总量之和；第四，设置防雷、防静电接地设施，用来保护室外架空管、计量调压装置、燃气管道进出口等位置。
用来检验燃气是否处在安全范围内的设备，叫做进燃气泄漏报警器。当发生燃气泄漏时，可自动闭合室内总阀门并发出示警信号，以便工作人员及时采取措施，规避安全事故。其工作原理为：处于环境中的低浓度可燃气体，经气体传感器检测，浓度已然超出控制器所设定的气体浓度范围，控制器并将信号传至执行器，进而发出警示[6]。
四、结论
综上所述，燃气锅炉需要紧跟城市化的发展步伐，合理设计燃气锅炉房燃气控制系统，降低锅炉建设成本，减少污染物的排放，在相关措施的保护作用下，杜绝安全事故，进而能够同步发展经济效益和社会效益，为经济社会的稳定发展保驾护航。
参考文献：
[1]郑平伟,余立建.天然气流量集中监控系统的设计与实现[J].工业控制计算机,2016,6:90-91 ；93.
[2]周会媛,余立建.天然气流量监控系统设计与实现[J].工业控制计算机,2014,7:18-19；22.
[3]刘忠,陈丽华.基于工控机的锅炉控制系统的设计与应用[J].化工自动化及仪表,2012(4).
[4]李忠虎,王俊伟,李银琪.220t/h煤气锅炉控制方案的优化[J].化工自动化及仪表,2012(3).
[5]时磊,邱兵涛.基于DCS的煤气燃烧锅炉控制系统的设计[J].洛阳师范学院学报,2014(11).
[6]胡海金，林威，李山河.燃气锅炉房电气防爆安全分析[J].煤气与热力，2018.