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当前阶段自备电厂锅炉定期检验缺陷分析

更新时间:2009-03-28

引言

电站锅炉定期检验工作是电站锅炉运行中的一个重要环节,通过定期检验工作可发现锅炉在设计、制造、安装、使用、修理、管理、水处理系统、保养等环节存在的安全隐患[1]。在当前阶段的自备电厂中,检验过程中发现重大缺陷设备隐患时,向业主发放《检验意见通知书》,责令企业限期整改。本次调研了某特检机构2012~2015年4年间的自备电厂电站锅炉定期检验时发放的《检验意见通知书》情况,4年间某特检机构发放的通知书数量及通知书在每年检验总数中的占比情况如表1所示。

 

表1 某特检机构电站锅炉定期检验《检验意见通知书》发放情况

  

年份意见通知书发放(数量)检验(台/次)占检验总数比值(%)2 0 1 2 3 0 1 7 1 1 7.5 2 0 1 3 3 1 2 2 9 1 3.5 2 0 1 4 2 8 2 8 1 1 0.0 2 0 1 5 2 9 3 3 2 8.7

对自备电厂电站锅炉定期检验的4年间外部检验和内部检验中发现的缺陷进行汇总,外部检验过程中发现的主要缺陷为:部分连锁保护系统未装设,各连锁保护装置存在随意解列现象;安全附件损坏或超期未校;作业人员无证上岗;室燃炉的燃烧器无可靠的点火程序和熄火保护装置,或熄火保护装置随意退出、闲置;部分锅炉配备有点火装置,但不使用,仍然采用传统的人工点火;点火时发生炉膛爆燃事故;低负荷运行导致的受热面超温现象;管道、法兰跑冒滴漏;防风、雨、冷冻设施不全;炉体非正常震动等情况。锅炉内部检验中发现的问题主要是:受热面管子磨损、高温承压部件材质劣化、焊口缺陷、承压部件母材表面裂纹、汽包内件受冲刷损坏、给水管减薄,低温烟气腐蚀等情况;管子防护瓦、管卡损坏问题;汽水侧水质不达标,存在水垢、氧腐蚀、泥垢等;汽包内汽水分离装置移位、损坏问题;部分承压部件焊口的裂纹等缺陷问题;内置式手孔泄露后随意改造问题;吹灰器随意停用导致积灰严重等锅炉附件异常问题;更换承压部件,无法提供修理资料;各种检修记录、事故记录、大修等记录不完善,公司无金属监督制度等。

1 外部检验缺陷原因分析

1.1 资料审查方面的常见问题和原因

①新锅炉安装资料中的主蒸汽管道和主给水管道相关资料审查难度大的问题。由于《锅炉安全技术监察规程》对锅炉主蒸汽管道和主给水管道管理规定在2013年至2015年间变化频繁以及现行管道设计规范不统一的现状,导致有些主蒸汽、主给水管道按照锅炉设计安装验收,有些按照压力管道设计并安装验收,还有一种情况就是锅炉安装单位和主蒸汽、主给水管道的安装单位为2家施工单位各自施工,各自办理告知手续、单独验收,这样的管理方面就导致在特殊情况下出现同一锅炉的主蒸汽、主给水管道是由两家施工单位共同完成的情况,从而导致主蒸汽管道和主给水管道管理难度加大,人为造成管理的复杂性。2015年颁布实施的《锅炉定期检验规则》对主蒸汽管道和主给水管道的界定范围以及归口为锅炉统一管理有了明确的规定,这样规范和简化了主蒸汽、主给水、再热蒸汽管道的管理和技术性服务。2013年6月至2015年10月间或临近时间段内办理告知手续的电站锅炉应重点审查相关资料,避免出现主蒸汽、主给水管道未验收、缺少安装资料的问题[2]

②上周期检验报告所提问题的整改情况。当电站锅炉进行了内部检验后的首次外部检验时,应重点审查内部检验报告中所提问题和处理情况,避免出现内部检验结论为“整改后运行”所提的问题未做到闭环处理就投入使用的锅炉带病运行。

③作业人员无证上岗问题。作业人员无证上岗一般有3种情况,一种是电厂在岗人员持证上岗人数少于实际人数;有的电厂仅仅具有持证人员3名,如果该公司是四班三运转制度,也就是每班平均不足一名持证人员。一种情况是人员证书与实际在岗人员不一致,由于人员流动,证书仍然被质押在原单位,导致证书与在岗人员不一致,产生僵尸证书。还有一种情况就是该电厂为新建电厂,考取特种设备操作人员证书相对滞后,导致了无证上岗。

知能转化包括心智技能、操作技能、认知策略的形成和转化,转化的中介是思维和训练,其目的是为了发展智能,为提高素质创造条件。加涅认为,技能的本质是概念和规则对人的行为控制。概念和规则乃是心智技能的本质。加涅还认为,心智技能并不是一种单一的形式。由简单到复杂,心智技能包括辨别、概念、规则、高级规则。当规则支配人的行为时,人在按规则办事。这就是技能的本质。

④故障、事故的记录、特别是重大事故记录的记录档案不完善。自备电厂普遍存在运行故障和事故记录制度不完善的情况,多数没有建立承压部件损坏和缺陷处理记录的统一档案。一些电厂把运行故障、事故的记录和处理结果情况都记录在交接班日志里,导致对锅炉缺陷的跟踪记录不明晰,降低了管理水平,影响了检验人员通过查阅资料制定检验方案的质量。

通过对以上研究进行梳理得出:货物运输需求是船舶运输方航线网络设计应首先考虑的因素,其次是港口条件等因素。班轮运输业独有的垄断性使得航线网络设计存在效益损失。通过引入资源共享理论并以港口群为研究对象,探讨港口群内核心枢纽港的主干航线及相应支线航线的确立方式,充分发挥港口方的信息节点功能,改善港口群内泊位资源利用的不均衡问题。

1.2 连锁保护装置缺陷

常见的连锁缺陷有:各连锁保护装置存在随意解列、连锁保护装置示值不准确以及部分连锁保护装置未装设等情况。

连锁保护装置随意投退问题主要集中在燃料不稳定企业。在钢铁企业里,供给锅炉的高炉煤气和转炉煤气是气源调度供应最末级,供给锅炉的气源压力波动较大,锅炉的负荷波动频繁,就给连锁保护装置的正常投运带来困难,管理较先进的企业,主要连锁保护装置一般正常投运,管理水平落后的企业,各连锁保护装置投入情况较差。

未装设的连锁保护装置有:超压连锁、循环流化床锅炉的风量与燃料的连锁保护装置、水泥窑余热和烧结余热电站锅炉的常规连锁保护装置等。

余热电站锅炉由于余热利用的热源气温较低(一般都在450℃以下),相当数量的锅炉机组在安装时就没有配备相关的连锁保护装置。虽然热源较低的余热锅炉安全性较高,但是有时热源温度还是会高于锅炉材料的使用温度范围,因此,例如低水位连锁等关键保护装置应正常投入运行。

1.3 本体部件缺陷

根据新《锅炉定期检验规则》要求,高压及以上电站锅炉,应建立锅炉金属监督情况[4]。央企的电厂建立了金属监督制度、有专人负责,并定期开展了金属监督工作、有完备的金属监督记录档案;地方电厂普遍没有建立金属监督制度,在今后工作中应落实电站锅炉的金属监督工作,相关的金属技术监督专责(或兼职)人员应具有相应的职责。

孟导突然眼前一惊。这个中年人手里拿着的,正是自己一个月之前被老贾花言巧语糊弄走的钱盒子!孟导不禁脱口而出:“这不是我的钱币盒子吗?”

中压锅炉内部装置的损坏程度因锅炉检修的频次有所不同,连续3年没有对锅筒进行检修的中压锅炉,内部装置往往损坏严重。给水导管法兰泄露冲刷锅筒壁减薄情况如图1所示。汽水分类挡板被给水冲刷穿透实例如图2所示,给水直接进入蒸汽空间,严重影响了锅炉的汽水品质。

1.4 安全附件缺陷

当前,检修、事故、大修等记录档案有纸制档案向电子档案变化的趋势,由于电子档案的随意性特点,导致锅炉档案系统性较差,需要逐渐加强电子档案的管理制度建设。这些档案管理在传统的国有企业电厂比较完备,基本可以追溯电站锅炉的维护历史,但在人员流动量较大电厂或新建的自备电厂,电站锅炉的维护档案管理落后,存在着较大的随意性,需要建立明确的档案管理制度、完善档案信息,最终建立电站锅炉原始、运行、维护资料的可追溯性档案信息制度。

点火和熄火保护装置不全或闲置。燃烧器无可靠的点火程序和熄火保护装置,或熄火保护装置随意退出;部分锅炉配备有点火装置,但仍然采用传统的人工点火;锅炉启动前,吹扫程序执行不严格,点火时发生炉膛爆燃事故;或者熄火停炉时,停炉作业程序执行不到位,导致管道泄露煤气到炉膛,在炉膛温度还能达到着火条件时发生炉膛爆燃事故。

受热面温度控制缺陷。部分企业在壁温管理方面存在问题。首先是对部件壁温的热控管理不到位,相当多电站锅炉的过热器壁温实测值不准。仅依靠汽轮机前蒸汽温度来判断是否超温,容易导致过热器超温;其次部分企业的壁温报警值设置错误,没有依据标准和锅炉说明书设置报警范围,没有对过热器和再热器的材质许用温度及允许壁温进行分析,盲目设置报警值;再次,壁温测点安装不合理,安装单位简化安装施工工艺,造成测温数值失真;还有部分企业由于燃料介质不足被迫对电站锅炉长期低负荷运行导致大面积受热面出现超温现象;新炉型设计不合理或运行存在缺陷也会导致部分受热面超温,例如,部分企业集控人员只关注过热蒸汽出口前的蒸汽温度,忽略各级受热面的各自的许用温度要求,致使受热面发生超温事故。

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2 内部检验缺陷原因分析

2.1 高温承压部件材质劣化

高压及以上电站锅炉以及运行时间超过20万h的中压电站锅炉是高温承压部件材质裂化的主要对象。在自备电厂的大容量锅炉运行中,由于燃料波动频繁,不能保证大容量高参数锅炉的正常负荷运行,加上经济效益优先的管理理念导致这些高参数锅炉长时间低负荷运行,各自备电厂多为新上机组、没有设备运行经验积累,现有人员的技术能力又良莠不齐,致使自备电厂高压及以上的电站锅炉频繁出现爆管及高温集箱超温失效隐患。

2.2 给水管减薄

省煤器至锅筒之间连接的汽水导管经常发现有减薄情况,特别是进入锅筒前没有汇集而是分散设计进入汽包的导管,减薄情况明显,减薄的突出部位是管子弯头以及与锅筒给水套管连接的焊缝两侧的母材部位减薄尤为明显。

(3)非机动车左转受影响,部门非机动车会在该路口与下一个路口之间选择“操近路”逆行,存在安全隐患,特别是上下班高峰时间段,该区域非机动车流较大。

2.3 内置式手孔泄露后随意改造

在检验过程中发现,采用内闭式手孔盖结构设计的集箱手孔在中压及以下电站锅炉中较为普遍。从实际运行情况看,内闭式结构的集箱手孔在中压级别的电站锅炉中普遍存在泄露问题,多数企业在多次泄漏后进行了改造。鉴于内闭式结构的集箱手孔在A级中压级别的电站锅炉应用中不理想、在B级及以下锅炉应用中校好的实际情况,建议在《锅炉安全技术监察规程》中加以限制,缩小内闭式结构的集箱手孔的使用范围为B级及以下锅炉[3]

2.4 汽包内部装置缺陷

汽包内部的汽水分离装置、给水装置和蒸汽清洗装置脱落、开焊、受冲刷等是常见缺陷。汽包内部装置的好坏直接影响到锅炉的汽水品质优劣,甚至还会因非正常冲刷危及到锅筒壁厚的强度,应引起足够重视。一般情况下高压及以上锅炉A修的内部检验时,汽包内件及汽水挡板都会发现不同程度的移位或损坏。

非正常震动和异常响声。鼓风机异常喘震,可能的原因有锅炉尾部进行了环保改造,导致原有风机功率不足;锅炉尾部竖井异常震动,可能的原因有空预器管箱的组对间隙开焊窜风、风道的护板开焊等。

部分吊架失效,弹簧吊架吊杆倾斜超标和恒力吊架失载为常见现象;膨胀指示装置失效、防爆门开口设置危及人身安全等也是锅炉本体检验中的常见问题。

受热面爆管失效是当前自备电厂高压及以上电站锅炉运行的突出问题,影响高参数锅炉安全运行的典型隐患因素主要有如下几个方面:

  

图1 给水导管法兰冲刷泄露

2.5 承压部件焊口裂纹等缺陷

焊口裂纹发现最多的部位集中在焊接收弧部位的弧坑裂纹和表面气孔。图3为弧坑裂纹状况。图4为焊缝的表面气孔,气孔如果经过打磨处理,在内部发现了更多的焊接气孔,那么该缺陷多为穿透性缺陷。图5是管座角焊缝表面密集裂纹缺陷。图6是管座角焊缝表面穿透性裂纹缺陷。

  

图2 给水冲刷汽水挡板穿孔

  

图3 放射状弧坑裂纹

  

图4 表面气孔

2.6 各种记录、制度不完善

安全阀、压力表超期未校是安全附件检查中最常见问题。其他问题有:安全的疏水盘堵塞、积水,未装疏水管,排汽管安装不合理;平衡容器及汽水侧阀门泄漏,平衡容器顶部保温问题;电接点水位表接点泄漏,二次仪表与就地水位表未按时校对或无校对记录等问题。

  

图5 管座角焊缝表面密集裂纹

  

图6 安全阀管座角焊缝表面气孔

跑冒滴漏。常见部位有法兰结合面、阀门内漏、伴热管、吹灰器的供汽管道、疏水和排污门、各仪表接管焊缝等。

2.7 阀门缺陷

大型阀门存在较多制造遗留缺陷,新《锅炉定期检验规则》增加和修订了对阀门检验的条款,加强了对阀门的安全性确认。阀门常见的缺陷有:阀体腐蚀、裂纹、泄露和埋藏缺陷。近年来,多次发现大型电站锅炉的三大管道的堵阀阀体存在表面裂纹缺陷,部分裂纹为密集裂纹,部分裂纹长度较大,部分裂纹深度较深。因此应加强阀门的检验检测。

2.8 受热面管子爆管失效

微流控电泳仪采集的标记荧光信号非常微弱,易受噪声的污染,严重干扰对检测样品中所含物质成分进行定性定量分析.对检测到的标记荧光蛋白信号去噪,提高了分析样品成分的准确度.在信号处理中具有多分辨率分析的小波变换引起了学者们的关注,在文献[1]中就使用小波变换应用于矿物油荧光光谱去噪研究中.考虑微流控电泳仪检测信号为低信噪比以及去噪过程计算复杂度,本文采用小波阈值法对采集的数据进行去噪.

(1)有技术的人员少、能力差,不适应当前高参数电站锅炉增量的需求。当前,大容量、高参数电站锅炉的增量上,企业自备电厂是增量主体,在自备电厂中对高压锅炉的管理能力和技术力量的技术人员素质良莠不齐。具有高参数锅炉工作经验的技术人员多数是原电力系统各大电厂的工作人员,他们的工作相对稳定,流动性小,而大容量、高参数锅炉数量井喷式增长需要大量的有技术、有一定工作经验的管理和技术人员,这就造成了现阶段相关人员的紧缺。因此,各自备电厂人员匹配数量少、人员流动性大是当前各自备电厂的特点和面临的实际问题。各相关电厂,在掌握同一机组特性上传承性差、管理体系相对落后也就在所难免。

(2)大容量、高参数锅炉结构复杂、金属材料应用多、技术难度大,一旦出现事故危害大。从现有技术人员看,相关管理和运行人员多数是中压机组人员,缺乏高参数锅炉工作经验。技术人员能力水平较弱的现状不能完全胜任当前工作需要。

(3)检修不足、负荷波动大。为了多创效益,电站锅炉的启停不完全由发电企业直接控制,实际上自备电厂基本上不安排计划停炉,非计划停炉期间安排的检修时间也较短,导致锅炉检修不足,对安全运行增加隐患。如果燃料供给量波动大,电站锅炉负荷就频繁波动,增加了运行难度,甚至连锁保护长期解列,增加了安全隐患。如果燃料量偏低,会导致大量电站锅炉长期低负荷运行,这是影响锅炉安全运行最大的安全隐患。

(4)新炉型或异型锅炉不断投运,其安全性还需时间检验。由于锅炉需求大量增加,原有经典炉型厂家满负荷生产都不能满足供应,一些中小锅炉厂家开始研制、试制满足用户需要的异性锅炉和更高参数锅炉。新增炉型在设计方面存在缺憾,需要通过实际运行来验证和改进,给电站锅炉安全运行带来挑战。

(5)大容量、高参数锅炉数量井喷式增长与锅炉定期检验工作技术水平有待提高不相匹配。当前全国检验机构技术能力差异性大,规模较小的机构占多数,由于定期检验工作属于属地管理,电站锅炉数量又在不断增加,提高电站锅炉的检验技术水平去应对电站锅炉迅速增加是当前各检验机构共同的愿望。

这时,同学们才小声议论,并陆续举报:“白虎队”成员小王在班上扯女生头发,小曹拿别人东西不还,小黄和值日生“叫板”,小但总在放学路上欺侮同学,小胡经常逼迫别人叫他“老大”……做错事不可怕,可悲的是他们似乎并不知道自己错在哪里。

采用健康调查简表(SF-36)对患者进行功能评价,分数越高表示患者的生活质量越好[6];采用改良Barthel指数(MBI)对患者的功能评分进行评价,分数越高表示患者的恢复越好[7];并且对于所有患者的ICF总分进行评价,分数越低表示患者的功能越好[8]。

3 结语

电站锅炉定期检验工作是电站锅炉安全、经济运行的重要保障,上述缺陷分析是在长期一线检验工作的总结并提炼的,对检验行业和自备电厂的锅炉运行行业都起到教材性质的作用,对促进电站锅炉的安全运行、提高运行和管理水平,具有重大应用价值。

①本文所引《墨子》皆据吴毓江撰、孙启治点校《墨子校注》(中华书局1993年版),不一一出注,只在引文后括号内标注篇章。

参考文献

[1]梁雪山.锅炉定期检验结论确定与安全隐患处理 [J].中国特种设备安全,2016,(5):6-10.

[2]王明庭,赵斌,刘景新,等.50MW燃气锅炉水冷壁爆管分析[J].中国特种设备安全,2016,(10):48-51.

[3]TSG G0001-2012,锅炉安全技术监察规程[S].

[4]钱公.锅炉定期检验规则释义[M].天津:天津人民出版社,2015.

 
王会权,王明庭,魏明业,马振华,崔健
《节能》 2018年第04期
《节能》2018年第04期文献

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