一．概述
随之近几年火力发电机组大型化及国内环保要求的不断提高，燃煤锅炉的烟气系统较过去有了较大的变化。在脱硫系统取消旁路烟道后，采用锅炉引风与烟气脱硫增压风机的联合风机方案已成为当前烟气引风系统设计的主流方案。同时考虑烟气系统增设脱硝装置、烟气再热装置（GGH）及布袋除尘器（电袋复合式除尘器）等设备，将使烟气系统阻力大幅增加，相应的引风机的选型扬程也大幅增加。当锅炉事故或启停时，送风挡板全部关闭而引风机全开的工况下，锅炉炉膛（除尘器）会出现瞬态特别大负压，当锅炉炉膛（除尘器）的瞬态承压压力低于引风机TB点扬程时，有可能对炉膛结构造成性的损坏。因此，应采用有效的保护措施以避免出现炉膛（除尘器）瞬态负压过高而导致内爆的运行事故。
二：性能选择
按《电力工业锅炉压力容器监察规程》（DL 612-1996）5.33条的规定，“火室燃烧锅炉炉膛与烟道应具有一定的承压能力，在承受局部瞬间爆燃压力和炉膛突然灭火引风机出现瞬间的特别大抽力时，不因任何支撑部件的屈服或弯曲而产生变形。额定蒸发量220t/h 及以上的锅炉，当采用平衡通风时，炉膛承压能力不小于±3.92kPa。但设计预留有除硫装置的锅炉除外。” 本规定为炉膛承压能力的低要求，对于大型锅炉随着锅炉容量的增大，燃烧室壁面在发生灭火或爆燃时，可能承受的总压力随壁面面积的增加而增大。对负压燃烧的锅炉，当气粉混合物突然灭火及爆燃时，燃烧室壁面将承受很大的外部压力或内部压力。在设计燃烧室时，对此压力的估算选用值十分重要。选值大，燃烧室运行较安全，但造价增加；选值小，则出现上述事故时，将造成设备严重损坏。大型锅炉因灭火爆燃而引起燃烧室严重损坏的事故时有发生，随着引风机TB点扬程的不断增加，合理的选择燃烧室承压能力是保证机组安全运行的重要课题。
当前国内的我国引进300 MW、600 MW 锅炉技术时确定炉膛设计瞬态承压能力主要依据美国防火协会NFPA 85《锅炉及燃烧系统防爆标准》（2001）的规定将大型锅炉正常运行的炉膛防爆压力选择为±5.6KPa，瞬时防爆压力为±8.7KPa，也有部分锅炉考虑脱硫、脱硝等系统阻力后，将炉膛防爆压力选择为±6.5KPa，瞬时防爆压力为±9.8KPa。但尽管如此，如采用上述的二合一引风机，炉膛的瞬时防爆压力仍低于引风机TB点扬程，如进一步提高锅炉燃烧室承受负压的能力，对于大型锅炉来说将花费非常大的代价。因此，在新版的NFPA85《锅炉及燃烧系统防爆标准》2004版中，对炉膛设计瞬态负压规定为至少是-8.7 kPa，但不一定要求超过此值。在该标准的解释性附录中举例说，如果引风机在环境温度下T．B点压力9.9 kPa，炉膛设计瞬态负压至少是-8.7 kPa；但不一定取-9.9 kPa。根据NFPA85的规定，当引风机在环境温度下T．B点压头或零流量点压头超过8．7kPa时，可采取以下两种方法。(1)核算炉膛设计压力使之不低于引风机在环境温度下的特别大压头的负值，这是依靠锅炉结构设计来满足防爆要求；(2)炉膛设计瞬态负压取-8.7 kPa，同时按NFPA85“炉膛压力控制系统”章节中6．5．2款规定设计炉膛压力控制系统，这是依靠控制系统的设计来满足防爆要求。
我国在即将颁布的《大中型火电厂设计技术规范》中也规定：煤粉锅炉炉膛设计瞬态承受压力的标准值取为±8.7 kPa，而且不必要取得更大；炉膛设计瞬态负压按引风机在环境温度下的T.B 点能力取用，并且不要求负压值大于8.7 kPa；对于煤粉锅炉和循环流化床锅炉，当引风机在环境温度下的T.B 点负压值大于8.7 kPa 时，为了使炉膛内爆风险降至特别小，设计中需对引风机选型特性、烟道设计、热控保护设施配置标准及控制方式的适应条件进行分析，炉膛的压力控制系统设计应符合NFPA85 标准中防内爆保护的规定。锅炉燃烧制粉系统与设备的设计，应与锅炉本体设计及锅炉炉膛安全保护监控系统相适应，并须符合DL/T435《电站煤粉锅炉炉膛防爆规程》或NFPA85标准中有关条款的规定。
三：装置应用
从上述的国内外的规范来看，均不主张通过增加锅炉钢材耗量的方法，提高炉膛（除尘器）设计瞬态防爆压力，而应当通过准确核算炉膛压力确定瞬时承压值或通过控制保护来防止锅炉内爆，而锅炉承受瞬时负压值不宜超过-8.7Kpa，其值小于引风机TB点扬程，因此须采取有效的措施对炉膛进行保护，避免因内爆导致其结构产生严重的损坏。
根据《火力发电厂热工自动化系统检修运行维护规程》（DL/T774-2004）的规定，当锅炉送风机跳闸时，引风机也应同时跳闸，但在DCS系统组态时，系统仅能在收到送风机跳闸信号后，才能向引风机发出跳闸指令，这使得锅炉炉膛的负压有可能出现瞬时的很大值。而其它调节设施如动调风机的动叶开度，离心风机的挡板开度及变频调速设备等，其调节均需要时间，无法满足瞬时降低炉膛负压的要求。因此，在锅炉烟气系统上增加一套负压保护装置，使其在瞬时能将由引风机出现特别大抽力引起的炉膛负压泄掉，将能很好的弥补控制系统中由于控制序列引起滞后带来的问题，同时对控制系统故障也增设了一层保护。更为重要的时，该保护装置的造价很低，能够以非常小的成本，特别大限度的保证锅炉炉膛（除尘器）的安全性。
四．工作原理
该设备目前设计采用机械与智能相结合，驱动为气源，为使触发信号具有十分灵敏，准确无误，采用炉膛负压信号及门体负压信号双重触点，当触点信号经智能系统由传感器给差压变送器，再由差压变送器来控制装置，由此先来打开气压接着带动装置开启。当传感信号低于限定设计值时，及整定压力，负压门将自动关闭。以N300MW机为例，一般情况下，限定设计值为—87KPa自动开启，低于则自动关闭。
五：技术特点
锅炉负压自动保护门二种形式目前正申报专利，它的发明将。
1.开启十分灵敏，时间极短，可控制在1-2秒内（目前市场上使用的超导式爆防门也需10秒以上，且进风量难以保证）。
2.泄密容量大，1-2秒内使炉内瞬时恢复工作状态。
3.设计合理，便于烟道安装，特殊位置可另设计。
4.可耐高温高压，即±1.8 KPa，340℃以上。
5.具有防腐耐磨效果，由于使用精湛工艺，该设计不会因高浓度烟气飞灰造成机械卡涩而拒动。
6.可使用在恶劣的室外环境下±40℃。使用寿命不低于20年。
六．选型指南
为方便用户在采选设备时方便，专利人特地把针对性的机组容量归为下表，
具体参数供参考：
七：订货需知：
1.锅炉容量及烟风系统流程图
2.烟气成分及其介质腐蚀磨损情况
3.提供烟道具体结构图
4.提供气源路线图及具体参数（压力、温度）
5.提供DCS及PLC连接端口图
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