摘? 要:本文對鍋爐危險、有害因素和事故進行了分析,從鍋爐的設計、制造、安裝、調試、檢驗、修理和改造等環(huán)節(jié)闡述了鍋爐安全管理的有關要求,并重點闡述了鍋爐使用(運行)過程中的安全管理和鍋爐“四管”爆漏的預防措施。鍋爐安全問題是關系到人民生命和財產安全的重大問題,應引起各級政府和相關工程技術人員及管理人員的高度重視,時刻保持清醒的頭腦,具備高度的安全意識,做好安全防范,真正做到安全第一。
??????? 關鍵詞:電站鍋爐,安全管理,鍋爐事故,“四管”爆漏
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??????? Abstract: This paper analyzes the hazards, harmful factors and accidents of boilers, expounds the related requirements for the boiler safety management from the various aspects such as design, manufacturing, installation, commissioning, inspection, repair and rebuilding of the boilers, and emphasizes on the expatiation of the safety management during the boiler's use (operation) and the preventing measures for the boiler “four tubes” ruptures. The boiler safety issue is an important issue which relates to the securities of people's lives and properties, to which the governments of various levels and the related engineering and technology personnel as well as the management personnel shall pay a high attention. They shall always remain sober-minded, have a high degree of safety awareness, do well the security guard to really make the safety first.
??????? Key Words: Power Station Boilers, Safety Management, Boiler Accidents, and “Four Tubes” Ruptures
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??????? 1? 前??? 言
??????? 鍋爐是生產水蒸汽和高溫熱水的設備,由于它對能提供動力和熱能,故應用十分廣泛。然而鍋爐作為一種特殊設備,在運行過程中承受著高溫、高壓,同時承受水、蒸汽和煙氣的沖刷、腐蝕及磨損等方面的影響,造成其工作條件如此惡劣,如果在鍋爐的設計、制造、安裝、調試、運行、檢修、改造和檢驗等環(huán)節(jié)中的任何一個環(huán)節(jié)存在問題,都會引起鍋爐發(fā)生事故,并且事故后果一般都較為嚴重。近年來,各種鍋爐事故尤其是爆炸事故屢屢發(fā)生,給經濟建設和安全生產帶來了較大影響,因此對于鍋爐安全運行應當引起高度重視。[1][2]
??????? 鍋爐一旦發(fā)生事故,其危害性極大,不僅本身遭到破壞,而且往往會破壞周圍的設備及建筑物,甚至造成人身傷亡,并會由此引發(fā)停電、停氣、停水等,給工業(yè)生產和人民生活帶來巨大的損失。隨著工業(yè)生產的發(fā)展,工業(yè)鍋爐的數量驟增,電站鍋爐逐漸向超(超)臨界、大容量、低排放發(fā)展,鍋爐事故也不斷發(fā)生。為了減少和杜絕鍋爐事故的發(fā)生,世界各國相繼制定了各自的鍋爐規(guī)范或標準,加強對鍋爐的安全管理。[1]我國制定有《特種設備安全監(jiān)察條例》和《蒸汽鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程》對鍋爐安全進行管理。
??????? 《電力生產安全工作規(guī)定》中明確提出了安全保證體系與安全監(jiān)察體系的關系;明確了安全監(jiān)察人員的職責與職權;提出了“安全第一、預防為主”的方針和“保人身、保電網、保設備”的原則。鍋爐本體作為火力發(fā)電廠的主要設備,是發(fā)電廠安全監(jiān)察的重要設備,并且由于鍋爐是具有爆炸危險的設備,故必須重視它的安全問題,實行強制性安全管理。[3]
??????? 2?鍋爐危險、有害因素和事故分析
??????? 鍋爐中儲存著大量的熱能,一旦由于某種原因促使這些能量意外釋放,就會造成財產損失以致人員傷亡。導致鍋爐失控主要有設備缺陷(含故障)、管理缺陷及人為失誤三方面的原因,并且三者之間是相互影響的。
??????? 2.1?設備缺陷(故障)
??????? 鍋爐結構不合理造成爐膛熱負荷過高、某些部位強度不夠、水循環(huán)不良、存在熱偏差或爐體不能自由膨脹等;受熱面布置不匹配,使汽溫控制困難;省煤器磨損過快;直流爐水動力不穩(wěn);鍋爐無膨脹滑動支點,管道膨脹受阻;排煙溫度設計不合理;鍋爐材質不符合質量要求;焊接質量粗糙;制造工藝不當、受壓部件存在內應力;鍋爐輔助設備配套不良,如安全閥設計不合理、調試不符合要求等。
??????? 2.2?管理缺陷和人為失誤
??????? 鍋爐管理制度不健全,缺乏鍋爐安全運行管理的各項制度及記錄;水質管理不善引起鍋爐結垢;除氧不善使金屬受熱面產生腐蝕;燃燒不完全、火焰不穩(wěn)定或偏斜;燃燒器本身故障或燃燒系統(tǒng)故障造成鍋爐熄火;鍋爐受壓部件及安全附件等缺乏定期檢驗、檢修;設備的維護、保養(yǎng)、檢修不及時、不到位;操作人員無證操作或操作證未按時審驗;操作人員技術素質低,缺乏常見事故隱患判斷能力等。
??????? 2.3? 其它危險、有害因素
??????? 除以上一些易導致設備失控的危險因素外,還有防護缺陷、電危害、噪聲危害、作業(yè)環(huán)節(jié)不良(如采光照明、通風等)、易燃易爆炸物質(油、氣等燃料)、有毒氣體等物理性及化學性危險、有害因素。
??????? 2.4? 鍋爐事故
??????? 根據鍋爐設備損壞程度,鍋爐事故可分為爆炸事故、重大事故和一般事故。爆炸事故是指鍋爐受壓元件發(fā)生破裂,介質壓力瞬時降至外界大氣壓力的事故。重大事故是指鍋爐受壓零件發(fā)生嚴重損壞,嚴重變形、滲漏,附件損壞或爐膛爆炸等,被迫停止運行,必須進行修理的事故。一般事故是指鍋爐損壞程度不嚴重,不需要立即停止運行進行修理的事故。鍋爐事故按設備損壞形式來分,可分為變形、爆管、泄漏、壓潰、管件爆破、燃燒室爆炸、煙道二次燃燒等。
??????? 2.5? 鍋爐“四管”爆漏
??????????? “四管”(指水冷壁管、過熱器管、再熱器管和省煤器管)爆漏是鍋爐故障的主要表現。原能源部1986和1987兩年對我國部分200~320MW機組非計劃停運事故統(tǒng)計分析表明,鍋爐方面的事故約占非計劃停運總時間的一半,而“四管”爆漏則約占1/3(1992年度統(tǒng)計資料與此相似)。就“四管”爆漏故障的類型或機理來看,大體上可分為蠕變和蠕變斷裂、疲勞和蠕變疲勞、腐蝕、磨損、材料惡化等五個方面。材質惡化加上其它因素很容易形成損傷,但是,僅僅材質惡化成為損傷的直接原因是很少的。[4]影響“四管”爆漏的其它因素還有:①外部氧化。爐管外表面的氧化可使管壁變薄、應力增大,加快爐管的蠕變破壞速度。②高溫和燃料中少量的鈉和釩可導致嚴重的外部腐蝕。③不均勻加熱。爐膛中的溫度分布受爐管相對于燃燒器的位置、爐膛的形狀與尺寸、爐管間距以及爐管與燃燒器的距離等影響。④結焦。焦炭沉積物在爐管和周圍其它介質間起著一個隔熱層的作用,從而提高管壁溫度,加速蠕變和腐蝕。[5]
??????? 3? 鍋爐安全管理
??????? 《特種設備安全監(jiān)察條例》中規(guī)定:從事鍋爐壓力容器設計、制造、安裝、檢驗的單位必須經資格審查,具備合格證書;使用鍋爐壓力容器的單位必須向有關部門申請使用登記,并接受定期檢驗。鍋爐的設計、制造、安裝、改造必須符合原電力部頒發(fā)的《電力工業(yè)鍋爐監(jiān)察規(guī)程》的規(guī)定或滿足制造國法定制造標準。這些規(guī)定、標準主要規(guī)定了鍋爐承壓部件制造階段應遵循的人員資格、材料使用、結構強度、工藝標準及檢驗要求。對于電站鍋爐的制造廠來說,具備這些條件并不難。但由于鍋爐是具有爆炸危險的承壓設備,發(fā)生事故后危害性極大,總結國內電站鍋爐發(fā)生的問題,我們不得不加強鍋爐設計、制造、安裝、運行、檢修、改造和檢驗等各個階段的安全管理和安全監(jiān)督檢查,提高鍋爐的安全性,減少和杜絕鍋爐事故的發(fā)生,防患于未然。
??????? 3.1? 設計、制造階段
??????? 為防止因粗制濫造而發(fā)生的鍋爐事故,我國實行鍋爐制造單位許可證制度,鍋爐制造單位必須是已獲得制造許可證的單位,而且只能生產與許可證級別相符合的鍋爐。為此,鍋爐制造單位必須建立和保持相對完善的質量保證體系。《特種設備安全監(jiān)察條例》和《蒸汽鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程》對此有專門規(guī)定。
??????? 從事鍋爐專業(yè)的工程技術人員,在電廠建設初期,就要在質量、進度、投資等方面把握大型鍋爐投產后的運行質量,特別是在爐型、燃燒器布置、再熱器調溫方式、爐膛各熱負荷強度指標、過熱器再熱器高溫段金屬材料的等級、控制水平及其與所用燃料的關系等方面,更要慎重。
??????? 鍋爐的設計必須符合安全、可靠的要求。鍋爐的結構應符合《蒸汽鍋爐安全技術監(jiān)察規(guī)程》第三章和有關規(guī)程的要求;鍋爐受壓元件的強度應按GB/T9222-2008《水管鍋爐受壓元件強度計算》計算和校核,并應有足夠的安全系數;設計人員應對其設計的鍋爐安全性能負責,設計圖樣、技術文件上應有完備的簽字;鍋爐制造廠應將設計圖樣送省級勞動部門審查。