一．概述
隨之近幾年火力發(fā)電機(jī)組大型化及國(guó)內(nèi)環(huán)保要求的不斷提高，燃煤鍋爐的煙氣系統(tǒng)較過(guò)去有了較大的變化。在脫硫系統(tǒng)取消旁路煙道后，采用鍋爐引風(fēng)與煙氣脫硫增壓風(fēng)機(jī)的聯(lián)合風(fēng)機(jī)方案已成為當(dāng)前煙氣引風(fēng)系統(tǒng)設(shè)計(jì)的主流方案。同時(shí)考慮煙氣系統(tǒng)增設(shè)脫硝裝置、煙氣再熱裝置（GGH）及布袋除塵器（電袋復(fù)合式除塵器）等設(shè)備，將使煙氣系統(tǒng)阻力大幅增加，相應(yīng)的引風(fēng)機(jī)的選型揚(yáng)程也大幅增加。當(dāng)鍋爐事故或啟停時(shí)，送風(fēng)擋板全部關(guān)閉而引風(fēng)機(jī)全開(kāi)的工況下，鍋爐爐膛（除塵器）會(huì)出現(xiàn)瞬態(tài)特別大負(fù)壓，當(dāng)鍋爐爐膛（除塵器）的瞬態(tài)承壓壓力低于引風(fēng)機(jī)TB點(diǎn)揚(yáng)程時(shí)，有可能對(duì)爐膛結(jié)構(gòu)造成性的損壞。因此，應(yīng)采用有效的保護(hù)措施以避免出現(xiàn)爐膛（除塵器）瞬態(tài)負(fù)壓過(guò)高而導(dǎo)致內(nèi)爆的運(yùn)行事故。
二：性能選擇
按《電力工業(yè)鍋爐壓力容器監(jiān)察規(guī)程》（DL 612-1996）5.33條的規(guī)定，“火室燃燒鍋爐爐膛與煙道應(yīng)具有一定的承壓能力，在承受局部瞬間爆燃?jí)毫蜖t膛突然滅火引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)瞬間的特別大抽力時(shí)，不因任何支撐部件的屈服或彎曲而產(chǎn)生變形。額定蒸發(fā)量220t/h 及以上的鍋爐，當(dāng)采用平衡通風(fēng)時(shí)，爐膛承壓能力不小于±3.92kPa。但設(shè)計(jì)預(yù)留有除硫裝置的鍋爐除外?！?本規(guī)定為爐膛承壓能力的低要求，對(duì)于大型鍋爐隨著鍋爐容量的增大，燃燒室壁面在發(fā)生滅火或爆燃時(shí)，可能承受的總壓力隨壁面面積的增加而增大。對(duì)負(fù)壓燃燒的鍋爐，當(dāng)氣粉混合物突然滅火及爆燃時(shí)，燃燒室壁面將承受很大的外部壓力或內(nèi)部壓力。在設(shè)計(jì)燃燒室時(shí)，對(duì)此壓力的估算選用值十分重要。選值大，燃燒室運(yùn)行較安全，但造價(jià)增加；選值小，則出現(xiàn)上述事故時(shí)，將造成設(shè)備嚴(yán)重?fù)p壞。大型鍋爐因滅火爆燃而引起燃燒室嚴(yán)重?fù)p壞的事故時(shí)有發(fā)生，隨著引風(fēng)機(jī)TB點(diǎn)揚(yáng)程的不斷增加，合理的選擇燃燒室承壓能力是保證機(jī)組安全運(yùn)行的重要課題。
當(dāng)前國(guó)內(nèi)的我國(guó)引進(jìn)300 MW、600 MW 鍋爐技術(shù)時(shí)確定爐膛設(shè)計(jì)瞬態(tài)承壓能力主要依據(jù)美國(guó)防火協(xié)會(huì)NFPA 85《鍋爐及燃燒系統(tǒng)防爆標(biāo)準(zhǔn)》（2001）的規(guī)定將大型鍋爐正常運(yùn)行的爐膛防爆壓力選擇為±5.6KPa，瞬時(shí)防爆壓力為±8.7KPa，也有部分鍋爐考慮脫硫、脫硝等系統(tǒng)阻力后，將爐膛防爆壓力選擇為±6.5KPa，瞬時(shí)防爆壓力為±9.8KPa。但盡管如此，如采用上述的二合一引風(fēng)機(jī)，爐膛的瞬時(shí)防爆壓力仍低于引風(fēng)機(jī)TB點(diǎn)揚(yáng)程，如進(jìn)一步提高鍋爐燃燒室承受負(fù)壓的能力，對(duì)于大型鍋爐來(lái)說(shuō)將花費(fèi)非常大的代價(jià)。因此，在新版的NFPA85《鍋爐及燃燒系統(tǒng)防爆標(biāo)準(zhǔn)》2004版中，對(duì)爐膛設(shè)計(jì)瞬態(tài)負(fù)壓規(guī)定為至少是-8.7 kPa，但不一定要求超過(guò)此值。在該標(biāo)準(zhǔn)的解釋性附錄中舉例說(shuō)，如果引風(fēng)機(jī)在環(huán)境溫度下T．B點(diǎn)壓力9.9 kPa，爐膛設(shè)計(jì)瞬態(tài)負(fù)壓至少是-8.7 kPa；但不一定取-9.9 kPa。根據(jù)NFPA85的規(guī)定，當(dāng)引風(fēng)機(jī)在環(huán)境溫度下T．B點(diǎn)壓頭或零流量點(diǎn)壓頭超過(guò)8．7kPa時(shí)，可采取以下兩種方法。(1)核算爐膛設(shè)計(jì)壓力使之不低于引風(fēng)機(jī)在環(huán)境溫度下的特別大壓頭的負(fù)值，這是依靠鍋爐結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)來(lái)滿(mǎn)足防爆要求；(2)爐膛設(shè)計(jì)瞬態(tài)負(fù)壓取-8.7 kPa，同時(shí)按NFPA85“爐膛壓力控制系統(tǒng)”章節(jié)中6．5．2款規(guī)定設(shè)計(jì)爐膛壓力控制系統(tǒng)，這是依靠控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)來(lái)滿(mǎn)足防爆要求。
我國(guó)在即將頒布的《大中型火電廠設(shè)計(jì)技術(shù)規(guī)范》中也規(guī)定：煤粉鍋爐爐膛設(shè)計(jì)瞬態(tài)承受壓力的標(biāo)準(zhǔn)值取為±8.7 kPa，而且不必要取得更大；爐膛設(shè)計(jì)瞬態(tài)負(fù)壓按引風(fēng)機(jī)在環(huán)境溫度下的T.B 點(diǎn)能力取用，并且不要求負(fù)壓值大于8.7 kPa；對(duì)于煤粉鍋爐和循環(huán)流化床鍋爐，當(dāng)引風(fēng)機(jī)在環(huán)境溫度下的T.B 點(diǎn)負(fù)壓值大于8.7 kPa 時(shí)，為了使?fàn)t膛內(nèi)爆風(fēng)險(xiǎn)降至特別小，設(shè)計(jì)中需對(duì)引風(fēng)機(jī)選型特性、煙道設(shè)計(jì)、熱控保護(hù)設(shè)施配置標(biāo)準(zhǔn)及控制方式的適應(yīng)條件進(jìn)行分析，爐膛的壓力控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)符合NFPA85 標(biāo)準(zhǔn)中防內(nèi)爆保護(hù)的規(guī)定。鍋爐燃燒制粉系統(tǒng)與設(shè)備的設(shè)計(jì)，應(yīng)與鍋爐本體設(shè)計(jì)及鍋爐爐膛安全保護(hù)監(jiān)控系統(tǒng)相適應(yīng)，并須符合DL/T435《電站煤粉鍋爐爐膛防爆規(guī)程》或NFPA85標(biāo)準(zhǔn)中有關(guān)條款的規(guī)定。
三：裝置應(yīng)用
從上述的國(guó)內(nèi)外的規(guī)范來(lái)看，均不主張通過(guò)增加鍋爐鋼材耗量的方法，提高爐膛（除塵器）設(shè)計(jì)瞬態(tài)防爆壓力，而應(yīng)當(dāng)通過(guò)準(zhǔn)確核算爐膛壓力確定瞬時(shí)承壓值或通過(guò)控制保護(hù)來(lái)防止鍋爐內(nèi)爆，而鍋爐承受瞬時(shí)負(fù)壓值不宜超過(guò)-8.7Kpa，其值小于引風(fēng)機(jī)TB點(diǎn)揚(yáng)程，因此須采取有效的措施對(duì)爐膛進(jìn)行保護(hù)，避免因內(nèi)爆導(dǎo)致其結(jié)構(gòu)產(chǎn)生嚴(yán)重的損壞。
根據(jù)《火力發(fā)電廠熱工自動(dòng)化系統(tǒng)檢修運(yùn)行維護(hù)規(guī)程》（DL/T774-2004）的規(guī)定，當(dāng)鍋爐送風(fēng)機(jī)跳閘時(shí)，引風(fēng)機(jī)也應(yīng)同時(shí)跳閘，但在DCS系統(tǒng)組態(tài)時(shí)，系統(tǒng)僅能在收到送風(fēng)機(jī)跳閘信號(hào)后，才能向引風(fēng)機(jī)發(fā)出跳閘指令，這使得鍋爐爐膛的負(fù)壓有可能出現(xiàn)瞬時(shí)的很大值。而其它調(diào)節(jié)設(shè)施如動(dòng)調(diào)風(fēng)機(jī)的動(dòng)葉開(kāi)度，離心風(fēng)機(jī)的擋板開(kāi)度及變頻調(diào)速設(shè)備等，其調(diào)節(jié)均需要時(shí)間，無(wú)法滿(mǎn)足瞬時(shí)降低爐膛負(fù)壓的要求。因此，在鍋爐煙氣系統(tǒng)上增加一套負(fù)壓保護(hù)裝置，使其在瞬時(shí)能將由引風(fēng)機(jī)出現(xiàn)特別大抽力引起的爐膛負(fù)壓泄掉，將能很好的彌補(bǔ)控制系統(tǒng)中由于控制序列引起滯后帶來(lái)的問(wèn)題，同時(shí)對(duì)控制系統(tǒng)故障也增設(shè)了一層保護(hù)。更為重要的時(shí)，該保護(hù)裝置的造價(jià)很低，能夠以非常小的成本，特別大限度的保證鍋爐爐膛（除塵器）的安全性。
四．工作原理
該設(shè)備目前設(shè)計(jì)采用機(jī)械與智能相結(jié)合，驅(qū)動(dòng)為氣源，為使觸發(fā)信號(hào)具有十分靈敏，準(zhǔn)確無(wú)誤，采用爐膛負(fù)壓信號(hào)及門(mén)體負(fù)壓信號(hào)雙重觸點(diǎn)，當(dāng)觸點(diǎn)信號(hào)經(jīng)智能系統(tǒng)由傳感器給差壓變送器，再由差壓變送器來(lái)控制裝置，由此先來(lái)打開(kāi)氣壓接著帶動(dòng)裝置開(kāi)啟。當(dāng)傳感信號(hào)低于限定設(shè)計(jì)值時(shí)，及整定壓力，負(fù)壓門(mén)將自動(dòng)關(guān)閉。以N300MW機(jī)為例，一般情況下，限定設(shè)計(jì)值為—87KPa自動(dòng)開(kāi)啟，低于則自動(dòng)關(guān)閉。
五：技術(shù)特點(diǎn)
鍋爐負(fù)壓自動(dòng)保護(hù)門(mén)二種形式目前正申報(bào)專(zhuān)利，它的發(fā)明將。
1.開(kāi)啟十分靈敏，時(shí)間極短，可控制在1-2秒內(nèi)（目前市場(chǎng)上使用的超導(dǎo)式爆防門(mén)也需10秒以上，且進(jìn)風(fēng)量難以保證）。
2.泄密容量大，1-2秒內(nèi)使?fàn)t內(nèi)瞬時(shí)恢復(fù)工作狀態(tài)。
3.設(shè)計(jì)合理，便于煙道安裝，特殊位置可另設(shè)計(jì)。
4.可耐高溫高壓，即±1.8 KPa，340℃以上。
5.具有防腐耐磨效果，由于使用精湛工藝，該設(shè)計(jì)不會(huì)因高濃度煙氣飛灰造成機(jī)械卡澀而拒動(dòng)。
6.可使用在惡劣的室外環(huán)境下±40℃。使用壽命不低于20年。
六．選型指南
為方便用戶(hù)在采選設(shè)備時(shí)方便，專(zhuān)利人特地把針對(duì)性的機(jī)組容量歸為下表，
具體參數(shù)供參考：
七：訂貨需知：
1.鍋爐容量及煙風(fēng)系統(tǒng)流程圖
2.煙氣成分及其介質(zhì)腐蝕磨損情況
3.提供煙道具體結(jié)構(gòu)圖
4.提供氣源路線圖及具體參數(shù)（壓力、溫度）
5.提供DCS及PLC連接端口圖
客服