锅炉防烧干安全运行方法与流程

本发明涉及锅炉安全生产技术领域。

背景技术：

随着经济社会的发展，锅炉在社会上得到了广泛的应用。锅炉将冷水加热为蒸汽或高温水。锅炉中产生的热水或蒸汽可直接应用于工业生产和人民的日常生活，也可通过蒸汽动力装置转换为机械能，或再通过发电机将机械能转换为电能。提供热水的锅炉称为热水锅炉，主要用于生活，工业生产中也有少量应用。产生蒸汽的锅炉称为蒸汽锅炉，常简称为锅炉，多用于火电站、船舶、机车和工矿企业。

锅炉在生产过程中，需要保持进水、出水（蒸汽）以及加热量的平衡。在锅炉的正常生产过程中，如果出现意外停电的现象，则水泵停止运行，但燃料的燃烧并不会同步停止，很容易导致锅炉中的水大量蒸发为水蒸汽，造成压力急剧升高，甚至有发生爆炸的危险。即使并未发生爆炸，也会通过安全阀向外释放大量蒸汽，给作业环境带来蒸汽污染。另外，锅炉烧干后即不再符合安全生产的要求，造成设备报废。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种能够在发生意外停电时防止锅炉内压力过高、防止烧干的锅炉防烧干安全运行方法，在卸压排气时也不会对工作场所产生蒸汽污染。

为实现上述目的，本发明的锅炉防烧干安全运行方法通过锅炉防烧干安全生产系统来执行；

所述锅炉防烧干安全生产系统包括锅炉，锅炉内设有燃烧室和加热室；加热室连接有锅炉进水管和锅炉出水管，锅炉进水管连接有软化水箱，软化水箱的顶部连接有软水进水管，软水进水管连接有软水器，软水器通过软水进水管连接外置的水源；锅炉进水管上设有用于向锅炉供水的给水泵；

所述加热室上方设有防烧干水箱，防烧干水箱上方设有补水箱；

加热室的顶部通过第一管路与所述防烧干水箱的顶部相连接，所述防烧干水箱的底部通过第二管路与加热室的中部相连接；第一管路上设有第一阀门，第二管路上设有第二阀门；所述防烧干水箱的底端高于所述加热室的顶部；所述防烧干水箱的侧壁底部连接有用于指示防烧干水箱中水位的第一透明管，第一透明管的上端与防烧干水箱的顶部相连通；防烧干水箱顶部连接有放空阀；加热室侧壁连接有温度表；

所述补水箱的底端高于防烧干水箱的顶部；补水箱的底部通过第三管路连接所述防烧干水箱的顶部，第三管路上设有第三阀门；补水箱的顶部通过补水管连接有用于为补水箱供水的补水泵，补水泵的进水管连接外置的水源；

所述补水箱的侧壁底部连接有用于显示水位的第二透明管，第二透明管的顶端高于补水箱顶端且其顶部敞口；所述第二透明管的顶部向上倾斜连接有支杆，支杆顶部连接有凹面朝下的弧盖，弧盖位于第二透明管的上方；

所述加热室侧壁设有用于显示加热室内压力的第一压力表，所述防烧干水箱侧壁设有用于显示防烧干水箱内压力的第二压力表；

所述加热室顶部安装有安全环保放散机构；安全环保放散机构包括安全阀、换热器、用于吸纳蒸汽的储水池和冷却风机，安全阀的进口通过安全管路连接加热室的顶部；储水池内盛有水；

换热器包括壳体，壳体内沿壳体的长度方向设有风冷换热管，风冷换热管外表面均匀间隔设有若干圆环翅片；风冷换热管的进口端连接有第四管路，第四管路连接安全阀的出口；

风冷换热管的出口端连接有第五管路，第五管路通入储水池的一侧底部；壳体于风冷换热管进口端处连接有第六管路，第六管路的末端开口与大气相通；

壳体于风冷换热管出口端处连接有第七管路，第七管路的末端开口与大气相通；第六管路的末端开口高于第七管路的末端开口至少4米；所述第七管路上设有所述冷却风机；所述安全阀包括管状阀体，阀体于进口端设有阀座，阀座中心设有主气孔，阀座内端设有喇叭口；喇叭口的侧壁与阀座的外端面之间设有若干副气孔；

安全阀于出口端部设有支撑孔板，支撑孔板朝向喇叭口的一侧连接有压簧，压簧连接有与所述喇叭口相适配的锥形阀芯，锥形阀芯压接在所述喇叭口的侧壁上，且锥形阀芯的侧壁封堵所述各副气孔；支撑孔板上均匀设有多个透气孔；所述圆环翅片上均匀设有多个通孔；

本锅炉防烧干安全运行方法按以下方法进行：

包括正常运行方法和意外停电时的运行方法；

正常运行方法是启动给水泵和锅炉，将给水泵送入的冷水加热成热水后源源不断地从锅炉出水管送至用热单位；同时保持防烧干水箱和补水箱均处于满水的状态；

意外停电时的运行方法是：

工作人员观察温度表、第一压力表和第二压力表；当温度表显示加热室的温度高于75度时，加热室内已有部分水被汽化；此时打开第一阀门，加热室内的水蒸汽通过第一管路通入防烧干水箱，使防烧干水箱与加热室之间处于相同的压力；

工作人员通过第一压力表和第二压力表确认防烧干水箱与加热室之间处于相同的压力后打开第二阀门和放空阀，防烧干水箱内的水流入加热室，并在防烧干水箱内水压的作用下，加热室内的已被加热的水及蒸汽通过安全阀后流向换热器壳体，最终流入储水池；当加热室内的压力高于安全阀的开启压力时，安全阀内的压簧被压缩，锥形阀芯离开喇叭口，从而使加热室内的蒸汽及水通过喇叭口及支撑孔板，流经换热器的风冷换热管后经第五管路进入储水池的底部，蒸汽进入储水池后被储水池内的水吸收，从而不会对工作环境产生蒸汽污染；

当加热室内的压力低于安全阀的开启压力时，在压簧的弹力作用下锥形阀芯压紧喇叭口，封堵所主气孔和各副气孔，从而关闭安全阀；

在意外停电时的运行过程中，工作人员持续进行以下两种操作：

①观察温度表，当温度表显示加热室的水温低于50度后，关闭第二阀门；加热室内的水温回升至75度以上之后，重新打开第二阀门；

②通过第一透明管观察防烧干水箱内的液位，当防烧干水箱内液位低于防烧干水箱高度的1/3时，打开第三阀门和放空阀，使补水箱中的水通过第三管路注入防烧干水箱，防烧干水箱注满水或者补水箱内的水用尽时，关闭第三阀门和放空阀。

意外停电时的运行方法中，工作人员观察第一压力表的压力，当第一压力表的示数大于等于安全阀的开启压力时，打开冷却风机，冷却风机抽取环境空气并将环境空气沿第七管路送入换热器的壳体，在壳体内流经各圆环翅片后经第六管路后流出，从而迅速冷却通过风冷换热管的水及蒸汽，防止储水池中的水温过高、蒸汽从储水池中溢出形成蒸汽污染。

本发明具有如下的优点：

使用本发明，在发生意外断电、锅炉的加热室内压力过高时，可以通过安全阀将汽水混合物排出。汽水混合物在经过换热器时将热量传递给大气，从而使大部分蒸汽冷凝为水。汽水混合物最后通入储水池，储水池中的水能够将残余的少量蒸汽完全吸收，从而避免蒸汽污染。意外断电时，工作人员还可以利用防烧干水箱及补水箱中的水向锅炉的加热室注水，从而防止锅炉出现烧干现象，既防止锅炉内压力过高产生危险，又保护了锅炉不被烧干、防止烧干后设备报废，延长了锅炉的使用寿命。

本发明的操作步骤简便易行，便于稳定地操作。圆环翅片的设置能够大幅提高换热效率，并且因为通孔的存在而不过多影响空气的流动。

第六管路的末端开口高于第七管路的末端开口至少4米，可以起到在冷却风机工作时防止发生气流短路（即冷却风机将第六管路排出的气体重新吸入）的现象，保证了冷却效果。同时，第六管路的末端开口位置较高，也避免了换热后温度较高的空气影响地面作业人员。

加热室内的压力越高，锥形阀芯离开主气孔和副气孔的距离越远，锥形阀芯与喇叭口侧壁之间形成的气流通路越宽，气阻越小，单位时间内通过的水及蒸汽越多，达到加热室内的压力越高、卸压速度越快的技术效果。副气孔的设置，能够加快卸压速度，并且强化加热室内的压力越高、卸压速度越快的技术效果。

附图说明

图1是本发明中的锅炉防烧干安全生产系统的结构示意图；

图2是图1中Ａ处的放大图；

图3是安全环保放散机构的结构示意图；

图4是圆环翅片的结构示意图；

图5是安全阀的结构示意图；

图6是支撑孔板的截面图；

图7是图5中支撑孔板、锥形阀芯与阀座相配合的结构示意图。

具体实施方式

图1和图7中箭头所示方向为该处流体的流动方向。

如图1至图7所示，本发明的锅炉防烧干安全运行方法通过锅炉防烧干安全生产系统来执行。

锅炉防烧干安全生产系统包括锅炉，锅炉内设有燃烧室和加热室1（燃烧室和加热室1均为常规技术，图未示燃烧室部分）；加热室1连接有锅炉进水管2和锅炉出水管3，锅炉进水管2连接有软化水箱4，软化水箱4的顶部连接有软水进水管5，软水进水管5连接有软水器6，软水器6通过软水进水管5连接外置的水源；水源可以是市政供水系统，也可以是经沉淀、过滤和消毒后的河水或湖水，图未示。锅炉进水管2上设有用于向锅炉供水的给水泵7；

所述加热室1上方设有防烧干水箱8，防烧干水箱8上方设有补水箱9；

加热室1的顶部通过第一管路10与所述防烧干水箱8的顶部相连接，所述防烧干水箱8的底部通过第二管路11与加热室1的中部相连接；第一管路10上设有第一阀门46，第二管路11上设有第二阀门12；所述防烧干水箱8的底端高于所述加热室1的顶部；所述防烧干水箱8的侧壁底部连接有用于指示防烧干水箱8中水位的第一透明管13，第一透明管13的上端与防烧干水箱8的顶部相连通；防烧干水箱8顶部连接有放空阀14；加热室1侧壁连接有温度表15；

所述补水箱9的底端高于防烧干水箱8的顶部；补水箱9的底部通过第三管路16连接所述防烧干水箱8的顶部，第三管路16上设有第三阀门17；补水箱9的顶部通过补水管18连接有用于为补水箱9供水的补水泵19，补水泵19的进水管连接外置的水源；

所述补水箱9的侧壁底部连接有用于显示水位的第二透明管20，第二透明管20的顶端高于补水箱9顶端且其顶部敞口；基于连通器的原理，第二透明管20能够显示补水箱9内的水位。所述第二透明管20的顶部向上倾斜连接有支杆21，支杆21顶部连接有凹面朝下的弧盖22，弧盖22位于第二透明管20的上方；弧盖22的设置，能够避免在长期存放或使用的过程中异物落入第二透明管20。

所述加热室1侧壁设有用于显示加热室1内压力的第一压力表23，所述防烧干水箱8侧壁设有用于显示防烧干水箱8内压力的第二压力表24；

所述加热室1顶部安装有安全环保放散机构；安全环保放散机构包括安全阀25、换热器、用于吸纳蒸汽的储水池26和冷却风机27，安全阀25的进口通过安全管路28连接加热室1的顶部；储水池26内盛有水；为避免线条重叠、图面混乱，图1中未示出安全环保放散机构，而仅示出安全管路28。

换热器包括壳体29，壳体29内沿壳体29的长度方向设有风冷换热管30，风冷换热管30外表面均匀间隔设有若干圆环翅片31；风冷换热管30的进口端连接有第四管路32，第四管路32连接安全阀25的出口；

风冷换热管30的出口端连接有第五管路33，第五管路33通入储水池26的一侧底部；壳体29于风冷换热管30进口端处连接有第六管路34，第六管路34的末端开口与大气相通；

壳体29于风冷换热管30出口端处连接有第七管路35，第七管路35的末端开口与大气相通；第六管路34的末端开口高于第七管路35的末端开口至少4米；所述第七管路35上设有所述冷却风机27。第六管路34的末端开口高于第七管路35的末端开口至少4米，可以起到在冷却风机27工作时防止发生气流短路（即冷却风机27将第六管路34排出的气体重新吸入）的现象，保证了冷却效果。同时，第六管路34的末端开口位置较高，也避免了换热后温度较高的空气影响地面作业人员。

所述安全阀25包括管状阀体36，阀体36于进口端设有阀座37，阀座37中心设有主气孔38，阀座37内端设有喇叭口39；喇叭口39的侧壁与阀座37的外端面之间设有若干副气孔40；

安全阀25于出口端部设有支撑孔板41，支撑孔板41朝向喇叭口39的一侧连接有压簧42，压簧42连接有与所述喇叭口39相适配的锥形阀芯43，锥形阀芯43压接在所述喇叭口39的侧壁上，且锥形阀芯43的侧壁封堵所述各副气孔40；支撑孔板41上均匀设有多个透气孔44。

所述圆环翅片31上均匀设有多个通孔45，从而使空气更顺畅地在壳体29中流动，提高空气与翅片间的换热效率，从而更有效地降低风冷换热管30中的水及蒸汽的温度。

本发明的锅炉防烧干安全运行方法按以下方法进行：

包括正常运行方法和意外停电时的运行方法；

正常运行方法是启动给水泵7和锅炉，将给水泵7送入的冷水加热成热水后源源不断地从锅炉出水管3送至用热单位；同时保持防烧干水箱8和补水箱9均处于满水的状态；

意外停电时的运行方法是：

工作人员观察温度表15、第一压力表23和第二压力表24；当温度表15显示加热室1的温度高于75度时，加热室1内已有部分水被汽化；此时打开第一阀门46，加热室1内的水蒸汽通过第一管路10通入防烧干水箱8，使防烧干水箱8与加热室1之间处于相同的压力；

工作人员通过第一压力表23和第二压力表24确认防烧干水箱8与加热室1之间处于相同的压力后打开第二阀门12和放空阀14，防烧干水箱8内的水流入加热室1，并在防烧干水箱8内水压的作用下，加热室1内的已被加热的水及蒸汽通过安全阀25后流向换热器壳体29，最终流入储水池26；当加热室1内的压力高于安全阀25的开启压力时，安全阀25内的压簧42被压缩，锥形阀芯43离开喇叭口39，从而使加热室1内的蒸汽及水通过喇叭口39及支撑孔板41，流经换热器的风冷换热管30后经第五管路33进入储水池26的底部，蒸汽进入储水池26后被储水池26内的水吸收，从而不会对工作环境产生蒸汽污染。加热室1内的压力越高，锥形阀芯43离开主气孔38和副气孔40的距离越远，锥形阀芯43与喇叭口39侧壁之间形成的气流通路越宽，气阻越小，单位时间内通过的水及蒸汽越多，达到加热室1内的压力越高、卸压速度越快的技术效果。副气孔40的设置，能够加快卸压速度，并且强化加热室1内的压力越高、卸压速度越快的技术效果。

当加热室1内的压力低于安全阀25的开启压力时，在压簧42的弹力作用下锥形阀芯43压紧喇叭口39，封堵所主气孔38和各副气孔40，从而关闭安全阀25；

如果不先打开第一阀门46而直接打开第二阀门12，可能导致加热室1内的水及蒸汽因压力升高（锅炉内的水会因不流动而汽化，导致压力升高）而倒流向防烧干水箱8，这样将会造成防烧干水箱8内的水无法向下流入加热室1，直到加热室1内的水烧干、蒸汽压力低于防烧干水箱8的水压，从而在此过程中造成安全问题和蒸汽污染问题。

在意外停电时的运行过程中，工作人员持续进行以下两种操作：

①观察温度表15，当温度表15显示加热室1的水温低于50度后，关闭第二阀门12；加热室1内的水温回升至75度以上之后，重新打开第二阀门12；本操作能够防止防烧干水箱8内的水过快流入加热室1，以至于未充分吸收加热室1内的热能就通过锅炉出水管3流出去。本操作的意义在于停电时充分利用防烧干水箱8内水吸收热能的能力。

②通过第一透明管13观察防烧干水箱8内的液位，当防烧干水箱8内液位低于防烧干水箱8高度的1/3时，打开第三阀门17和放空阀14，使补水箱9中的水通过第三管路16注入防烧干水箱8，防烧干水箱8注满水或者补水箱9内的水用尽时，关闭第三阀门17和放空阀14。

意外停电时的运行方法中，工作人员观察第一压力表23的压力，当第一压力表23的示数大于等于安全阀25的开启压力时，打开冷却风机27，冷却风机27抽取环境空气并将环境空气沿第七管路35送入换热器的壳体29，在壳体29内流经各圆环翅片31后经第六管路34后流出，从而迅速冷却通过风冷换热管30的水及蒸汽，防止储水池26中的水温过高、蒸汽从储水池26中溢出形成蒸汽污染。

使用时，锅炉出水管3连接用热单位。加热室1内压力过高时，流出的汽水混合物温度较高，如通过安全阀25后直接排放将产生大量的蒸汽，污染工作环境，使厂区墙壁因长期潮湿而受损。本发明中，从安全阀25流出的汽水混合物送入壳体29，通过壳体29的风冷换热管30时，与管外的冷却气流发生热交换。圆环翅片31的设置能够大幅提高换热效率，并且因为通孔45的存在而不过多影响冷却空气的流动。经过换热后，汽化混合物中的大部分蒸汽冷凝为水，最后通过第五管路33注入储水池26的底部。

如果第五管路33没有通入储水池26的底部，而是开口在储水池26液面上方，那么从第五管路33仍然会流出部分蒸汽，对环境造成少量蒸汽污染；第五管路33通入储水池26的底部，则可以完全避免蒸汽弥散到大气中的现象。

以上实施例仅用以说明而非限制本发明的技术方案，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明进行修改或者等同替换，而不脱离本发明的精神和范围的任何修改或局部替换，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。