白素洁 朱海叶 王怀南 王建
河南中裕燃气工程设计有限公司 河南郑州 450018
摘 要：明确了哪种类型的锅炉可设于地下室，通过对地下室燃气锅炉设计存在问题进行分析，根据国家现行的燃气及燃气相关专业标准、规范要求，采取一些措施，保证地下室燃气锅炉用户供气质量与安全。
关键词：燃气锅炉；燃气引入管；燃气工程
一 概述
燃气锅炉中使用最多的是天然气锅炉，由于燃气锅炉相比同容量燃煤锅炉具有经济效益好、热效率高，再加上国家环保与政府的大力推广政策，燃气锅炉广泛用于于化工、制衣、冶金、石油、酒店 、温泉、宾馆、洗浴等行业。
地下室燃气锅炉因其所处环境的特殊性，设计比较复杂，本文根据国家现行的燃气及燃气相关专业标准、规范要求，结合地下室燃气锅炉实际情况，做了问题分析，在具体实践设计中采取了一些措施，以保证地下室燃气锅炉用户供气质量与安全。
二 存在问题
1、哪种类型燃气锅炉可设置在地下室。
2、地下室燃气锅炉燃气管线设计技术要求，包括管材、管件、阀门与调压计量设备的选取，连接方式及检验，燃气管敷设方式、放散管选取要求等。
3、消防安全措施设计，包括锅炉房防雷防静电设计、电磁阀连锁报警、排风排烟系统等安全技术要求。
三 问题分析与解决措施
1、燃气锅炉按照体型可以分为卧式燃气锅炉和立式燃气锅炉；按照产品用途可以分为燃气蒸汽锅炉和燃气热水锅炉；按照压力可以分为负压或冷凝或真空燃气锅炉（炉体压力低于大气压力）、承压燃气锅炉（炉体压力大于大气压力）和常压燃气锅炉（炉体压力等于大气压力）。真空燃气锅炉与常压燃气锅炉都是热水炉，承压燃气锅炉属于特种设备，包括燃气蒸汽锅炉和燃气承压热水锅炉，燃气热水锅炉一般用于采暖洗浴，燃气蒸汽锅炉一般用于工业。
锅炉产品识别型号参照下图：
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图1 锅炉产品型号组成示意图
真空（负压）燃气锅炉、常压燃气锅炉和承压燃气锅炉的区别，型号表示上，相比承压燃气锅炉，常压燃气锅炉型号前面多个C，真空（负压）燃气锅炉型号前面多个Z。
常(负)压燃气锅炉可设置在地下二层靠建筑物外墙部位，锅炉房设在多层或高层建筑的半地下室或第一层时，每台锅炉的额定蒸发量不超过10t/h，额定蒸汽压力不超过1.6MPa；由于条件限制锅炉房需要设置在高层或多层建筑的地下室、楼层中间或顶层时，每台锅炉的额定蒸发量不超过4t/h，额定蒸汽压力不超过1.6MPa。
2、锅炉房燃气管线设计，按下列流程图进行设计。
LNG槽车 运输 储配站卸车 液化天然气储罐
高峰供气 空浴式汽化器
冬季开机 加热器
CNG槽车运输 储配站卸车 节流减压 调压 0.4MPa 计量
加臭 出站去市区管网 过滤、调压 计量 供气
NG市区管网0.4MPa 锅炉
图2 锅炉燃气设计管线流程图
地下室燃气锅炉房燃气管材选用20#无缝钢管，管件选用20#无缝钢制管件，管材、管件壁厚不得小于4mm,一般中压A天然气管道最高设计压力为0.4MPa，这里提高一个等级阀门阀件公称压力一般选为1.0MPa，除阀门仪表必要的法兰连接与仪表丝扣连接外，其余接口均采用焊接，钢管道的固定焊口应进行100%射线照相检验，活动焊口应进行10%射线照相检验，其质量不得低于《现场设备、工业管道焊接工程施工与质量验收规范》GB50683-2011中的Ⅲ级。锅炉房内燃气管宜明设，当燃气立管设在便于安装和检修的管道竖井内时，燃气立管可与空气、惰性气体、上下水、热力管道等设在一个公用竖井内，但不得与电线、电气设备或氧气管、进风管、回风管、排气管、排烟管、垃圾道等共用一个竖井，管道竖井的墙体应为耐火极限不低于1.0h的不燃烧体，井壁上的检查门应采用丙级防火门。建筑物底层管道井防火检修门的下部，应设置带有电动防火阀的进风百叶；管道井顶部应设置通大气的百叶窗；管道井应采用自然通风。管道井内的燃气管道尽量不设或少设阀门等附件。管道井内的燃气管道的最高压力不得大于0.2MPa，燃气管道应涂黄色防腐识别漆，管道井应每隔2～3层做相当于楼板耐火极限的不燃烧体进行防火分隔，且应设法保证平时竖井内自然通风和火灾时防止产生“烟囱”作用的措施。
调压设施选取，根据接气点中压管线压力、锅炉用气压力与锅炉最大用气量的1.2倍选择合适型号的调压箱（柜），对于热负荷比较大的锅炉来说，在点火瞬间，燃气流量骤增的情况下，由于调压器压力调整的滞后性，可能出现压力严重降低的情况；据调压器厂家介绍，一般直接式调压器的调整时间为0.5秒左右，间接式调压器的调整时间为3秒左右，所以对于锅炉等燃气流量变化较大的设备选用直接式调压器较为合理。燃气调压装置应设置在有围护的露天场地上如调压柜设护栏或调压站（地上独立的建、构筑物）内，不应设置在地下建、构筑物内。
选择哪种类型流量计进行计量可参照表1。
表1 常用不同类型流量计性能比较
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根据表1中常用不同类型流量计性能比较，实际设计中锅炉常选用带温压补偿的涡轮流量计与超声波流量计，设计时要注意厂家对流量计接管前后直管段长度要求。
由于锅炉房内空间有限，可将流量计可与调压器一起设计在室外调压计量柜或撬内，调压计量柜距邻近建筑物外墙净距不小于4.0m且四周应设护栏。
天然气因相对密度小于0.75，燃气管道应设在锅炉房内空气流通的高处，燃气引入管从锅炉房高处引入室内，燃气管道不得穿过卧室、卫生间、易燃或易爆品的仓库、有腐蚀性介质的房间、发电间、配电间、变电室、不使用燃气的空调机房、通风机房、计算机房、电缆沟、暖气沟、烟道和进风道、垃圾道等地方，当必需穿越防火墙时，其穿孔间隙应采用非燃烧物填实。从室内燃气管高处架空至锅炉燃烧器接口附近下翻与锅炉对接。
进燃气设备前的阀门与锅炉燃烧器阀门之间应设放散管。燃气放散管管径，按表2进行选取。放散管的阀门前应装有取样管。压力不同的放散管不能共用。放散管上需安装与放散管同管径的球阀。
表2锅炉房燃气系统放散管直径选用
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放散管管口应当高出屋脊（或平屋顶）lm以 上或设置在地面上安全处，在空旷地区，放散管高度可在管道高度的3米以上，放散管口距地面10米以上。放散管的顶端出口，应当要制成有导向角，这样可防止雨雪进入管道和放散物进入房间。当建筑物位于防雷区之外时，放散管的引线应当接地，接地电阻应小于100欧姆。
3、在锅炉房及燃气管线进出的房间，房间换气次数不得少于3次/小时，应有独立的事故机械通风设施且与可燃气体报警器联锁，正常工作时，其换气次数不得少于6次小/时，事故通风时，其换气次数不得少于12次小/时，燃气引入管应设球阀和电磁阀，电磁阀安装在水平管上，必须为常开型且质量可靠。采取电磁阀连锁报警系统，控制器采用三芯屏蔽线与探测器连（单芯线径不低于0.75mm国标线，依实际距离而定），将屏蔽层与控制器机壳相连并可靠接地。当采用RVV线缆时，应穿金属管并将金属管可靠接地。当采用RVV线缆时，应穿金属管并将金属管可靠接地。
锅炉房内应设置天然气浓度检测报警器，因天然气比重小于空气，检（探）测器方向向下；其安装高度应高出释放源0.5m-2m或者距离顶棚0.3-0.6米处。与用气设施或阀门的间距不得大于8m。管道井内每隔4～5层设一燃气浓度检测报警器，上、下两个报警器的高度差不应大于20m。报警器安装位置距离气源半径1.5米范围内，通风良好处，不能将报警器安装在墙角、柜内等空气不易流通的位置、易被油烟等直接熏着的位置。报警器与电磁阀、排烟风机等排气设备连锁且集中管理监视，报警器系统应有备用电源。设有防灾中心时，应将信号传至防灾中心。
锅炉房属于二类防雷建筑物，为防止雷电的引入，进出建筑物的燃气管道的进出口处，室外的屋面管、立管、放散管、引入管和燃气设备等处均应有防雷、防静电接地设施；屋面放散管和排烟管处应加设阻火器，并就近与屋面防雷可靠连接，燃气放散管管顶或其附近应设置避雷针，其针尖高处距管顶不应小于3米，并使其保护范围高处管顶不小于1米。架空敷设的燃气管的始端、末端、分支处以及直线段每隔200~300米处。应设置接地装置，其冲击接地电阻不应大于30欧姆，接地点应设在固定管墩（架）处。距离建筑物100米内的管道，应每隔25米左右接地一次，其冲击接地电阻不应大于10欧姆。防雷、防静电接地一般采用接的卡（也称抱箍），用Ф10mm的热镀锌圆钢或是用不小于4mm2的铜芯线与建筑的总等电位箱端子相连；如没有总等电位箱，可以直接与建筑的接地相连，接地电阻值不大于4欧姆。在管道连接处如弯头、法兰、阀门等处不能与金属管道良好接触处，用金属软线将两端跨接。
燃气锅炉房内应有固定的防爆照明设备，应设除卤代烷以外的自动灭火系统,灭火器配置数量一般按50平方米一只，但锅炉房内不得少于两只。
四 结论与建议
进行地下室燃气锅炉燃气工程设计时，要弄清楚哪种类型燃气锅炉可放置于地下室；对符合条件安装于地下室的燃气锅炉，其所选管材管件阀门等设施压力要提高一个压力等级进行设计，锅炉房设置在地下室时，应采取强制通风措施。燃气引入管引入锅炉房时，不宜从泄爆口处引入，有条件的应该提前与锅炉用户联系介入预留燃气引入管管位套管。设计中地下室燃气锅炉用户燃气引入管有条件的可考虑从设备进出位置口引入室内，其燃气放散管可考虑从管道井或从燃气引入管位处引出到室外。地下燃气锅炉房燃气工程设计要取得当地消防部门的认可。
四、参考资料
1《锅炉房设计规范》（GB50041-2008）
2《锅炉安全技术监察规程》（TSG G001-2012）
3《城镇燃气设计规范》（GB50028-2006）
4《建筑设计防火规范》（GB50016-2014）
5《石油化工企业可燃气体和有毒气体检测报警设计规范》(GB50493-2009）
6《城镇燃气防雷技术规范》（QX/T109-2009）
7《爆炸和火灾危险环境电力装置设计规范》（GB50058-2014）