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《工業(yè)鍋爐雜志》2016年第5期

摘要:

為了確定有機(jī)熱載體爐的管理與檢驗(yàn)重點(diǎn)，統(tǒng)計(jì)分析了天津市特檢院2011年至2015年所出具的1000多份有機(jī)熱載體爐定期檢驗(yàn)報(bào)告。結(jié)果表明，有機(jī)熱載體管理工作亟待加強(qiáng)，燃燒效率有待提高，安全附件及自控裝置的管理是重中之重。

關(guān)鍵詞:

有機(jī)熱載體爐;檢驗(yàn)報(bào)告;缺陷;統(tǒng)計(jì)分析

0前言

有機(jī)熱載體爐因其介質(zhì)具有高溫低壓的傳熱性能、運(yùn)行成本低、節(jié)能等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)當(dāng)中［1，2］。因?yàn)榻橘|(zhì)使用溫度高，遇火易燃，它的運(yùn)行狀況嚴(yán)重影響國(guó)家財(cái)產(chǎn)和人民群眾的安全。因此，國(guó)家法律、相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)與規(guī)范要求對(duì)其進(jìn)行定期檢驗(yàn)［3，4］。目前，大家主要關(guān)注有機(jī)熱載體爐的設(shè)計(jì)、制造、安裝、修理、改造等環(huán)節(jié)［2，5］，而對(duì)其管理與檢驗(yàn)方面的研究甚少。有機(jī)熱載體爐因其結(jié)構(gòu)、服役時(shí)間、燃燒方式、用途等方面存在差異，監(jiān)管與檢驗(yàn)任務(wù)繁重。定期檢驗(yàn)報(bào)告中包含大量鍋爐管理與鍋爐系統(tǒng)的缺陷信息，若能從中總結(jié)出其管理與檢驗(yàn)的重點(diǎn)，不僅能明顯地提高監(jiān)管部門與檢驗(yàn)機(jī)構(gòu)的工作效率，還能保障鍋爐安全運(yùn)行。除此之外，上述工作的順利開展對(duì)相關(guān)政策、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)范的制定與更新也能起到很大的指導(dǎo)作用。鑒于此，本人以天津市特檢院2011年至2015年所出具的有機(jī)熱載體爐的定期檢驗(yàn)報(bào)告為基礎(chǔ)，以統(tǒng)計(jì)的方法分析有機(jī)熱載體爐運(yùn)行管理情況與設(shè)備缺陷的分布規(guī)律。本次統(tǒng)計(jì)的檢驗(yàn)報(bào)告共有1217份，其中有機(jī)熱載體爐外部檢驗(yàn)報(bào)告812份，內(nèi)部檢驗(yàn)報(bào)告405份;覆蓋鍋爐283臺(tái)，最大額定出力為8．3t/h，最小額定出力為0．03t/h，最大額定壓力為1．8MPa，最小額定壓力為0．03MPa。外部檢驗(yàn)報(bào)告涉及9大類、56個(gè)子項(xiàng)目，內(nèi)部檢驗(yàn)報(bào)告包含26類(每個(gè)部件為一類)、56個(gè)子項(xiàng)目。

1外部檢驗(yàn)報(bào)告統(tǒng)計(jì)分析

有機(jī)熱載體爐的外部檢驗(yàn)采用資料審查、宏觀檢(抽)查、見證功能試驗(yàn)等方法，檢查使用單位的運(yùn)行管理狀況和鍋爐的安全附件、儀表和安全保護(hù)裝置運(yùn)行情況。我們通過對(duì)有機(jī)熱載體外部檢驗(yàn)報(bào)告的統(tǒng)計(jì)，分析天津市有機(jī)熱載體爐的運(yùn)行管理水平。圖1和圖2為有機(jī)熱載體外檢各大類統(tǒng)計(jì)項(xiàng)目缺陷率(缺陷報(bào)告數(shù)/總報(bào)告數(shù))和單項(xiàng)缺陷率(缺陷報(bào)告數(shù)/適用報(bào)告數(shù))在10%以上項(xiàng)目的統(tǒng)計(jì)圖。從中可以得出如下結(jié)論:

(1)管理力度亟待加強(qiáng)

由圖1可知，鍋爐管理是目前影響天津市有機(jī)熱載體爐安全運(yùn)行的主要原因。從圖3可以看出，“鍋爐房各項(xiàng)記錄”，“鍋爐房各項(xiàng)制度建立情況”，“鍋爐房制度執(zhí)行情況”，“上次報(bào)告提出問題整改情況”，“司爐持證情況”5個(gè)統(tǒng)計(jì)子項(xiàng)目的缺陷率都超過了10%，并且“鍋爐房各項(xiàng)記錄”與“鍋爐房各項(xiàng)制度建立情況”分別達(dá)到了81．1%與34．6%。鍋爐房記錄涉及巡回檢查、運(yùn)行、改造、修理及日常維修保養(yǎng)、自行檢查和交接班等十個(gè)方面。外部檢驗(yàn)過程中記錄方面的缺陷主要體現(xiàn)在記錄種類不齊全和記錄填寫不規(guī)范。造成上述情況的原因主要來自于管理人員重視程度不夠;另一個(gè)原因是鍋爐房各項(xiàng)記錄沒有隨標(biāo)準(zhǔn)更新而及時(shí)補(bǔ)充(如日常能耗記錄)。鍋爐房管理制度包括崗位責(zé)任制、巡回檢查制度、交接班制度、安全管理制度和節(jié)能管理制度等八項(xiàng)，存在問題主要為缺少制度、制度沒有上墻、制度不齊全、制度沒有及時(shí)更新。管理與操作人員常常誤認(rèn)為有機(jī)熱載體爐壓力小、危險(xiǎn)系數(shù)小，而麻痹大意，疏于管理，以致引發(fā)安全事故，應(yīng)引起足夠重視。完善的記錄與規(guī)范的管理制度不僅可以預(yù)防鍋爐出現(xiàn)異常，還能發(fā)現(xiàn)故障，及時(shí)采取措施。因此，完善鍋爐房記錄與規(guī)范管理制度是保障鍋爐安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行的必不可少的措施。值得注意的是，本次統(tǒng)計(jì)結(jié)果還顯示，因司爐工在崗人數(shù)不符合要求的缺陷率為9．4%，共涉及76份報(bào)告。由此可見，大部分鍋爐使用單位在鍋爐運(yùn)行時(shí)司爐工都在崗，但仍有相當(dāng)數(shù)量的使用單位存在司爐工脫崗的現(xiàn)象。司爐工是否在崗對(duì)鍋爐安全運(yùn)行影響較大，當(dāng)鍋爐出現(xiàn)非正常運(yùn)行或發(fā)生報(bào)警時(shí)，如果司爐工在崗，就能采取緊急措施，可避免事態(tài)進(jìn)一步惡化。因此，建議特種設(shè)備安全監(jiān)察部門加大管理力度，鍋爐使用單位也應(yīng)予以足夠重視。

(2)介質(zhì)管理工作有待加強(qiáng)

由圖1可知，介質(zhì)類的缺陷率在九大類項(xiàng)目中排第二位，達(dá)到66．7%。由圖4來看，介質(zhì)類的缺陷中“油質(zhì)化驗(yàn)數(shù)據(jù)”最大。該方面缺陷的主要原因?yàn)槲磳?duì)在用有機(jī)熱載體進(jìn)行定期檢驗(yàn)。有機(jī)熱載體指標(biāo)中殘?zhí)肌㈤W點(diǎn)、水分、運(yùn)動(dòng)粘度嚴(yán)重影響鍋爐的安全與經(jīng)濟(jì)運(yùn)行［6］。鍋爐使用單位通過有機(jī)熱載體的定期檢驗(yàn)不僅可以掌握鍋爐運(yùn)行狀態(tài)，還能夠預(yù)防事故發(fā)生。有機(jī)熱載體品質(zhì)惡化的危害主要分為損壞本體和導(dǎo)致系統(tǒng)壓力超壓。本體損壞分為兩個(gè)方面:一方面是指因粘度增加與存在殘?zhí)级档蛡鳠嵝剩瑢?dǎo)致鍋爐本體材料超溫失效;另一方面指酸值超標(biāo)而腐蝕本體。導(dǎo)致超壓的原因主要是水分蒸發(fā)與低沸物揮發(fā)。除此之外，殘?zhí)汲瑯?biāo)會(huì)直接降低鍋爐受熱面的傳熱效率，從而降低出力，增加運(yùn)行成本，這明顯與當(dāng)今時(shí)代節(jié)能減排的要求背道而馳。因此，加強(qiáng)有機(jī)熱載體爐介質(zhì)管理工作不僅僅是為了保障鍋爐運(yùn)行安全、延長(zhǎng)鍋爐使用壽命，更是為了響應(yīng)國(guó)家“節(jié)能減排”的號(hào)召。

(3)安全附件管理應(yīng)受重視

由圖1可知，壓力表、溫度表、液面計(jì)和安全閥四項(xiàng)安全附件中缺陷率最高的為壓力表，達(dá)到40．9%，溫度表37．9%、液面計(jì)4．8%、安全閥4.6%。從統(tǒng)計(jì)子項(xiàng)上看，差壓報(bào)警及聯(lián)鎖裝置、溫度表校驗(yàn)、安全閥校驗(yàn)、超溫報(bào)警及聯(lián)鎖裝置、壓力表校驗(yàn)、超壓報(bào)警及聯(lián)鎖裝置的缺陷率都超過了30%，其中差壓報(bào)警及聯(lián)鎖裝置的缺陷率最高達(dá)到了46．7%。安全附件是確保鍋爐安全運(yùn)行的重要裝置，也是鍋爐正常運(yùn)行的“指示燈”。壓力表與超壓報(bào)警及聯(lián)鎖裝置主要反映鍋爐系統(tǒng)中壓力變化情況，防止系統(tǒng)超壓而引發(fā)鍋爐結(jié)構(gòu)失穩(wěn)。溫度表與超溫報(bào)警及聯(lián)鎖裝置主要反映有機(jī)熱載體的實(shí)際使用溫度，避免其溫度過高而使介質(zhì)品質(zhì)惡化和引發(fā)安全事故。差壓報(bào)警及聯(lián)鎖裝置是表征有機(jī)熱載體系統(tǒng)中介質(zhì)的流動(dòng)速率。液面計(jì)與安全閥分別起著觀察系統(tǒng)有機(jī)熱載體液面位置與泄壓的作用。關(guān)于安全附件的規(guī)定來源于前輩的管理、檢驗(yàn)經(jīng)驗(yàn)和事故教訓(xùn)，規(guī)范使用安全附件可以保護(hù)使用單位與操作者的財(cái)產(chǎn)與生命。

2內(nèi)部檢驗(yàn)報(bào)告統(tǒng)計(jì)分析

有機(jī)熱載體爐的內(nèi)部檢驗(yàn)采用宏觀檢(抽)查、壁厚測(cè)量、幾何尺寸測(cè)量、無損檢測(cè)、理化檢驗(yàn)和強(qiáng)度校核等方法，檢查鍋爐受壓元件所存在的缺陷與產(chǎn)生原因，從而提高鍋爐的安全性能。因此，它比外部檢驗(yàn)報(bào)告更能反映有機(jī)熱載體爐的安全狀況。表1和圖5為鍋爐內(nèi)部檢驗(yàn)中部件和缺陷類型的分布情況，從中可以得出如下結(jié)論：

2．1內(nèi)部檢驗(yàn)總體缺陷情況

由表1可知，缺陷率較高的結(jié)構(gòu)部件分別為膨脹管、鍋爐房壓力管道、爆破片、膨脹器和儲(chǔ)存罐，且缺陷率都超過了7%。上述部件出現(xiàn)問題較多的原因是設(shè)計(jì)、安裝、改造和修理不符合標(biāo)準(zhǔn)要求，且容易產(chǎn)生跑冒滴漏現(xiàn)象。因此，應(yīng)在日常管理和檢驗(yàn)過程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注膨脹管、鍋爐房壓力管道、爆破片、膨脹器和儲(chǔ)存罐等部件。

2．2鍋爐部件缺陷情況

由圖5和圖6可以看出，鍋爐部件的缺陷率較低，其中最高的為輻射受熱面，只有3．0%，而其余的部件幾乎不存在缺陷。輻射受熱面的缺陷主要分為材料失效和表層積灰。材料失效是由受熱面受煙氣沖刷，溫度較高，再加上有機(jī)熱載體指標(biāo)不合格使受壓元件超溫所致［7］;表層積灰的主要成分為炭黑，是由燃料燃燒不充分所致。輻射受熱面積灰若不及時(shí)清理與調(diào)整燃燒器，將嚴(yán)重降低運(yùn)行過程中的燃燒效率與受熱面的傳熱效率，嚴(yán)重降低鍋爐運(yùn)行的經(jīng)濟(jì)性。因此，檢驗(yàn)過程中應(yīng)重點(diǎn)檢查輻射受熱面。

2．3燃燒效率有待提高

由圖5可以看出，鍋爐本體中的缺陷率最高的為積灰，是指有機(jī)熱載體爐爐膛內(nèi)部受熱面火側(cè)存在燃燒不充分或者長(zhǎng)時(shí)間未清除而聚集的黑色焦?fàn)钗镔|(zhì)。為減少鍋爐受熱面積灰，需提高燃料的燃燒效率。

2．4裂紋、泄漏、變形等缺陷率較小

統(tǒng)計(jì)結(jié)果顯示鍋爐部件裂紋、泄漏、變形等缺陷出現(xiàn)幾率較小，其主要原因是該方面缺陷檢驗(yàn)時(shí)較難發(fā)現(xiàn)或運(yùn)行中發(fā)現(xiàn)后已及時(shí)處理。因?yàn)樯鲜鋈毕菸ｋU(xiǎn)性極大，不僅影響有機(jī)熱載體爐正常運(yùn)行，還會(huì)造成嚴(yán)重的人員傷亡和財(cái)產(chǎn)損失，再加上較難檢出，所以在日常管理與檢驗(yàn)過程中應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注。

3結(jié)論與建議

綜合有機(jī)熱載體爐外部檢驗(yàn)與內(nèi)部檢驗(yàn)報(bào)告的統(tǒng)計(jì)分析結(jié)果可得如下結(jié)論:

(1)有機(jī)熱載體爐與有機(jī)熱載體管理工作亟待加強(qiáng)，管理力度需要加大;

(2)安全附件及自控裝置的管理工作是重中之重;

(3)有機(jī)熱載體爐燃料的燃燒效率有待提高;

(4)日常管理和內(nèi)部檢驗(yàn)時(shí)應(yīng)重點(diǎn)關(guān)注膨脹管、鍋爐房壓力管道、爆破片、膨脹器和儲(chǔ)存罐等部件。

本次數(shù)據(jù)分析結(jié)果反映了現(xiàn)階段有機(jī)熱載體爐運(yùn)行與管理方面存在的問題。鑒于此，筆者提出以下建議:

(1)鍋爐使用單位應(yīng)正確理解并嚴(yán)格執(zhí)行《鍋爐使用管理規(guī)則》。除此之外，有機(jī)熱載體爐因其介質(zhì)特性，膨脹器、儲(chǔ)存罐、差壓報(bào)警及聯(lián)鎖等設(shè)施的管理應(yīng)該受到足夠重視。

(2)考慮到有機(jī)熱載體爐介質(zhì)遇明火易燃，系統(tǒng)中的油泵、管道等在連接時(shí)應(yīng)盡量采用密封面為凹凸型、墊片回彈性好的法蘭結(jié)構(gòu)。

(3)針對(duì)有機(jī)熱載體爐輻射受熱面積灰問題，燃油、燃?xì)忮仩t在設(shè)計(jì)與安裝調(diào)試時(shí)應(yīng)選取合適的燃燒器，并且保證安裝質(zhì)量，避免火焰吹偏;燃煤鍋爐，應(yīng)該提高燃燒質(zhì)量和加強(qiáng)清灰處理。

參考文獻(xiàn)：

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作者:武要峰 張寶祥 鄭桂紅 于航 李冬屹 單位:天津市特種設(shè)備監(jiān)督檢驗(yàn)技術(shù)研究院