淺談水泥廠重油處理系統(tǒng)中鍋爐房的設(shè)計(jì)

　　在沙特等中東地區(qū)建設(shè)水泥生產(chǎn)線，一般都使用重油作為燃料。我有幸參與沙特NCC6000t/d、NCC3000t/d、NRCC6000t/d，約旦AMCP6000t/d等水泥生產(chǎn)線重油處理系統(tǒng)的設(shè)計(jì)，下面我將通過對(duì)以上重油處理系統(tǒng)的研究分析談一談系統(tǒng)中鍋爐房的設(shè)計(jì)。

　　重油處理系統(tǒng)分為三個(gè)部分：首先是卸油區(qū)和儲(chǔ)油罐，將油罐車上的重油卸到儲(chǔ)油罐中、在需要用重油的時(shí)候?qū)⒅赜蛷膬?chǔ)油罐卸出通過低壓泵送至鍋爐房，這一部分一般都布置在離主生產(chǎn)線和生活區(qū)較遠(yuǎn)的專門區(qū)域；其次是鍋爐房系統(tǒng)，這一部分一般布置在離窯比較靠近的區(qū)域，以上幾個(gè)工程都布置在生料均化庫(kù)旁邊，這個(gè)系統(tǒng)是整個(gè)重油處理系統(tǒng)中最重要、最關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，下面將專門探討；最后是窯頭和分解爐的燃燒器，經(jīng)過鍋爐房處理過的重油分別輸送到回轉(zhuǎn)窯燃燒器和分解爐燃燒器中，這一部分都布置在窯頭平面和預(yù)熱器框架上。

　　1、鍋爐房的工藝布置
　　機(jī)房的尺寸首先要滿足機(jī)組本身的要求，應(yīng)留出維護(hù)空間，安裝兩臺(tái)以上機(jī)組時(shí)維護(hù)空間可以共用。
鍋爐上最高操作點(diǎn)到屋面梁底的凈距不應(yīng)小于2.0米，鍋爐前凈距不宜小于3.0米，鍋爐側(cè)面和后面的通道凈距不應(yīng)小于1.2米。
油泵和水泵之間通道的有效寬度不小于1.0米，水處理設(shè)備與墻間的凈距不應(yīng)小于0.8米，其余輔助設(shè)備前的通道寬度不應(yīng)小于1.2米。

　　2、鍋爐房的土建設(shè)計(jì)
　?、?鍋爐房圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)具有一定的抗爆性能及合理的泄爆能力，在鍋爐房發(fā)生爆炸事故時(shí)可以控制爆炸沖擊波的方向，避免造成更大的危害。
　?、?鍋爐房本身的安全通道及出口，盡可能設(shè)計(jì)的簡(jiǎn)捷、明了,直接通至室外,便于鍋爐房?jī)?nèi)人員的安全撤離。
　　③ 各類功能房間,如補(bǔ)充罐、油泵房、日用油箱間、鍋爐間等應(yīng)分別設(shè)置，并且其圍護(hù)結(jié)構(gòu)應(yīng)該滿足防火要求。
　　④ 鍋爐房大門的開向、大小要結(jié)合安全和設(shè)備搬運(yùn)考慮，其位置能滿足在鍋爐前換管和清掃的操作要求；單層布置的鍋爐房出入口不少于兩個(gè)，出入口上方設(shè)置寬度不小于1.0米的不燃燒體防火挑檐。
　?、?鍋爐房外墻開窗面積應(yīng)滿足Ⅴ級(jí)采光等級(jí)，至少為鍋爐房占地面積的10%，并以0.05-0.22校核泄壓面積；鍋爐房中作為泄壓面積的輕質(zhì)屋蓋和輕質(zhì)墻體的重量不應(yīng)超過120kg/m²。

　　3、鍋爐房的管道設(shè)計(jì)
　?、?計(jì)算油管的直徑：d=18.8(Q/V)1/2mm或d=18.8(G/V.r)1/2mm
　　Q——管道內(nèi)重油的容積流量，m³/h；
　　G——管道內(nèi)重油的重量流量，㎏/h；
　　V——管道內(nèi)重油的流速，m/s；
　　r——重油的密度，kg/m³；
　?、?輸油管道應(yīng)采用無(wú)縫鋼管或不銹鋼管焊接，特殊的地方也可以用法蘭連接；油管附件不得采用鑄鐵件、螺旋焊縫鋼管制作；填料、密封件等應(yīng)選擇耐油耐溫的材料。
　?、?輸油管道應(yīng)采用≥3‰的坡度順坡敷設(shè)，管道的設(shè)計(jì)流速不應(yīng)超過1.0m/s。
　?、?在油罐液位下的各種連接管線上，靠近油罐的第一個(gè)閥門應(yīng)選用不銹鋼密封球閥；每臺(tái)鍋爐的供油干管上,應(yīng)裝設(shè)關(guān)閉閥和快速切斷閥；當(dāng)設(shè)置2臺(tái)或2臺(tái)以上鍋爐時(shí),尚應(yīng)在每臺(tái)鍋爐的回油干管上裝設(shè)止回閥。
　?、?應(yīng)避免輸油管道形成集氣彎和積污彎，在管道的最高點(diǎn)設(shè)置放氣閥，在管道的最低點(diǎn)設(shè)置排污閥。
　?、?安裝在儲(chǔ)油罐和日用油箱頂部的通氣管管徑應(yīng)≥DN50㎜，并需接至室外，其排氣口應(yīng)避開有火星散發(fā)的部位，并應(yīng)高出屋面1.0m，與門窗之間的距離不應(yīng)小于3.5m；通氣管上應(yīng)設(shè)置阻火器或呼吸閥，其末端管口應(yīng)垂直面向地面，以防雨水從管口流入。

　　4、鍋爐房的通風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　　燃油鍋爐房應(yīng)設(shè)計(jì)平時(shí)及事故通風(fēng)系統(tǒng)：平時(shí)通風(fēng)系統(tǒng)送風(fēng)量應(yīng)為鍋爐房必要通風(fēng)換氣量與鍋爐燃燒空氣量的總和,其中油泵房、日用油箱間為5 次/ 小時(shí)，鍋爐房為10 次/ 小時(shí)。鍋爐燃燒空氣量應(yīng)考慮大氣壓力的影響,按照如下公式換算:
　　L =L1×P1/P0
　　L —鍋爐所需燃燒空氣量(m3/ h)
　　L1 —鍋爐理論計(jì)算所需燃燒空氣量(m3/ h)
　　P1 —鍋爐房所在地點(diǎn)大氣壓力(kPa)
　　P0 —鍋爐房所在地點(diǎn)大氣壓力(kPa)
　　排風(fēng)量應(yīng)為鍋爐房必要通風(fēng)換氣量。

　　事故通風(fēng)系統(tǒng)通風(fēng)量可按照該空間的20次/小時(shí)設(shè)計(jì)；且事故排風(fēng)系統(tǒng)的送、排風(fēng)口的設(shè)置位置應(yīng)按照可燃?xì)怏w的性質(zhì)來(lái)確定,保證可燃?xì)怏w能夠順利、徹底的排除，燃油系統(tǒng)的排風(fēng)口應(yīng)按照上部排風(fēng)量為2/3 、下部排風(fēng)量為1/3 的方式來(lái)設(shè)計(jì)。

　　鍋爐房的煙道、煙囪一般選用≥4.0mm的普通鋼板制作，焊接連接。煙氣的流速控制在3.0-4.0m/s，煙囪出口的煙氣流速在最小負(fù)荷時(shí)不能＜2.5-3.0m/s，以免冷空氣倒灌，8m以內(nèi)的煙道直接按鍋爐排煙口尺寸確定，每延長(zhǎng)1m，截面應(yīng)增加5%，直至100%。共用煙道截面取各支煙道之和的1.2倍，各支煙道必須采取插入方式與共用煙道連接。

　　煙囪高度h按式h＝0.6L＋1.2N(m)估算，式中，L為水平煙道的總長(zhǎng)度；N為水平煙道的局部阻力個(gè)數(shù)。如90°彎頭等。當(dāng)水平煙道的總長(zhǎng)度>20m，90°彎頭超過4個(gè)時(shí)，應(yīng)作煙道阻力計(jì)算，校核是否假設(shè)引風(fēng)機(jī)；或者向鍋爐制造商提供背壓值，使其配置合適的鼓風(fēng)機(jī)。

　　鋼板煙道應(yīng)配置足夠的加強(qiáng)肋，以保證強(qiáng)度和剛度。煙道應(yīng)地上布置，水平煙道宜有3‰的向上坡度，并在適當(dāng)位置設(shè)清掃入口和防爆門。入口尺寸為0.4m寬和0.5m高；防爆門位置應(yīng)有利于泄壓。當(dāng)爆炸氣體有可能危及人員安全時(shí)，防爆門上應(yīng)裝導(dǎo)向泄壓管。鍋爐出口處的水平煙道應(yīng)設(shè)≧DN25凝結(jié)水排放管，并有不小于0.5m的水封。煙囪和煙道連接處應(yīng)設(shè)置沉降縫。煙囪應(yīng)有低于水平煙道入口底部0.5～1.0m的積灰坑；煙道、煙囪穿墻板處和法蘭面上應(yīng)墊石棉等軟質(zhì)耐熱材料。

　　穿越屋面的煙囪應(yīng)在囪壁焊接擋水罩。煙囪出口應(yīng)高出屋頂2.0m；或距冷卻塔水平距離12m以上，或高出冷卻塔塔頂2.0m以上。煙囪應(yīng)設(shè)置可靠的牽引拉繩，沿圓周等弧度布置3～4根。煙囪口應(yīng)設(shè)置防風(fēng)帽和避雷針。

　　煙道及煙囪內(nèi)外除銹，再涂耐高溫黑漆。煙道、室內(nèi)煙囪部分按350～400℃工作溫度選取保溫材料，保溫厚度50mm，可用硅酸鋁棉、玻璃棉、礦棉等，外包玻纖布，用鋁箔、鍍鋅鋼板保護(hù)，接口處施以樹脂等密封材料；也可以涂以稀土保溫材料，外刷防水劑。煙囪的室外部分應(yīng)防水。

　　煙道周圍宜按400℃設(shè)計(jì)防火隔離區(qū)。煙道0.5m以內(nèi)不允許有可燃物，絕不允許從油庫(kù)房及有易燃?xì)怏w的房間中穿過。排氣口水平距離6.0m以內(nèi)不允許堆放易燃品。

　　5、鍋爐房的自控系統(tǒng)設(shè)計(jì)
　?、?在燃油鍋爐房的鍋爐間內(nèi)的所有設(shè)備,均應(yīng)設(shè)計(jì)為防爆型,防止在發(fā)生燃油泄露時(shí),由于設(shè)備打火而引起火災(zāi)爆炸事故。
　?、?在燃油鍋爐房可能有可燃?xì)怏w存在的場(chǎng)所,應(yīng)設(shè)有防止產(chǎn)生靜電的措施。
　?、?在燃油鍋爐房的油泵房、日用油箱間、鍋爐等位置應(yīng)設(shè)計(jì)可燃?xì)怏w濃度報(bào)警裝置及火災(zāi)報(bào)警裝置，可燃?xì)怏w濃度報(bào)警裝置按照可燃?xì)怏w爆炸低限的20% 設(shè)置報(bào)警點(diǎn)；其控制過程如下:

　　a. 燃油鍋爐房火災(zāi)排煙系統(tǒng)
　　b. 燃油鍋爐房火事故排風(fēng)系統(tǒng)

　　6、鍋爐房的消防設(shè)計(jì)
　　燃油鍋爐房?jī)?nèi),均應(yīng)設(shè)置滅火器,可采用手提式干粉滅火器或二氧化碳滅火器。滅火級(jí)別按B 類中危險(xiǎn)級(jí),并保證滅火器最大保護(hù)距離能覆蓋室內(nèi)任何部位。

　　鑒于燃油鍋爐房的火災(zāi)和爆炸危險(xiǎn)性，燃油鍋爐房還應(yīng)設(shè)置水噴霧滅火系統(tǒng)，由于水噴霧滅火系統(tǒng)是局部應(yīng)用系統(tǒng)，作用面積應(yīng)取被保護(hù)對(duì)象的外表面尺寸，設(shè)計(jì)中可按鍋爐產(chǎn)品樣本提供的外形尺寸取值。水噴霧滅火系統(tǒng)應(yīng)設(shè)置自動(dòng)控制、手動(dòng)控制和應(yīng)急操作三種控制方式。