В газоиспользующих установках при работе на газообразном топливе должны быть определены тепловое напряжение топочного объема и соответствие размеров и конфигурации тракта уходящих газов их объему и температуре.
Устанавливаемые на агрегатах газогорелочные устройства должны изготавливаться серийно в соответствии с нормативными документами. В отдельных случаях допускается применять горелки, изготовленные по индивидуальным заказам по утвержденной документации, согласованной с «Госпромнадзором».
Расстояние от выступающих частей газовых горелок или арматуры до стен или других частей здания, а также до сооружений и оборудования должно быть не менее 1 м по горизонтали.
Для розжига газовых горелок и наблюдения за их работой следует предусматривать смотровые отверстия с крышками.
Перед горелками, в которые подается готовая газовоздушная смесь, а также при подводке кислорода к горелкам для резки и сварки металла для предотвращения проникания пламени в подводящий трубопровод следует предусматривать установку огнепреградителей.
Уровень шума, создаваемого газогорелочными устройствами, не должен превышать указанного для соответствующих помещений (обычно принимают, что уровень шума горелок не должен превышать 80Дб).
Работа газоиспользующих установок без включения приборов контроля и защиты запрещается.
Горелки котлов мощностью свыше 100 кВт и промышленных газоиспользующих установок должны быть оснащены устройством контроля герметичности запорной арматуры.
Если при розжиге горелки или в процессе регулирования произошел отрыв, проскок или погасание пламени, подача газа на горелку и ЗУ должна быть немедленно прекращена.
К повторному розжигу разрешается приступить после вентиляции топки и газоходов в течение времени, указанного в технологической инструкции, а также устранения причины неполадок. Продувать газопроводы котла через трубопроводы безопасности и газогорелочные устройства запрещается.
Газифицируемые производственные агрегаты должны быть оборудованы КИП для измерений:
давления газа у горелки или группы горелок после последнего (по ходу газа) отключающего устройства и при необходимости у агрегата;
давления воздуха в воздуховоде у горелок после последнего шибера или дроссельной заслонки и, при необходимости, у вентиляторов;
разрежения в топке и, при необходимости, в дымоходе до шибера.
Размещение КИП следует предусматривать у места регулирования измеряемого параметра или на специальном приборном щите. При установке приборов на приборном щите допускается использование одного прибора с переключателем для измерения параметров в нескольких точках.
Присоединение КИП и приборов автоматики к газопроводам с давлением газа свыше 0,1 МПа следует предусматривать с помощью стальных труб. Для коммутации щитов КИП и автоматики допускается применение трубок из цветных металлов.
На отводах к КИП должны предусматриваться отключающие устройства. При давлении газа до 0,1 МПа допускается предусматривать присоединение КИП с помощью резинотканевых рукавов длиной не более 1 м, а также резиновых трубок. При выборе рукавов необходимо учитывать стойкость их к транспортируемому газу при заданных давлении и температуре.
На паровых и водогрейных котлах должно предусматриваться измерение:
- давление газа в газопроводе котла до и после РК;
- давление газа перед каждой горелкой за последним по ходу газа отключающим устройством;
- перепада давления воздуха перед горелками и дымовых газов на уровне горелок или в верхней части топки (для котлов, работающих под наддувом);
- перепада давления между воздухом в «теплом ящике» и дымовыми газами топки;
- давления воздуха в общем коробе и воздуховодах по сторонам котла (кроме котлов, работающих под наддувом);
- разрежения или давления дымовых газов вверху топки;
- давления воздуха перед горелкой за последним отключающим устройством.
Конструкции топки котла и газогорелочных устройств, их компоновка должны обеспечивать устойчивый процесс горения при различных режимах работы котла (розжиг, стационарный, переменный режим), его контроль, а также исключить возможность образования застойных зон.
Газоиспользующие установки должны быть оборудованы автоматикой технологического регулирования подачи газа, воздуха, воды, давления разрежения, обеспечивающей максимальный КПД установки, экономию топлива и т.д.
Газифицируемые производственные агрегаты должны быть оборудованы автоматикой безопасности, обеспечивающей прекращение подачи газа при:
- недопустимом отклонении давления газа от заданного;
- погасании пламени у рабочих горелок или группы горелок, объединенных в блок;
- уменьшении разрежения в топке (для агрегатов, оборудованных дымососами или инжекционными горелками);
- понижении давления воздуха (для агрегатов, оборудованных горелками с принудительной подачей воздуха).
Допускается не оборудовать производственные агрегаты автоматикой безопасности, обеспечивающей прекращение подачи газа при погасании пламени у рабочих горелок или группы горелок, если технологический процесс сжигания газа и условия эксплуатации агрегатов (температура в топочном пространстве, число и размещение горелок, частота остановок и пуска агрегатов и др.) обеспечивают безопасность работы газифицированных агрегатов.
Для производственных агрегатов, отдельных горелок или группы горелок, объединенных в блок, имеющих номинальную тепловую мощность менее 5,6 кВт (0,5 м3/ч), автоматику безопасности допускается не предусматривать.
Необходимость оборудования производственных агрегатов автоматикой безопасности для отключения газа при нарушении не указанных выше параметров и обеспечения автоматического регулирования процессов горения решается в зависимости от мощности, технологии и режима работы агрегатов и определяется заданием на проектирование.
Для производственных агрегатов, не допускающих перерывов в подаче газа, отключение подачи газа в системе автоматики безопасности может быть заменено сигнализацией об изменении контролируемых параметров.
В соответствии с действующими нормативными документами каждая газоиспользующая установка (котел), ее топка, газоходы и борова должны быть оборудованы предохранительными взрывными клапанами.
Число взрывных клапанов, их расположение и размеры должна определять проектная организация.
Взрывные предохранительные клапаны допускается не предусматривать в обмуровке одноходовых по дымовым газам котлов, для вертикальных цилиндрических котлов, котлов локомобилей и паровозного типа, а также на дымоходах перед дымососами.
Необходимость установки взрывных клапанов на промышленных печах и дымоходах от них, а также места установки взрывных клапанов и их число следует определять по нормам технологического проектирования, а при отсутствии указанных норм – проектной организацией.
Площадь одного взрывного клапана следует принимать не менее 0,05 м2.
Взрывные предохранительные клапаны следует предусматривать в верхней части топки и дымоходов, а также в других местах, где возможно скопление газа.
При невозможности установки взрывных клапанов в местах, безопасных для обслуживающего персонала, должны быть предусмотрены защитные устройства на случай срабатывания клапана.
Образование взрывоопасных газовоздушных смесей в топках, газоходах и боровах установок может иметь место при утечках газа через арматуру, при погасании пламени горелок в процессе эксплуатации и т. п. Даже небольшие утечки газа могут образовывать взрывоопасные смеси, так как объемы топок и газоходов сравнительно невелики.
Взрыв газовоздушной смеси в топках и газоходах приводит к мгновенному адиабатическому расширению продуктов горения и возрастанию давления, которое может разрушить ограждающие конструкции тепловой установки.
Для предотвращения разрушения ограждающих конструкций топок и газоходов тепловых установок, при возможных взрывах газовоздушных смесей в них необходимо устанавливать предохранительные взрывные клапаны, которые должны срабатывать при давлениях, меньших, чем разрушающие конструкции установок давления. Эти клапаны обеспечивают своевременный сброс давления продуктов сгорания из камеры, где происходит взрыв.
Для паровых котлов паропроизводительностью до 10 т/ч и водогрейных котлов с температурой нагрева воды до 115ºС суммарная площадь предохранительных взрывных клапанов должна составлять не менее 200 см2 на каждый кубический метр внутреннего объема топки, газохода или борова.
Предохранительные взрывные клапаны устанавливают в кладке или обмуровке топки, последнего газохода котла или газохода водяного экономайзера, золоуловителя, газохода до дымососов, горизонтального газохода после дымососа до дымовой трубы.
Применяют различные конструкции предохранительных взрывных клапанов. Наибольшее распространение получили клапаны разрывного, откидного и сбросного типов. Их устанавливают на перекрытиях и стенках топки, газоходов и боровов. Место установки клапанов целесообразно увязывать с зонами наиболее вероятного скопления утечек газа, зонами образования газовых мешков, а также располагать их так, чтобы при срабатывании взрывной волной не поражался обслуживающий персонал. Если же последнее условие выполнить не удается, необходимо после клапана иметь защитный короб или козырек, прочно прикрепленный к агрегату и отводящий взрывной выхлоп в сторону. Форма взрывных клапанов должна быть квадратной или круглой, так как в этом случае для разрыва мембраны требуется меньшее давление.
Разрывной клапан имеет мембрану из листового асбеста толщиной 2 ÷ 3 мм, которая при взрыве в топке разрушается. Через образованное отверстие продукты сгорания сбрасываются в окружающую среду и давление в топке и газоходах быстро падает. Асбестовый лист такой толщины непрочен и не выдерживает динамической нагрузки, связанной с изменением разрежения и пульсации в камере. Для повышения долговечности перед мембраной со стороны топки монтируют металлическую сетку с ячейками 40×40 или 50×50 мм. Асбестовый лист и сетку зажимают фланцами, которые крепят к металлическому коробу, прочно вмонтированному в обмуровку теплового агрегата. Необходимо также учитывать, что асбестовый лист обладает определенной термостойкостью: он может длительно работать при температуре до 500ºС, а кратковременно 700°С. Поэтому предохранительные взрывные клапаны должны устанавливаться так, чтобы асбестовая мембрана не подвергалась интенсивному нагреву от факела и раскаленной кладки. Клапаны разрывного типа просты и дешевы. Однако в процессе эксплуатации асбестовый лист часто разрушается от воздействия тепловых потоков топки. Правда, замена асбестовой мембраны не представляет затруднений, так как в самой конструкции предохранительного клапана это предусмотрено.