淺談水泥廠重油處理系統(tǒng)中鍋爐房的設計

　　在沙特等中東地區(qū)建設水泥生產(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)的設計，下面我將通過對以上重油處理系統(tǒng)的研究分析談一談系統(tǒng)中鍋爐房的設計。

　　重油處理系統(tǒng)分為三個部分：首先是卸油區(qū)和儲油罐，將油罐車上的重油卸到儲油罐中、在需要用重油的時候?qū)⒅赜蛷膬τ凸扌冻鐾ㄟ^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，以上幾個工程都布置在生料均化庫旁邊，這個系統(tǒng)是整個重油處理系統(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熱器框架上。

　　1、鍋爐房的工藝布置
　　機房的尺寸首先要滿足機組本身的要求，應留出維護空間，安裝兩臺以上機組時維護空間可以共用。
鍋爐上最高操作點到屋面梁底的凈距不應小于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，水處理設備與墻間的凈距不應小于0.8米，其余輔助設備前的通道寬度不應小于1.2米。

　　2、鍋爐房的土建設計
　　① 鍋爐房圍護結(jié)構(gòu)應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，盡可能設計的簡捷、明了,直接通至室外,便于鍋爐房內(nèi)人員的安全撤離。
　?、?各類功能房間,如補充罐、油泵房、日用油箱間、鍋爐間等應分別設置，并且其圍護結(jié)構(gòu)應該滿足防火要求。
　　④ 鍋爐房大門的開向、大小要結(jié)合安全和設備搬運考慮，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，出入口上方設置寬度不小于1.0米的不燃燒體防火挑檐。
　?、?鍋爐房外墻開窗面積應滿足Ⅴ級采光等級，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)墻體的重量不應超過120kg/m²。

　　3、鍋爐房的管道設計
　?、?計算油管的直徑：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；
　?、?輸油管道應采用無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、密封件等應選擇耐油耐溫的材料。
　　③ 輸油管道應采用≥3‰的坡度順坡敷設，管道的設計流速不應超過1.0m/s。
　?、?在油罐液位下的各種連接管線上，靠近油罐的第一個閥門應選用不銹鋼密封球閥；每臺鍋爐的供油干管上,應裝設關(guān)閉閥和快速切斷閥；當設置2臺或2臺以上鍋爐時,尚應在每臺鍋爐的回油干管上裝設止回閥。
　?、?應避免輸油管道形成集氣彎和積污彎，在管道的最高點設置放氣閥，在管道的最低點設置排污閥。
　?、?安裝在儲油罐和日用油箱頂部的通氣管管徑應≥DN50㎜，并需接至室外，其排氣口應避開有火星散發(fā)的部位，并應高出屋面1.0m，與門窗之間的距離不應小于3.5m；通氣管上應設置阻火器或呼吸閥，其末端管口應垂直面向地面，以防雨水從管口流入。

　　4、鍋爐房的通風系統(tǒng)設計
　　燃油鍋爐房應設計平時及事故通風系統(tǒng)：平時通風系統(tǒng)送風量應為鍋爐房必要通風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，鍋爐房為10 次/ 小時。鍋爐燃燒空氣量應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 —鍋爐理論計算所需燃燒空氣量(m3/ h)
　　P1 —鍋爐房所在地點大氣壓力(kPa)
　　P0 —鍋爐房所在地點大氣壓力(kPa)
　　排風量應為鍋爐房必要通風換氣量。

　　事故通風系統(tǒng)通風量可按照該空間的20次/小時設計；且事故排風系統(tǒng)的送、排風口的設置位置應按照可燃氣體的性質(zhì)來確定,保證可燃氣體能夠順利、徹底的排除，燃油系統(tǒng)的排風口應按照上部排風量為2/3 、下部排風量為1/3 的方式來設計。

　　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荷時不能＜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1m，截面應增加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為水平煙道的總長度；N為水平煙道的局部阻力個數(shù)。如90°彎頭等。當水平煙道的總長度>20m，90°彎頭超過4個時，應作煙道阻力計算，校核是否假設引風機；或者向鍋爐制造商提供背壓值，使其配置合適的鼓風機。

　　鋼板煙道應配置足夠的加強肋，以保證強度和剛度。煙道應地上布置，水平煙道宜有3‰的向上坡度，并在適當位置設清掃入口和防爆門。入口尺寸為0.4m寬和0.5m高；防爆門位置應有利于泄壓。當爆炸氣體有可能危及人員安全時，防爆門上應裝導向泄壓管。鍋爐出口處的水平煙道應設≧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設置沉降縫。煙囪應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墊石棉等軟質(zhì)耐熱材料。

　　穿越屋面的煙囪應在囪壁焊接擋水罩。煙囪出口應高出屋頂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。煙囪應設置可靠的牽引拉繩，沿圓周等弧度布置3～4根。煙囪口應設置防風帽和避雷針。

　　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，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。煙囪的室外部分應防水。

　　煙道周圍宜按400℃設計防火隔離區(qū)。煙道0.5m以內(nèi)不允許有可燃物，絕不允許從油庫房及有易燃氣體的房間中穿過。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)設計
　?、?在燃油鍋爐房的鍋爐間內(nèi)的所有設備,均應設計為防爆型,防止在發(fā)生燃油泄露時,由于設備打火而引起火災爆炸事故。
　?、?在燃油鍋爐房可能有可燃氣體存在的場所,應設有防止產(chǎn)生靜電的措施。
　?、?在燃油鍋爐房的油泵房、日用油箱間、鍋爐等位置應設計可燃氣體濃度報警裝置及火災報警裝置，可燃氣體濃度報警裝置按照可燃氣體爆炸低限的20% 設置報警點；其控制過程如下:

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

　　6、鍋爐房的消防設計
　　燃油鍋爐房內(nèi),均應設置滅火器,可采用手提式干粉滅火器或二氧化碳滅火器。滅火級別按B 類中危險級,并保證滅火器最大保護距離能覆蓋室內(nèi)任何部位。

　　鑒于燃油鍋爐房的火災和爆炸危險性，燃油鍋爐房還應設置水噴霧滅火系統(tǒng)，由于水噴霧滅火系統(tǒng)是局部應用系統(tǒng)，作用面積應取被保護對象的外表面尺寸，設計中可按鍋爐產(chǎn)品樣本提供的外形尺寸取值。水噴霧滅火系統(tǒng)應設置自動控制、手動控制和應急操作三種控制方式。