第六节 锅炉房燃料贮运系统

一、燃煤锅炉房的贮运煤系统

（一）燃煤运输量

按式（4-88）计算

式中 Q——运煤系统运输量（t/h）；

B——锅炉额定蒸发量时的燃煤输入量（t/h），参见式（2-11）～式（2-13）；

Z——锅炉房发展系数；

K——运输不平衡系数，取1.2；

t——运煤系统昼夜有效作业时间（h）；

一班工作制：t≤6h；

二班工作制：t≤11h；

三班工作制：t≤16h。

（二）燃煤存贮设施

1.堆煤场贮量与干煤棚

（1）堆煤场贮量，按进场煤的运输方式计算：

1）火车或船舶运输贮存10～25d锅炉房最大耗煤量。

2）汽车运输贮存5～10d锅炉房最大耗煤量。

（2）干煤棚：在多雨潮湿地区煤堆场的一部分应设干煤棚，煤所含水分对锅炉燃烧有很大影响：

煤粉炉：水分为War=11%～12%时燃烧不稳定；

抛煤机炉：水分为War=10%～15%时出力降低25%～50%；

链条炉：水分为War=14%～16%时出力降低约20%。

另外，煤所含水分对输煤设备如斗式提升机、溜煤管等及破碎筛分设备也有一定影响。

干煤棚存贮量按4～8d锅炉房最大耗煤量。

2.煤堆场面积计算

1）堆煤高度确定见表4-39。

2）梯形堆煤体积计算按图4-23，见式（4-89）

V=H（L-H）（A-H） （4-89）

式中 V——梯形煤堆体积（m3）；

H、A、L——煤堆高度（m）、底面宽度（m）、底面长度（m）。

3.煤场面积计算 见式（4-90）

式中 F——煤场面积（m2）；

Q——煤堆贮煤量（t）；

N——煤堆通道占用面积系数，汽车运煤取1.5，火车运煤取1.3；

K——煤堆形状系数，梯形取0.7～0.8；

H——煤堆高度（m）；

ρ——煤的堆密度（t/m3），见表4-40。

4.炉前煤仓贮存量确定

1）每台炉的煤前贮仓有效容量与工作制度有关：

一班运煤工作制：16～20h锅炉额定耗煤量。

二班运煤工作制：10～12h锅炉额定耗煤量。

三班运煤工作制：1～6h锅炉额定耗煤量。

2）一般常用的炉前煤仓形状、容积计算见图4-24，按式（4-91）计算

3）炉前溜煤管截面积，按式（4-92）计算

式中 F——溜煤管截面积（m2）；

Q——煤的输送量（m3/h）；

ω——煤在溜煤管中的流动速度（m/s），一般取2m/s；

ϕ——充满系数，一般取0.3～0.35。

5.炉前煤仓和溜煤管的倾斜角度 不应小于60°。

（三）贮煤场的装卸机械设备

1.煤场机械适用范围见表4-41

卸车机械适用范围见表4-42。

2.运煤系统出力

（1）主要运煤设备昼夜最长作业时间见表4-43。

（2）运煤系统出力见式（4-93）

式中 Q0——运煤系统出力（t/h）；

Qr——昼夜运煤量（t）；

ty——运煤系统昼夜最长作业时间（h），按表4-43选取。

（3）卸煤装置出力

1）铁路运输日计算受煤量按式（4-94）计算。

Qd=KbZQa （4-94）

式中 Qd——日计算受煤量（t/d）；

Kb——运输不均系数，一般取1.1～1.2（电厂取1.2～1.5）；

Z——日进厂列车数；

Qa——车辆列车名义载重量（t）。

2）水路运输日计算受煤量按式（4-95）计算。

式中 Qd——日计算受煤量（t/d）；

Kb——运输不均系数，见表4-44；

Ba——锅炉房年耗煤量（t/a）；

D——煤码头年工作日数。

3）公路运煤日计算受煤量可参照式（4-94）计算。

4）卸煤装置出力按式（4-96）计算。

式中 Qx——卸煤装置出力（t/h）；

Qd——日计算受煤量（t/d）；

ty——运煤系统昼夜最长作业时间（h），见表4-43。

（四）锅炉房内的燃料机械输送设备选择

输煤机械种类很多，中、小型锅炉常用的有人工手推车、炉前卷扬翻斗、电动葫芦吊煤罐、埋刮板、斗提机、胶带运煤机等。输送细颗粒燃煤还可用螺旋输送机等。其中，刮板机、斗提机、螺旋输送机、胶带机等也常用于大中型锅炉（热电站）上的各类炉型的炉前燃料输送（表4-45）。

1.人工手推车 一般用于输煤量小于或等于1t/h的情况。

2.卷扬翻斗上煤机 有垂直布置和带倾角的布置。一般用在单台容量1～4t/h锅炉上，也可用在6～10t/h组装单层布置锅炉。进锅炉房的运输一般配人工手推车或轻轨小车。

3.电动葫芦活底吊罐上煤装置 一般用在2～4t/h的锅炉，也可用在单层布置的锅炉。在锅炉煤斗上部需设工字钢，便于电动葫芦行走。

4.埋刮板输送机 一般可用在小于或等于20t/h锅炉，埋刮板输送机分为水平段、垂直段和混合Z形。水平段最大输送长度为80m，垂直段最大输送高度为30m，Z形输送长度约30m、输送高度约20m，其输送能力与链槽宽度、高度有关，槽宽160～400mm，输送能力11～120m3/h。Z形输送能力11～46m3/h，选用时详见各厂家的技术性能介绍。

5.斗式提升机

斗式提升机的应用范围：用于垂直输送粉状、颗粒状及小块状物料。其外形尺寸小，提升高度大，可达30m，一般为12～20m，输送能力在300t/h以下，广泛应用在场地受到限制的供热输煤系统。

6.单斗提升机 单斗提升机也是单斗卷扬提升机，与炉前卷扬翻斗上煤机形式相同，只是料斗上升的轨道没有固定的钢架，可附在建筑物的墙壁上。因此，它的提升高度可大于10m，用在需要高度提升的场合和受场地有限又无法安装其他提升设备的锅炉房。单斗提升密封性差，易造成环境污染。

7.螺旋输送机

1）螺旋输送机用于锅炉房输送煤粉、小块煤等粘结性小的不易结块物料。其密封性好，可多点装、卸料，操作方便，但有机件易磨损，消耗功率大的缺点。

2）螺旋输送机的螺旋叶片有实体面型（又称S制法）、带式面型（又称D制法）及叶片面型三种。其中实体面型适用于输送粉状及粒状物料，带式面型适用于输送粒状及小块物料，叶片面型主要用于粘度较大和可压缩性物料，在输送过程中同时完成搅拌、混合工序。

8.带式输送机 带式输送机有固定带式、移动带式输送机和高倾角带式输送机。高倾角可以直接从地面上将煤送到小型锅炉。但本节主要介绍固定带式输送机，固定带式输送机在大中型工业锅炉房和电厂中广泛使用，是主要的输煤设备。

固定带式输送机布置形式见图4-25。

带式输送机卸料装置有犁式卸料器、卸料车和重型卸料车。一般常用的犁式卸料器有气动和手动两种操作方式，卸料方式分别有左侧、右侧、双侧卸料。选用犁式卸料器时，带速不宜超过2m/s，应采用硫化接头的胶带。但输送块度大，又对胶带磨损大的物料不宜采用。

1）输送带宽度、带速和输送量计算：

输送带宽度计算见式（4-97）

式中 B——输送带宽度（m）；

Q——输送量（t/h）；

v——带速（m/s），见表4-46；

ρ——物料散装密度（t/m3）；

K——断面系数，与托辊倾角α和带宽B有关，见表4-49；

C——倾角系数，见表4-47；

ξ——速度系数，见表4-48。

2）额定输送量计算见式（4-98）

Q=KB2vρ （式中符号与前式相同） （4-98）

3）带式输送机的布置：根据建厂地区的气象条件可采用敞开式、半封闭式和轻型封闭式栈桥，其封闭式和地下栈桥的净高不应小于2.2m，人行通道的净宽不应小于0.8m，检修通道的净宽不应小于0.6m。

倾斜栈桥的通道应有防滑措施，倾角超过12°的通道应作成踏步。

9.给煤设备

1）往复式给煤机：适用于输送松散的块状煤，最大粒度可达550mm，给料间断而均匀，可调节给料量。其性能按厂家性能表选取。

2）电磁振动给煤机：适用于输送松散的块状煤，其粒度可达500mm的大块煤，不适用于粘性大的湿状物料。其结构简单，重量轻，给料均匀，易于调节，驱动功率小，安装占地、高差要求小。

关于生产能力的选择，可直接从厂家的性能表中选取，勿需再进行计算。

3）螺旋输送机也可作为炉前给煤使用，一般常作为沸腾炉（循环流化床锅炉）的炉前给煤设备。

10.电磁分离器 电磁分离器用来分离胶带机煤中铁质夹杂物，以免损坏碎煤设备，保证燃烧设备对煤质的要求。

电磁分离器分为悬挂式和滚筒式。

悬挂式是一种静止式除铁器，能吸出胶带上堆积50～100mm厚物料中的铁件，其安装简便，耗电量少，但对料层较厚的底层铁件很难除净，通常与滚筒式配合使用。悬挂式一般用于输送带带速不超过2m/s的情况。

二、煤粉制备

（一）煤粉的主要特性

1.VTI可磨性指数和HGI哈氏可磨性指数 通常用煤的可磨性表示煤被粉碎的难易程度，以可磨性指数来表示。它是将质量相等的标准煤和实验煤由相同的初始粒度磨成细度相同的煤粉时，所消耗能量的比值。目前有两种测定方法，即按《煤的可磨性指数测定方法 哈德格罗夫法》（GB/T 2565—2014）测得的HGI哈氏可磨性指数和按《煤的可磨性指数测定方法（VTI法）》（DL/T 1038—2007）测得的VTI可磨性指数。VTI可磨性指数用于钢球磨煤机的设计计算，HGI哈氏可磨性指数用于除钢球磨煤机以外的所有磨煤机的计算。两种可磨性指数，可近似用式（4-99）进行换算：

VIT=0.0149HGI+0.32 （4-99）

但在进行磨煤机出力计算时，应以实测的可磨性指数为准。

从可磨性指数的定义可知，可磨性指数越大，煤越易于磨碎。根据《煤的哈氏可磨性指数分级》（MT/T 852—2000）规定，煤的可磨性分为5级，见表4-50。

2.煤的冲刷磨损指数Ke 是表示煤冲刷磨损其他物质（如磨煤机的钢球、钢甲等）的强弱程度的指标。煤的冲刷磨损指数的大小和煤中灰分、石英及颗粒大小有紧密关系。它与磨煤机型式的选择和磨煤机金属磨耗率有关。煤的冲刷磨损指数，按《煤的冲刷磨损指数试验方法》（DL/T 465—2007）的规定进行测定。煤的磨损性和冲刷磨损指数的关系见表4-51。

3.煤的燃烧特性 煤的燃烧特性与煤的挥发分、灰分、水分和发热量有关。煤的燃烧性能根据煤的着火温度IT分为5级，见表4-52。

4.煤粉的爆炸特性 煤粉的爆炸特性与灰分、水分、挥发分、煤粉细度、气粉混合物的温度和浓度及含氧量等因素有关。煤粉爆炸性与挥发分含量的近似关系见表4-53。

5.煤粉细度 煤粉细度主要用过筛分档法来确定，即用通过某一号筛子的煤粉量的百分数Di（%）或剩留于某一号筛子上的煤粉量的百分数Ri（%）来表示，脚码“i”可用筛号表示，也可用筛孔内边长度表示。一般煤粉细度是采用剩留于某一号筛子上的煤粉量的百分数Ri（%）来表示，i为用μm作单位的筛孔内边长。Ri越小则煤粉越细。各国标准筛的规格尚未统一，英国和美国一般用目数，即1in长度上的孔眼数目，单位为目/in。前苏联用筛号表示，即每cm长度上的筛孔数。我国筛子是用筛孔内边长的μm数来表示。在使用筛子时，一般是用筛孔内边长的μm数来表示而不指明筛子的筛号，但也有使用筛号的。部分筛子规格和煤粉细度关系见表4-54。

不同粒径下的煤粉细度换算见式（4-100）

式中 、——煤粉细度（%）；

x1、x2——颗粒尺寸（μm）；

n——煤粉的均匀性系数，如配离心式分离器的制粉设备，n=1.0～1.1；配旋转式分离器的制粉设备，n=1.1～1.2。

煤粉细度的选择取决于煤种及其挥发分含量、磨煤机及分离器形式以及锅炉的燃烧方式等。根据《火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》（DL/T5145—2012），对于300MW及以上的机组，按表4-55所列的公式选取；对于200MW以下的机组，要在上述基础上适当下降。

（二）磨煤机和制粉系统类型及其选择

1.磨煤机及制粉系统类型

（1）磨煤机类型：磨煤机是利用挤压、碾磨和撞击原理将煤制成煤粉，并用热介质对煤进行干燥的设备。磨煤机按其工作转速可分为高速磨煤机、中速磨煤机和低速磨煤机三类；按碾磨零件的形式可分为8种类型，其中低速磨2种，中速磨4种，高速磨2种。

1）钢球磨煤机。属低速磨煤机，如MTZ（DTM）型磨。

2）双进双出钢球磨煤机。属低速磨煤机，如BBD、D型磨等。

3）碗式磨煤机（又称辊碗式）。属中速磨煤机，如RP、HP型磨等。

4）轮式磨煤机（又称辊环式）。属中速磨煤机，如MPS（或ZGM、MP）、MBF型磨等。

5）球环磨煤机（又称滚球式）。属中速磨煤机，如E型磨（ZQM）等。

6）平盘磨煤机（又称辊盘式）。属中速磨煤机，如LM型磨等。

7）风扇磨煤机。属高速磨煤机，如S、N、YFM型磨等。

8）锤击磨煤机（又称竖井式磨煤机）。属高速磨煤机，如MMT型磨等。

（2）制粉系统类型：制粉系统一般分为贮仓式制粉系统和直吹式制粉系统两大类。贮仓式制粉系统是将磨煤机磨制出的煤粉，经分离器后首先进入煤粉仓贮存，根据锅炉运行的需要，再用一次风将给粉机给出的煤粉吹入炉膛燃烧。在贮仓式制粉系统运行期间，磨煤机可以满负荷工作，不需随锅炉负荷的变化而变化。直吹式制粉系统，是将磨煤机磨好的煤粉，经干燥介质全部直接吹入炉膛燃烧。磨煤机的制粉量，需要随锅炉负荷的改变而变化。

此外，根据制粉系统内干燥介质的压力的不同，又可分为正压系统和负压系统；根据输送煤粉采用不同的介质，又可分为热风送粉系统和乏气送粉系统，或采用热风-乏气送粉的混合系统。

我国常见的制粉系统类型有：

1）钢球磨煤机贮仓式乏气送粉制粉系统。

2）钢球磨煤机贮仓式热风送粉制粉系统。

3）钢球磨煤机贮仓式开式制粉系统。

4）双进双出钢球磨煤机直吹式制粉系统。

5）中速磨煤机正压直吹式热一次风制粉系统。

6）中速磨煤机正压直吹式冷一次风制粉系统。

7）风扇磨煤机直吹式三介质干燥制粉系统。

8）风扇磨煤机直吹式二介质干燥制粉系统。

2.磨煤机及制粉系统性能简介

（1）钢球磨煤机的转速一般为15～30r/min。钢球磨煤机可以磨制任何煤种，特别适用于磨制低挥发分的无烟煤和高灰分的贫煤。钢球磨煤机优点是运行稳定、可靠，此外可以在运行中添补钢球，因此运行周期较长。钢球磨煤机的缺点是本体耗钢量大，占地面积大，电耗高，噪声大和用于正压系统密封困难。由于钢球磨煤机在低负荷运行不经济，因此当选用钢球磨煤机制粉时，通常采用中间贮仓式制粉系统，使得磨煤机能够在满负荷工况下工作，减少工作时间以节约耗电。

（2）中速磨煤机的转速一般为45～300r/min，它适宜磨制中等细度的烟煤。其优点是电耗低，空载功率小，噪声小。缺点是不宜磨制高灰分的硬质煤（如贫煤和无烟煤），磨煤机通风阻力较大，通风电耗高。由于中速磨煤机的负荷调节特性较好、空载功率小，当选用中速磨煤机制粉时，可采用直吹式制粉系统。

（3）高速磨煤机的转速一般为600～1500r/min。其优点是能磨制外在水分较大的煤。缺点是当磨制较硬的煤时，锤子磨损快。一般适于磨制褐煤、油页岩和泥煤。制粉系统为直吹式。

3.磨煤机及制粉系统的选择 磨煤机形式和制粉系统选择，应根据使用煤种的特性，锅炉对煤粉细度的要求，负荷的调节能力，机组连续运行时间，基建投资及运行费用等因素经技术经济比较后确定。

《火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》（DL/T 5145—2012）提出的磨煤机及制粉系统的选择界限和适用范围，见表4-56和表4-57。

4.磨煤机性能参数 各种磨煤机的主要性能参数有磨煤机的出力和功率。磨煤机的实际出力取决于磨煤机的碾磨出力、干燥出力和通风出力并取其中的最小值。值得注意的是，各磨煤机制造厂在其产品样本上提供的只是磨煤机的基本出力。磨煤机的基本出力（即磨煤机的铭牌出力），是指磨煤机在特定的煤质条件和煤粉细度下的磨煤机出力。磨煤机的基本出力一定要经过各种修正后，才成为磨煤机的碾磨出力。

以DTM250/390型钢球磨煤机为例，从制造厂提供的样本可知，该型磨煤机的基本出力为10t/h，系指煤的可磨性指数KVTI=1.0、原煤全水分Mt=7%、给煤粒度0～25mm、煤粉细度R90=8%，在最大装球量以及碾磨件为全新状态时的出力。在确定钢球磨煤机的碾磨出力时，必须考虑各种实际因素对出力的影响后得出磨煤机的碾磨出力，中速磨煤机和高速磨煤机的基本出力，也需要修正后才是该种磨煤机的碾磨出力。

（1）磨煤机的碾磨出力是根据煤质特性（如煤的可磨性指数、水分、灰分等）、煤粉细度和水分以及磨煤机的结构尺寸和碾磨件的各种状态，计算出达到规定细度的煤粉产量。各种磨煤机的碾磨出力的计算公式均是经验公式。不同型式的磨煤机，其碾磨出力计算公式是不同的。各种中速磨煤机的计算公式尽管形式相同，但不同类型中速磨煤机的同名修正系数的数值是不同的。《火力发电厂制粉系统设计计算技术规定》（DL/T 5145—2012）提出的常用磨煤机碾磨出力计算公式，见表4-58。

（2）磨煤机的干燥出力 是根据干燥介质带入热量和规定煤粉水分，通过热平衡计算得到的煤粉产量。随着制粉系统类型和干燥介质的组成不同，其计算的方法和公式不同。

（3）磨煤机的通风出力 是根据磨煤机至燃烧器出口（直吹式制粉系统）或至粗粉分离器出口（中间贮仓式制粉系统）的气粉混合物空气动力计算求得的煤粉量。

制粉系统的热力计算和空气动力计算可参见DL/T 5145—2012有关规定。

（三）制粉系统主要附属设备和部件的选择

1.原煤仓 原煤仓的贮煤量应能满足《锅炉房设计规范》（GB 50041）和《小型火力发电厂设计规范》（GB 50049）的要求（当采用贮仓式制粉系统时，应包括煤粉仓的贮粉量）。原煤仓的结构应能使煤仓内不出现搭桥和漏斗状现象，从而实现原煤供应连续、流畅。为此，需要在原煤仓进煤处设置格栅，以防止大块煤及其他杂物进入煤仓；煤仓内壁应光滑耐磨，矩形平壁煤仓相邻两壁面的交线与水平面夹角，不应小于55°，且壁面与水平面的交角，不应小于60°。对于褐煤及黏性大或易燃的烟煤，相邻两壁面的交线与水平面夹角不应小于65°，且壁面与水平面交角不应小于70°。相邻两壁交角的内侧应做成圆弧形，圆弧半径宜为200mm。

2.给煤机 给煤机是一种调节磨煤机给煤量的原煤输送机械。常用的给煤机有圆盘式、埋刮板式、胶带式、电磁振动式给煤机等4种。

圆盘式给煤机优点是尺寸紧凑，密封性好，但存在对高水分原煤易堵塞和给煤量较小等缺点。

埋刮板式给煤机结构简单，对煤种适应性广，能在任意位置排出运输物，但存在占地面积较大，功率消耗较大等问题。

胶带式给煤机运行平稳，无噪声，给煤连续均匀，维修方便，对煤种适应广，出力范围大，但易产生相对滑动。随着机组的大型化和技术的发展，出现了能自动计量和调节给煤量，测量精度高，密封好的电子重力式或其他耐压计量式胶带给煤机。

电磁振动给煤机优点是结构简单、设备本体重量较轻、可在水平或向下倾斜情况下使用，但噪声大，遇高水分煤易堵塞。

给煤机的选择，应根据原煤特性（如水分、粒度等）、磨煤机和制粉系统形式、主厂房设备布置以及给煤机的上述特性综合分析确定。通常，对大型钢球磨中间贮仓式制粉系统，宜选用埋刮板式给煤机和皮带式给煤机。对中小型钢球磨中间贮仓式制粉系统，可选用电磁振动式给煤机或圆盘式给煤机。对中速磨煤机直吹式制粉系统，宜选用自动称重式胶带给煤机和埋刮板式给煤机。对采用高速磨煤机的直吹式制粉系统宜选用可计量的埋刮板式给煤机。

3.煤粉分离器 煤粉分离器一般可分为重力式分离器、惯性式分离器、离心式分离器和回转式分离器等四种。对于钢球磨中间贮仓式制粉系统，一般设有粗粉分离器和细粉分离器。对于直吹式制粉系统一般只设粗粉分离器。

重力式分离器结构简单，阻力小，但分离出来的煤粉较粗，并且煤粉细度与一次风量有严格的关系。主要适用于褐煤、泥煤和油页岩。在制粉系统中，多用于竖井式磨煤机制粉系统。

惯性式分离器结构简单，阻力小（一般为200～400Pa），但煤粉较粗，调节幅度较小，煤粉细度受风量变化影响较大。一般用于挥发分较高的褐煤、烟煤和油页岩等煤种。在制粉系统中，多用于风扇磨煤机和锤击式磨煤机制粉系统。

离心式分离器结构较复杂，阻力较大，但分离出来的煤粉粒度较均匀，煤粉较细，调节幅度较宽，适用煤种广，可用于烟煤、无烟煤、贫煤和褐煤等，是一种应用范围很广的分离器。在制粉系统中，多用于钢球磨煤机和中速磨煤机制粉系统。在对制粉系统的阻力进行校核后，也可以用在风扇磨煤机和锤击式磨煤机制粉系统。

回转式分离器从分离原理上看，也属于离心分离器范畴。其优点是分离效率高，煤粉细度调节性能好，且煤粉细度与风量关系不大，对锅炉变工况运行适应性强，但回转式分离器转子和叶片磨损较大，设备维修工作量大。由于有一套转动机构，其内置轴承工作可靠性较差。相对其他形式的分离器使用较少。

表征煤粉分离器的性能特性指标有：分离器效率、循环倍率、分离器出口煤粉颗粒特性系数和分离器出口煤粉细度调节性能系数。

4.煤粉仓 煤粉仓的贮煤量宜满足锅炉最大连续蒸发量时2～4h耗煤量的需要。煤粉仓内表面应光滑耐磨、不应积粉；矩形平壁煤仓相邻两壁面的交线与水平面夹角，不应小于60°，且壁面与水平面的交角，不应小于65°。相邻两壁交角的内侧应做成圆弧形。圆弧半径宜为200mm。

5.给粉机和输粉机 给粉机是中间贮仓式制粉系统中，安装在煤粉仓下向锅炉送粉的机械。大、中型锅炉的给粉机常用叶轮式给粉机。叶轮式给粉机结构较复杂，但严密性好，给粉均匀。

输粉机是中间贮仓式制粉系统中，输送和分配各制粉系统煤粉的机械。常用的输粉机有埋刮板输粉机、链式输粉机和螺旋输粉机等三种。埋刮板输粉机、链式输粉机多用于大、中型机组，一般螺旋输粉机常用于中小型机组。输粉机不能太长，否则应采用双端驱动。

（四）制粉系统管道设计

1）原煤管道宜垂直布置，当布置受限制时，原煤管道与水平面的倾角不宜小于60°。原煤管道应采用圆形，可用厚度为8mm的碳钢制作。

2）气粉混合物的管道与水平面的夹角不应小于45°；煤粉管道与水平面的夹角不应小于50°。

3）粗粉分离器的回粉管接在干燥管上的位置，应在落煤管接口的下方，其距离宜为500～600mm；回粉管的倾斜角不应小于60°。其上应能装置两台锁气器，其中一台为斜板式锁气器，另一台为锥式锁气器，锥式锁气器布置在回粉管道的上游。

4）磨煤机出口的制粉管道应垂直布置，以免在磨煤机出口处积粉可能引起煤粉爆炸。该管段的壁厚宜为5mm，对弯管等易磨损处，可局部加厚至6～8mm。

5）对挥发分Vdaf大于27%的煤，细粉分离器入口管与水平面的夹角应大于30°，或采取其他防止细粉分离器入口积粉的措施。

6）细粉分离器的落粉管上应串联装设两个锥式锁气器，两者之间装设木屑分离器。为保证锁气器的正常工作，两锁气器之间的净距不应小于1000mm。如木屑分离器需装设在两锁气器之后时，两锥式锁气器之间的净距不应小于600mm。

7）在落煤粉管上应装设煤粉取样装置。落煤粉管可采用厚度为5mm的钢管。

8）细粉分离器至排粉风机进口的风道壁厚一般为5mm，对弯管等易磨损处，可局部加厚至6～8mm。

9）煤粉仓和螺旋输粉机应装设吸潮管，其管径为100～150mm、壁厚为4～4.5mm的无缝钢管。吸潮管宜就近接至细粉分离器和排粉风机之间的气粉管道上或粗粉分离器进出口管道上。对于易爆煤粉的每个煤粉仓宜设4根吸潮管，吸入口分布于煤粉仓四角。

10）排粉风机出口至磨煤机进口的干燥剂再循环管道，除燃用无烟煤外，管道宜倾斜布置并与水平面的夹角不小于45°。

11）给粉机出口的给粉管道应顺气流方向与煤粉混合器相接，并与水平面的夹角不小于50°。

（五）煤粉制备的安全技术措施

煤粉制备过程中可能出现的安全问题主要是煤、煤粉的自燃和煤粉的爆炸。通常燃烧反应的发生，需要在下述三个基本条件同时存在时才有可能，即具有可燃物质、助燃物质（空气或氧气）及火源。煤粉及其气粉混合物发生化学性爆炸，也需要在下述三个基本条件同时存在时才可能发生：即存在可燃粉尘，可燃粉尘与空气（氧气）充分混合并达到其爆炸极限，以及火源能量达到或超过所需的最小发火能量。

煤和煤粉堆积时间较长，在空气作用下发生氧化反应，使得温度逐渐升高，当温度升高到一定时候就出现自燃。煤粉与其气粉混合物，在一定条件下能够引发瞬间燃烧爆炸。因此，煤粉制备的安全措施，就是针对上述可燃物质产生燃烧和爆炸的原因来制定的。首先，从技术上和管理上积极采取措施，如何预防煤和煤粉燃烧和燃爆的发生；其次，燃料燃烧和燃爆发生后，如何做到尽量减少初始爆炸引起的破坏损失和防止二次爆炸的发生。

1.防止煤和煤粉着火的技术措施

（1）煤场中堆积有自燃性的煤时，其堆积时间不应过长，同时煤场应有压实，洒水或其他防止自燃的措施。

（2）磨煤机及附属设备在结构和布置上应采取的主要措施

1）原煤仓和煤粉仓的结构、形状以及内表面的状态应有利于原煤及煤粉的流动，不搭桥、不积煤和煤粉。对于贮存高挥发分的煤粉仓，必要时可增设惰性气体流化器，消除煤粉仓可能出现的积粉。

2）为避免在磨煤机出口积粉，对中间贮仓式制粉系统，从磨煤机出口到粗粉分离器的制粉管道应垂直布置。

3）为防止受潮黏结煤粉，煤粉仓和输粉机应装设吸潮管。为防止积粉，吸潮管避免水平布置，在吸潮管的弯头处及水平布置的管段上，应设吹扫孔。为了防止水蒸气受冷凝结，煤粉仓和吸潮管均应有良好的保温。

4）为防止煤粉积粉产生自燃，输送气粉混合物的管道应减少法兰连接，内壁应光滑。制粉管道布置应避免产生积存煤粉的死角，一般送粉管道宜倾斜布置，与水平面的夹角不应小于45°；煤粉管道与水平面的夹角不应小于50°。

5）当制粉管道必须水平布置时，除应在弯头和水平段设吹扫孔外，还必须使管道内介质流速满足下列要求：气粉混合物温度低于160℃时，直吹式制粉系统在任何负荷下，管内流速不小于18m/s；贮仓式制粉系统，在额定负荷下应不小于25m/s，在最低负荷下应不小于18m/s（干燥剂送粉系统）、24m/s（热风送粉系统）。当温度高于160℃时，应在保持气体动压头不变的条件下，将上述允许速度相应提高。

6）粉仓、给粉机均应设置放粉装置，以便在停炉需要将煤粉放净时，通过放粉装置能将煤粉排放到安全地方。

（3）严格控制干燥介质的进出口温度。除无烟煤外，磨煤机出口气粉混合物的最高允许温度tM2见表4-59。

（4）严格控制制粉系统的含氧量。为了防止气粉混合物出现燃爆，对制粉系统中含氧量的控制十分重要。对于负压制粉系统其终端的含氧量应不大于12%。

（5）设置必要的热工检测和自动保护装置。

1）制粉系统的温度检测项目一般有：

磨煤机进口干燥介质温度及出口气粉混合物温度。

贮仓式制粉系统：煤粉仓温度；热风输送烟煤煤粉时，燃烧器前的气粉混合物的温度。

2）制粉系统的其他检测项目一般有：

贮仓式制粉系统钢球磨煤机进口及排粉风机前、后的压力。

直吹式中速磨煤机制粉系统中，磨煤机前局部阻力段的压降，以及钢球磨煤机或中速磨煤机的本体阻力。

原煤仓和煤粉仓的煤位和粉位。

3）制粉系统的自动控制和联锁保护，根据机组容量可设以下装置：粗、细粉分离器后的干燥剂温度调节装置；磨煤机断煤保护装置；原煤仓落煤中断信号装置；粗、细粉分离器后干燥剂温度急剧升高的保护装置；制粉系统含氧量和一氧化碳浓度在线检测自动报警及惰性气体自动充填装置。

2.减小煤粉初始爆炸引起破坏的技术措施

（1）当制粉系统的设备和其他元、部件是按最大爆炸过剩压力计算和设计时，系统上可不装设防爆门，反之，则应在适当地点装设防爆门，以减少爆炸引起的损失。

（2）在147kPa设计压力的制粉系统中（燃用无烟煤除外），应在下述地点装设防爆门：钢球磨煤机进口干燥管和出口管、细粉分离器进出口管，防爆门面积不小于该管道截面积的70%；排粉机出口风箱，防爆门面积按每立方米风箱容积不小于0.025m2。每座煤粉仓应安装不少于2个重力式防爆门，其动作压力为0.98～1.47kPa，防爆门总面积按每立方米煤粉仓容积0.0025m2，并且总面积不小于0.5m2；与磨煤机分开安装的粗粉分离器内外壳体上，至少应各自装设2个防爆门，防爆门总面积按粗粉分离器单位容积计算，不得小于0.025m2/m3；细粉分离器的中间短管上，应装设防爆门，在细粉分离器顶盖上至少安装2个防爆门，其直径等于顶盖圆环宽度的75%，细粉分离器上防爆门的总截面积，按分离器的容积计算不得小于0.025m2/m3。

（3）防爆门应安装在转弯处或易于发生爆炸的地方。此外，应防止爆炸时气体喷出危害工作人员引发二次爆炸和火灾。如不能把防爆门安装在对人员无危险的地方，则需要采用引出管排放到安全地方。

装设带引出管的防爆门时，薄膜前的短管长度不得大于2倍管径，薄膜后引出管的长度不得大于30倍引出管的管径。引出管的截面积不得小于防爆门的截面积。

防爆门前面的短管宜竖直，当倾斜布置时与水平面的夹角不得小于45°。安装在室外的防爆门与水平面的交角不得小于45°。

（4）除磨制无烟煤外的所有磨煤机前的进出口管道中，应引入灭火蒸汽或其他灭火介质。

3.消防、灭火

（1）煤粉制备区域应设水雾式灭火系统或蒸汽灭火系统，严禁采用喷射水柱的方法灭火。

（2）应在制粉系统适当地点及煤粉仓内应设置惰性气体灭火管道。

（3）煤粉制备的电气安全设计，应按《火灾和爆炸危险环境电力设计规范》（GB 50058）的有关规定执行。

三、燃油燃气锅炉房的燃油贮运和燃烧设施

（一）油库总体布置

1.油库布置原则

（1）要使油库卸油、贮油、供油工艺流程合理、满足生产安全要求，节省用地并考虑发展的可能性。

（2）油库一般布置在厂区边沿，在满足防火要求的前提下尽量靠近锅炉房。

（3）卸油区尽量靠近铁路、公路或码头，利于卸油作业。

（4）辅助生产及行政管理区应考虑生产操作方便及防火安全要求，消防设施应靠近生产作业区，且在油罐区主导风向上方。

（5）油库与周围建构筑物的防火间距应满足国家各防火规范的要求。油库内生产性建构筑物耐火等级根据油品类别不得低于二级或三级。

2.油库分级 油库容量大，危险就大，因此从安全防火要求出发，按油库容量分成级别以便制定相应等级的安全防火标准，油库等级见表4-60。

3.石油库中油品火灾危险性分类 油库设计中除考虑油品贮存的数量外，还应考虑油品的性质，按照它们的易燃程度确定火灾危险类别，设置不同的安全距离，见表4-61。

（二）油罐区布置

1.油罐区按下列要求成组布置

（1）同一油罐区内宜布置火灾危险性相同或相近的油罐。

（2）地上油罐不宜与半地下、地下油罐布置在同一油罐区内。

（3）一个油罐组内油罐的总容量应符合下列规定：

1）固定顶油罐及其与浮顶、内浮顶油罐的混合组不应大于120000m3。

2）浮顶、内浮顶油罐组不应大于600000m3。

（4）一个油罐组内的油罐不应多于12座，但单罐容量小于1000m3的油罐组和贮存丙B类油品的油罐组内的油罐数量不限。

2.地上油罐组的布置应符合下列规定

（1）单罐容量不大于1000m3的贮存丙B类油品的油罐不应超过四排，其他油罐不应超过两排。

（2）立式油罐排与排之间的防火间距不应小于5m，卧式油罐排与排之间的防火间距不应小于3m。并应满足管线安装的要求。

（3）油罐之间的防火距离，见表4-62。

（4）地上油罐、半地下油罐（包括带水平通道无密封门的覆土油罐）的油罐组，均应设防火堤。

（5）防火堤应符合下列要求

1）防火堤应采用非燃材料建造，防火堤实高应比计算高度高出0.2m。立式油罐的防火堤实高不应低于1.0m，且不大于2.2m。卧式油罐防火堤实高不应低于0.5m。如采用土质防火堤，堤顶宽度不应小于0.5m。

2）防火堤应能承受所容纳油品的静压力。

3）防火堤的人行踏步不应少于两处。

4）严禁防火堤上开洞，管线穿过防火堤时应用非燃材料填实。

5）立式油罐距防火堤坡脚线的距离不应小于罐壁高度的一半，卧式油罐至防火堤坡脚线距离不应小于3m。

6）防火堤内有效容量，对于固定顶油罐不应小于油罐组内最大一个油罐容量。半地下油罐容量应按高出地面容量计算。

（6）防火堤内的油罐组应设隔堤，隔堤顶高比防火堤低0.2～0.3m。≥5000m3且＜20000m3的油罐，隔堤内油罐不应大于4座，小于5000m3油罐不应大于6座。非沸溢性的丙B类油罐可不设隔堤，沸溢性油品，隔堤内油罐不应大于2座。

3.油罐及附件选型

（1）根据油量和布置方式选择立式或卧式油罐，立式油罐宜选固定顶油罐。

（2）油罐容积大于1000m3时，装满系数为0.9，小于1000m3时为0.85。

（3）油罐附件的设置见《石油库设计规范》（GB 50074—2002）。

（4）重油罐加热计算请参见本节“日用油箱加热计算”。

（三）燃油燃气锅炉辅助燃烧设施

1.锅炉油点火系统

（1）锅炉油点火装置主要用于锅炉起动时，点燃主燃烧器，此外，锅炉低负荷和煤质变差时，也用来稳燃或辅助燃烧。

对燃用重油及渣油的锅炉需要用轻油点火，先燃用轻油（或煤气），待其产生一定的加热重（渣）油用的蒸汽量后再切换到重油燃烧。

油点火系统也用于煤粉炉、沸腾炉、循环流化床炉和燃用重（渣）油的锅炉。

（2）油点火方式应为自动点火（如电火花、电弧、高能等）。

（3）油点火系统主要由轻油罐（油箱）、输油泵、油管路及附件、雾化器、点火装置等组成。

1）轻油罐一般设置一个，其容量根据锅炉的单台容量和点火时间以及点火频繁程度来确定。具体油量的计算应从冷点火开始直到炉膛升温能使固体燃料迅速着火燃烧为止的耗油量。根据经验，一般点火过渡期需要6～8h。

2）点火油泵，一般采用齿轮泵或螺杆泵，是将油加压至一定压力（一般为0.8MPa以上）输送到燃烧器达到雾化程度。点火油泵一般选两台（一开一备），应配防爆型电动机。用在齿轮和螺杆泵时其网孔等于或小于0.2～0.45mm；采用往复泵或离心泵时，网孔用0.5～0.8mm。

3）对中小型锅炉，如小于或等于20t/h锅炉宜设一个4～10m3油罐。对蒸发量为35～75t/h锅炉宜设一个20～40m3油罐。

2.燃烧器 燃烧器是燃油燃气锅炉的重要组成部分，使油雾、燃气和空气的充分混合需要燃烧器来完成。燃油燃烧器由雾化喷嘴和调风器组成，燃气燃烧器由燃气喷嘴和调风器组成。对燃烧器和调风器的结构和要求详见第二章锅炉原理。

3.日用油箱

（1）日用油箱的作用：当贮油罐距锅炉较远，或直接从贮油罐供油技术经济不合理时，可在锅炉房设置日用油箱和供油泵，供锅炉燃烧用油。日用油箱的油从贮油罐送来，其安装高度应满足供油泵灌注头高度。

（2）日用油箱的容量和附件：日用油箱的容量一般不大于锅炉房一昼夜的需要量。根据防火安全要求，锅炉房设计规范规定锅炉房内油箱的总容量，重油不应超过5m3，柴油不应超过1m3。

室内日用油箱应采用闭式油箱，油箱上应有直接通向室外的通气管，通气管上应装阻火器和防雨装置。油箱上油位的测量不应采用玻璃管液位计，锅炉房外应有地下事故油罐，如有地下贮油罐可代替事故油罐。

因日用油箱容量小，贮存周期短，没有沉淀脱水的时间，所以一般都是在贮油罐内脱水后送到日用油箱，日用油箱不考虑脱水设施。

（3）重油日用油箱，应有加热设施以保持需要的油温。

（4）日用油箱的布置应符合建筑设计防火规范要求。

4.炉前重油加热器

因重油在贮罐内加热最高温度不超过90℃，不能满足燃烧器喷嘴雾化的需要，为进一步降低油的粘度，需要到炉前二次加热。

炉前加热器的形式一般有电加热器和蒸汽加热器两种。在中小型锅炉中常由锅炉厂配套供应炉前电加热器。蒸汽加热器有列管式和套管式两种，套管式加热器结构简单，容易制造，吹扫方便，在工程中用的较多。

（1）炉前加热器蒸汽加热计算：加热器的热负荷，按式（4-101）计算

Q=Gct（t2-t1） （4-101）

式中 Q——重油加热器加热所需热量（kJ/h）；

G——通过加热器的重油质量流量（kg/h）；

t1——加热器进口温度（℃）；

t2——加热器出口温度（℃）（根据燃油种类及燃烧器要求油温而定）；

ct——油品平均温度下比热容[kJ/（kg·℃）]。

燃油的比热容是油温升高1℃，每kg油所需的热量，在计算时所取的温度是指油的平均温度，按式（4-102）计算

油的比热容ct与油温有关，燃料油在tp温度时比热容可用式（4-103）求得

ct=1.73+0.0022tp （4-103）

（2）加热器换热面积按式（4-104）计算

式中 F——加热器的换热面积（m2）；

Q——加热器的热负荷（kJ/h）；

K——传热系数[kJ/（m2·h·℃）]；

Δtp——热源和被加热油之间的对数平均温差（℃），按式（4-105）计算

式中 Δtp——对数平均温差（℃）；

Δtd——最大温度差（℃）；

Δtx——最小温度差（℃）。

当时，平均温差Δtp可用算术平均值代替，见式（4-106）

最大温度差Δtd和最小温度差Δtx与介质流动方式有关，见图4-26、图4-27，其计算式见式（4-107）、式（4-108）

Δtd=t′2-t1 （4-107）

Δtx=t′1-t2 （4-108）

式中 t′1——蒸汽（或热水）入口温度（℃）；

t′2——凝结水（或热水）出口温度（℃）。

传热系数K值的取值：影响传热值的因素很多，油在管内的流速过低会使沥青胶质和碳化物沉淀，附着管表面影响传热，流速高会增加管内阻力损失，所以选择合适的流速是主要因素，一般取油在管内的流速1～1.5m/s为宜，套管式加热器不宜低于0.7m/s，列管式加热器不宜小于0.5m/s。

为了在加热过程中析出碳化物沉淀和避免结垢，影响传热，一般以蒸汽（饱和）为热源，压力不能过高，一般用0.4～0.8MPa为宜。此时的传热系数K=376～420kJ/（m2·h·℃）。

在计算出换热面积（F）后，选择加热管时按加热管外表面积计算，套管式加热器管程的管子规格一般用DN25～DN50的无缝钢管，套管采用DN50～DN100无缝钢管，每根换热管元件长度为3～6m。套管在弯管处应加法兰以便清扫。

（3）加热器的蒸汽消耗量计算

加热油品蒸汽量消耗按式（4-109）计算

式中 D——加热用蒸汽量（kg/h）；

Q——加热器负荷（kJ/h）；

h1——蒸汽质量焓（kJ/kg）；

h2——凝结水质量焓（kJ/kg）；

η——加热器热效率，一般取0.97～0.98。

为减少蒸汽消耗，加热器外表面应进行保温。

5.日用油箱加热计算 日用油箱为中转油箱，油品加热设施主要设在贮油罐和炉前加热，日用油箱加热的目的是保持在油品的中转过程中温度不降低或少降低。一般在室内设置油箱其周转较快，规范规定室内重油油温不能超过90℃，一般进油温已在80～90℃之间，所以不需要再加温。但是在北方地区如果油箱放在冷房内或室外，即使油品由于油箱内停留时间较短，也会温降很快。另外，燃烧渣油由于事故停炉等原因也会造成油在箱内的凝固，所以在日用油箱中应设加热管。

日用油箱加热所需热量主要是散失到周围介质的热量，或者是维持油品已有温度的所需热量。

（1）日用油箱的热负荷按式（4-110）计算

Q=Q1+Q2+Q3 （4-110）

式中 Q1——经箱顶散失的热量（kJ/h）；

Q2——经箱壁散失的热量（kJ/h）；

Q3——经箱底散失的热量（kJ/h）。

经箱顶散失的热量按式（4-111）计算

Q1=KDFD（tp-to） （4-111）

经箱壁散失的热量按式（4-112）计算

Q2=KBFB（tp-to） （4-112）

经箱底散失的热量按式（4-113）计算

Q3=KDiFDi（tp-to） （4-113）

式中 KD、KB、KDi——箱顶、箱壁、箱底传热系数[kJ/（m2·h·℃）]。影响K值的因素很多，一般经验数值如下：KD≈8.25kJ/（m2·h·℃）；KB≈16.8～29kJ/（m2·h·℃）；KDi≈3.5kJ/（m2·h·℃）；

FD、FB、FDi——油箱顶、壁、底面积（m2）；

tp——油品的平均温度（℃）；

to——周围介质温度（℃），取当地采暖室外计算温度。

（2）加热器加热面积计算见式（4-114）

式中 KQ——加热管向油品的传热系数[kJ/（m2·h·℃）]。KQ值计算较繁琐，一般可取KQ=210～290kJ/（m2·h·℃），对油品较洁净，蒸汽压力高时取大值，否则取小值；

ϕ——凝结水过冷系数，一般取1.1；

tb——蒸汽的饱和温度（℃）；

tp——油品的平均温度（℃）。

日用油箱一般用盘管加热，加热管用DN20～DN25无缝钢管，按式（4-115）计算加热管长度

式中 F——加热器加热面积（m2）；

L——加热盘管的展开长度（m）；

d——加热管外径（m）。

（3）蒸汽消耗量计算详见式（4-109）。

6.燃油过滤器 燃油过滤器的设置是为了防止油中的残渣和加热过程中产生的碳渣，在运行中堵塞油泵和燃烧器喷嘴。根据其安装位置可分为泵前过滤器和炉前过滤器两种。

（1）泵前燃油过滤器，即设置在油泵进口母管上，应设置两个，一个备用。泵前油过滤器的网孔应符合如下要求：

1）离心油泵、蒸汽往复油泵为8～12目/cm，螺杆泵、齿轮泵为16～32目/cm。

2）滤网的流通面积宜为其进口管截面积的8～10倍。

（2）炉前过滤器的安装位置应在炉前加热器和燃烧器之间，靠近某一端均可，其滤网应满足如下要求：

1）采用机械雾化燃烧器（不包括转杯式）时，网孔不宜小于20目/cm。

2）滤网的流通面积不宜小于其进口管截面积的2倍。

（3）燃油过滤器的结构及选择

1）燃油过滤器按结构有网式过滤器和片式过滤器，网式过滤器结构简单，清洗时需取出滤框。又分为粗过滤器、中过滤器和细过滤器。

① 片式过滤器结构较复杂，制造精度较高，属精细过滤器，它在运行中不需拆卸即可清除杂质。片式过滤器多用于炉前，可不设备用。

② 网式过滤器多用在泵前，根据油品的清洁度及泵的结构来选择网孔规格，一般应设备用。

2）过滤器安装时，前后安装压力表，根据压差来确定滤网的堵塞情况，做到及时清洗。

7.燃油油泵的结构及选择

（1）燃油系统的油泵按用途分为输油泵、卸油泵和供油泵。在锅炉房内设置的为供油泵，主要为燃烧器供一定压力和流量的燃油。

（2）供油泵一般要求流量小、压力稳定，连续工作时间长，在中小锅炉中多采用螺杆泵或齿轮泵。锅炉房内有两台以上锅炉最好集中布置供油泵，便于负荷变化时集中调节。螺杆泵和齿轮油泵的优缺点：

1）齿轮油泵的优点是体积小，工作可靠，动力消耗少，设备费用低，结构简单，维修量小，有良好的自吸性能，可连续供油。

其缺点是齿轮易磨损，输送杂质油时应在泵口装16～32目/cm的过滤器。供油压力和流量选择范围小。选择某一流量参数的泵其流量是一定值。当外界用油量减少，其压力会急剧升高，所在应在泵的进出管间连接一旁通管，以调节流量，当系统有回油管时，也可用回油管调节流量，并在泵出口管上装安全阀。齿轮油泵在工作状态不允许关闭出口阀门，只能用泵进口阀门作调节。

2）螺杆泵的优点。流量及压力波动小，流量均匀，噪声小，运输平稳，体积小，寿命长，比齿轮泵效率稍高，自吸性能好。

其缺点与齿轮泵相同，同样要采取进油口安装过滤器和防止压力急剧升高的措施。

（3）供油泵的压力按燃烧器喷油嘴的要求和管道系统阻力确定。

供油泵的流量根据锅炉的负荷和负荷的波动情况以及回油量来确定。

合理确定回油量对锅炉的稳定运行至关重要，回油量过大，固然对调节油量有利，但影响泵的经济运行，还会造成贮油罐的温升、回油量小，会影响调节阀的灵敏度和降低回油管的流速，使油品中的杂质和碳化物沉积在管壁上，一般回油管的流速控制在0.7～1m/s，不应低于0.7m/s。喷油嘴的额定回油量由锅炉厂提供，一般为喷油嘴额定出力的15%～50%。

除利用回油调节阀调节供油量和回油量外，在锅炉房额定出力较大和热负荷波动也大的情况还可选择多台供油泵并联运行以适应流量的变化。

（4）供油泵应有备用泵，重油在常温下就会凝固，备用泵必须是热备用，多台泵并联运行，每一台泵都可能为备用泵，所以要在每台泵出口的止回阀上装设旁通管和旁通回流调节阀。在系统运行时，打开备用泵的旁通回流调节阀，使备用泵缓慢运转，一旦工作泵发生故障时，关闭旁通调节阀，很快可投入运行。应掌握调节旁通回流量不能过大，以免影响工作泵运行效率。

（5）供油泵的选择计算

1）供油的流量。油泵流量应大于锅炉房内各台炉的额定耗油量之和，加上回油量，其计算式见式（4-116）

Q≥q1+q2+qn+Q2 （4-116）

在锅炉热负荷波动影响油量变化时，油泵的低负荷供油量应在供油调节阀和回油调查阀的调节范围之内，否则应选择小流量多台泵并联运行。

2）供油泵的扬程按式（4-117）计算：

H=9.8（p2-p1）/ρ+（h2-h1）×1000+Δh1+Δh2+（ω22-ω21）/2g （4-117）

式中 H——油泵的扬程（m）；

p1——吸入罐内液面上的压力（Pa），当罐内通大气时，p1=0；

p2——供出压力（Pa），当直接供锅炉时为燃烧器要求的压力；

h1——吸入罐内最低油位与泵中心的垂直高度（mm）；

h2——排出几何高度（mm），直接供锅炉时即喷油嘴与油泵中心线的垂直高度；

Δh1——吸入管道的摩擦阻力水头（m）；

Δh2——排出管道的摩擦阻力水头（m）；

ω1——油泵吸入口管道的平均流速（m/s）；

ω2——油泵排出口管道的平均流速（m/s）；

ρ——油品在运行温度时的密度（kg/m3）；

g——重力加速度，g=9.8m/s2。

在计算中，项数值很小，一般可忽略。

8.燃气调压站 见第二篇有关章节

9.燃油燃气锅炉燃烧系统的防爆及附件

（1）油品或燃气的爆炸极限。易燃油品蒸发气或可燃气体与一定比例的空气混合，遇明火会发生爆炸，在空气中所含能引起爆炸的油品蒸气或可燃气体，最小和最大体积分数或浓度称为该燃油或燃气的爆炸下限和上限。油品或燃气在空气中的含量在上、下限之间会发生爆炸，低于下限不会发生爆炸，高于上限会发生燃烧，在燃烧过程中油气或燃气的体积分数或浓度低于爆炸上限时即发生爆炸。

在设计和运行操作时，必须掌握所用油品或燃气的爆炸上、下限数据（可参考有关设计手册）以免发生意外事故。油品的爆炸极限还以温度区分，爆炸下限即油品的闪点。

（2）燃油燃气锅炉炉膛爆炸的原因。燃油雾化后的油雾或燃气与空气混合气体在爆炸极限内操作不当均可能产生爆炸，在密封容器内的爆炸压力，按不同气体可达0.75～1.65MPa，而水管锅炉的炉膛和烟气通道的承压能力，最高压头一般也只有几千毫米水柱，火管锅炉承压能力较高，一般不会给炉膛造成危险，但转向烟室等是不考虑承压的，因此一旦发生爆炸会对锅炉造成很大的损坏。

燃油燃气锅炉的气体爆炸主要有以下原因：

1）因为在炉膛及烟道中有达到爆炸极限内混合气体存在，被明火或炉膛内的高温引燃而发生爆炸。

2）在所有事故中以锅炉点火时发生的事故最多，经调查约占燃油锅炉爆炸率的50%，占燃气锅炉爆炸事故的70%。在点火前因各种原因燃油、燃气漏入炉膛或一次点火未成功而未再次对炉膛吹扫或吹扫时间不够，风量不足等，点火时就会发生爆炸。

3）燃油锅炉运行中熄火的可能性比较大，容易引起爆炸。此类事故多发生在燃烧器前燃气压力或风压波动较大引起脱火或回火的情况下。

4）对负压燃烧的锅炉，当燃烧不完全时，可燃气体进入后部烟道与烟道漏入的气体混合，形成爆炸性气体，在高温作用下，引起二次燃烧或爆炸。

（3）燃油（气）锅炉炉膛防爆措施。从以上原因分析，要防止炉膛或烟道爆炸，首先要在炉膛内无明火的情况下，防止燃料进入炉膛；其次是要做到良好的燃烧，为预防应采取如下措施：

1）在每次点火前，炉膛内要做到彻底清扫，一般要有足够的吹扫时间来完成。国内外燃油燃气锅炉都采用自动程序控制点火，在未进行吹扫程序前，点火操作不能进行，除此还包括熄火保护和燃烧自动调节等。

2）在燃烧器前的进油，气管上安装快速切断阀，在一旦熄火时切断油气路，以免在熄火后继续向炉膛内供给燃料。

3）为了减轻爆炸时炉膛的破坏程度，在燃油燃气锅炉的炉膛和烟道易爆燃的部位装设防爆门。

在设计或选用防爆门时，必须保证有足够大的泄压面积，一般按炉膛或烟道容积的比面积为0.025m2/m3，来设计防爆门的有效面积。

（4）防爆门有以下几种类型：

1）重力式。重力式防爆门靠门盖的自重，使其关闭，当爆炸力将盖推开减压，再靠自重复位，其密封较差，一般用在负压锅炉上。

2）破裂式。破裂式防爆门早期用在煤粉制备系统，因它的密封性好，尤其在正压燃烧的燃油燃气锅炉上得到广泛应用。将低于炉墙承压力的防爆膜，固定在防爆门框上，当达到一定压力时，防爆膜破裂泄压。防爆膜一般采用0.5～1.0mm厚铝板制作，铝板上应划有两道以上相交的裂痕，交点在板的中心处。刻痕深度一般不小于铝板厚度50%。

3）水封式防爆器。水封式防爆器体形大且不易管理，很少使用。

防爆门的安装位置应选在燃气比较积聚的部分，一般燃气比较轻，（石油液化气除外）容易集聚在被保护容器上部，故防爆门应安装在上部。还应注意防爆门动作时会有烟气和防爆门零件或防爆膜破裂伤人，所以防爆门的朝向应以不伤害通行人员和损害设备为宜。

4）安全阀

① 冷煤气管道上的安全阀是用于煤气管道的安全防爆。安全阀的工作压力一般在30kPa以下，多为重锤结构，当管道内达到爆破压力时，爆破膜破裂，冲出气流将压盖顶起。泄压后重锤的作用将压盖复位，达到只泄放高压气流又不使煤气继续泄放的效果。

② 用于炉前煤气管道上的安全阀，实际是一种自力式煤气切断阀，当管道中燃气压力降低，预防回火，快速切断，保证系统安全。

③ 用于油罐顶部安全阀，当油罐呼吸阀失灵后，为调整罐内油气膨胀产生的压力，需在油罐顶部中心附近安装安全阀。

燃油、燃气系统安全阀是专用阀门，与水汽系统安全阀结构截然不同，选择时切勿混淆。

（5）呼吸阀。当重油油罐在加热过程中油汽蒸发和在油罐回油及卸油过程中在油罐中产生微正压或负压，为减轻对油罐的压力，需在油罐或油箱的顶部靠中心处设通气管，以调节罐内压力。为不使油气与大气直接相通，造成油品的蒸发和油品的蒸发损失加大，在通气管上端需安装呼吸阀。

（6）阻火器。由于油罐的通气管与外界相通，为防止火星和火焰进入油罐，在油罐呼吸阀下部需串联一只阻火器。

（7）呼吸阀选择。需根据输油量选择呼吸阀的通径，如选择不正确，选用的座盘太重或失灵，使罐内压力加大引起油罐损坏；若座盘太轻将造成油品耗损量加大。

阻火器通径需与呼吸阀通径相一致。

通气管、安全阀、呼吸阀的直径选择按表4-63选用。