鍋爐運(yùn)行安全問題的分析與處理

鍋爐運(yùn)行安全問題的分析與處理

由于使用和維護(hù)不足，您可能會(huì)造成許多問題。鍋爐缺水是指鍋爐水位低于最低安全水位線,一般表現(xiàn)為水位計(jì)看不到水位、鍋爐排煙溫度上升、低水位報(bào)警器發(fā)出報(bào)警信號(hào)等。目前鍋爐缺水事故占到工業(yè)鍋爐重大事故的一半左右,鍋爐使用單位和管理人員應(yīng)當(dāng)高度重視。一、工業(yè)設(shè)備節(jié)水事故的主要原因(一)水位計(jì)和水位監(jiān)控器操作不正常工業(yè)鍋爐常用的水位計(jì)有:玻璃管式水位計(jì)、玻璃板式水位計(jì)、雙色水位計(jì)、電極式水位計(jì)、浮球式水位計(jì)和差壓式水位計(jì)。常見的安全缺陷有:1.玻璃外表面有煙灰未及時(shí)清理當(dāng)鍋爐水質(zhì)比較差,水位計(jì)長(zhǎng)時(shí)間不沖洗或玻璃外表面有煙灰未及時(shí)清理時(shí),會(huì)使水位計(jì)的水位線看不清,特別是在燈光照明不良的情況下,很容易引起判斷失誤。2.浮球式水位計(jì)內(nèi)水位計(jì)底部沉淀物水位計(jì)指示的水位不是鍋爐實(shí)際水位。當(dāng)鍋爐負(fù)荷劇烈變化、汽水共騰時(shí)容易出現(xiàn),當(dāng)浮球式水位計(jì)底部有沉淀物時(shí)也可能出現(xiàn)。特別是在鍋爐水質(zhì)差,水位計(jì)長(zhǎng)時(shí)間不沖洗,汽旋塞和水旋塞卡死,水垢堵住水連管,引起水位計(jì)失效。3.水位聯(lián)鎖保護(hù)裝置《蒸汽鍋爐安全技術(shù)監(jiān)察規(guī)程》中要求鍋爐裝設(shè)的高低水位報(bào)警裝置的高、低水位警報(bào)信號(hào)須能區(qū)分,低水位聯(lián)鎖保護(hù)裝置最遲應(yīng)在最低安全水位時(shí)動(dòng)作,自動(dòng)進(jìn)水調(diào)節(jié)器準(zhǔn)確可靠。這些示控裝置都是由水位計(jì)的傳感信號(hào)來控制,當(dāng)系統(tǒng)中的一個(gè)部件有故障,就可能引起水位示控裝置不能正常工作。例如,電極式水位計(jì)會(huì)因電極部位結(jié)垢而失效;浮球式水位計(jì)和差壓式水位計(jì)會(huì)因?yàn)樽鳂I(yè)人員保養(yǎng)和操作不當(dāng)而失靈。(二)鍋爐水處理問題對(duì)鍋爐日常運(yùn)行的監(jiān)控和維護(hù)保養(yǎng)是保證鍋爐安全生產(chǎn)的重要環(huán)節(jié),缺水事故往往是因?yàn)樗緺t工對(duì)鍋爐運(yùn)行情況監(jiān)視不夠,調(diào)整不及時(shí)或維護(hù)、操作不當(dāng)造成的。一些司爐工以為鍋爐安裝了自動(dòng)控制裝置,就可以放松監(jiān)控和降低對(duì)鍋爐管理的要求,麻痹大意、玩忽職守、擅離崗位;一些鍋爐管理人員和司爐工沒有受過正規(guī)的安全教育、技術(shù)培訓(xùn)和規(guī)范化管理,即使鍋爐房有各項(xiàng)管理措施,也沒有得到很好的實(shí)施;一些司爐人員未按規(guī)范沖洗水位計(jì)和排污,未進(jìn)行規(guī)范的水處理工作,未定期檢查水位計(jì)和水位示控裝置,發(fā)現(xiàn)問題、發(fā)現(xiàn)隱患未及時(shí)上報(bào)處理。一部分缺水事故就是由于鍋爐的給水箱內(nèi)沒有水或水位示控裝置有故障造成的。此外,一些司爐工對(duì)虛假水位和報(bào)警信號(hào)判斷失誤,最嚴(yán)重的是嚴(yán)重缺水時(shí)沒有馬上緊急停爐,而錯(cuò)誤操作給鍋爐加水,進(jìn)而引起爆炸事故。(三)鍋爐結(jié)構(gòu)布置不合理,導(dǎo)致鍋爐材料殘燒鍋爐設(shè)計(jì)、安裝改造存在結(jié)構(gòu)不合理,而缺陷未被及時(shí)發(fā)現(xiàn)和整改也很容易引發(fā)缺水事故。例如,鍋爐最高火位高于最低水位導(dǎo)致鍋爐缺水過燒;還有,鍋爐高溫區(qū)受熱面的水循環(huán)不良,產(chǎn)生汽室也容易導(dǎo)致鍋爐缺水過燒。臥式蒸汽鍋爐改裝為熱水鍋爐后,由于給水、出水循環(huán)系統(tǒng)不合理,在前后管板處形成死水區(qū),后管板高溫區(qū)形成汽室,金屬局部缺水過熱,金屬?gòu)?qiáng)度下降,受壓后產(chǎn)生鼓包。又如,水位表在安裝鍋爐時(shí)結(jié)構(gòu)布置不合理,汽水聯(lián)管安裝錯(cuò)誤,使汽聯(lián)管不能自動(dòng)向水位計(jì)疏水,水聯(lián)管也不能自動(dòng)向鍋筒疏水,形成了虛假的水位。所以,鍋爐設(shè)計(jì)、安裝改造必須嚴(yán)格按照規(guī)范要求,保證鍋爐可靠安全。為了提高鍋爐的安全系數(shù),必要時(shí)可以改進(jìn)部分安全設(shè)施。比如,可布置鍋爐排煙溫度傳感器,增加排煙溫度報(bào)警裝置。對(duì)于采用電極式水位計(jì)的鍋爐,盡量將電極布置在鍋筒或鍋殼的內(nèi)部,裝置會(huì)更可靠。二、鍋爐上汽包塑性變形量計(jì)算某市一臺(tái)SZL10-1.25-WⅡ型雙鍋筒縱置式鏈條鍋爐發(fā)生嚴(yán)重缺水事故,由于上汽包變形量過大,大量水管過熱,鍋爐主體報(bào)廢,事故直接造成經(jīng)濟(jì)損失三十萬元。經(jīng)過現(xiàn)場(chǎng)檢查和測(cè)量,鍋爐上汽包塑性變形量最大達(dá)到60毫米,變形位置在上汽包中段位置的對(duì)流管束區(qū),變形面積約1.5平方米,變形部位的對(duì)流管口均變型為橢圓(如圖),橢圓度達(dá)到68%。爐膛內(nèi)左右兩側(cè)水冷壁管和大量對(duì)流管束過熱,外表面氧化皮厚度約0.5毫米,管子外表面為藍(lán)黑色,無漲粗。(一)硬度值與正常結(jié)構(gòu)的比較爐膛內(nèi)上半部分的大部分水管均有過熱現(xiàn)象,下半部分水管保持原有色澤,無過熱現(xiàn)象。這說明鍋爐水位線已經(jīng)降到上下兩個(gè)汽包的中間位置。對(duì)上汽包變形部位、爐膛內(nèi)水管過熱部位進(jìn)行超聲波厚度測(cè)定和里氏硬度值測(cè)定,發(fā)現(xiàn)材料厚度無明顯變薄,檢測(cè)部位的硬度值與正常部位很接近,硬度值均在允許范圍內(nèi)。(上汽包材質(zhì)20g,規(guī)格Φ940×20mm,長(zhǎng)7957mm;對(duì)流管束材質(zhì)20#,規(guī)格Φ51×3mm)對(duì)鍋爐汽包變形進(jìn)行簡(jiǎn)單的應(yīng)力分析:鍋爐上汽包主要受一次應(yīng)力的作用,在上汽包缺水干燒過程中,筒體受到高溫,材料強(qiáng)度下降;特別是在對(duì)流管束區(qū)的筒體因?yàn)槲挥诳讟虿课?筒體強(qiáng)度系數(shù)減弱,于是在正常工作壓力下形成塑性變形;另外,因?yàn)槠艿沫h(huán)向應(yīng)力大約是徑向應(yīng)力的二倍,對(duì)流管束的管口承受的環(huán)向應(yīng)力大,管口均變型為橢圓,長(zhǎng)徑方向與環(huán)向應(yīng)力方向相同。(二)由于缺水的原因1.鍋爐低水位聯(lián)鎖保護(hù)裝置工作原理事故發(fā)生之前約2小時(shí),司爐工對(duì)鍋爐左側(cè)的差壓水位計(jì)進(jìn)行定期沖洗。在燃燒一段時(shí)間后,當(dāng)班司爐工發(fā)現(xiàn)鍋爐水位報(bào)警聲音信號(hào),但由于他粗心大意,誤將低水位信號(hào)當(dāng)作高水位信號(hào),手動(dòng)消除報(bào)警信號(hào)。鍋爐繼續(xù)燃燒,當(dāng)上汽包的液位下降到低水位時(shí),沒有自動(dòng)給水;當(dāng)上汽包水位繼續(xù)下降到極低水位時(shí),鍋爐的低水位聯(lián)鎖保護(hù)裝置也沒有動(dòng)作;最后在管理人員發(fā)現(xiàn)鍋爐嚴(yán)重缺水時(shí),司爐工才緊急停爐。2.事故發(fā)生前浮球式水位計(jì)保護(hù)機(jī)構(gòu)現(xiàn)場(chǎng)檢查發(fā)現(xiàn)鍋爐汽包、水管水垢厚約0.5毫米,水處理工作比較規(guī)范,鍋爐本體其他部位未見異常,水位控制儀表經(jīng)拆卸后檢查也未見異常。核查鍋爐運(yùn)行記錄發(fā)現(xiàn),鍋爐正常工作壓力為1.1兆帕,運(yùn)轉(zhuǎn)正常,超壓、水位示控聯(lián)鎖裝置及試驗(yàn)均正常有效。經(jīng)現(xiàn)場(chǎng)確認(rèn),鍋爐水位示控裝置的高、低水位報(bào)警信號(hào)由鍋爐右側(cè)的浮球式水位計(jì)控制,低水位聯(lián)鎖保護(hù)裝置和自動(dòng)進(jìn)水裝置由鍋爐左側(cè)的差壓式水位計(jì)控制。事故發(fā)生前,浮球式水位計(jì)運(yùn)轉(zhuǎn)正常,但差壓式水位計(jì)失效,沒有聯(lián)鎖保護(hù)功能。所以,造成這次鍋爐缺水事故的原因主要是司爐工麻痹大意、失職和水位聯(lián)鎖裝置的失效。鍋爐的差壓式水位計(jì)是基于液體靜壓平衡原理工作的,鍋爐汽包與水位計(jì)形成雙室平衡容器(如下圖)。平衡容器工作原理是形成一個(gè)額定的液體靜壓力P2(雙室平衡容器中凝結(jié)滿水時(shí)達(dá)到h位置時(shí)的壓力),使之與鍋爐汽包液位h1形成的液體靜壓力P1相比較,電容式差壓變送器輸出P1、P2的差值,信號(hào)轉(zhuǎn)換后控制水位聯(lián)鎖保護(hù)裝置和自動(dòng)進(jìn)水裝置。電容式差壓變送器在正常使用的時(shí)候穩(wěn)定可靠,但在鍋爐啟動(dòng)或沖洗差壓水位計(jì)閥門后,由于平橫容器結(jié)構(gòu)上的原因,需等一段時(shí)間(一般兩小時(shí)),雙室平衡容器中蒸汽冷凝水水位達(dá)到h位置時(shí),系統(tǒng)才能穩(wěn)定可靠工作。(三)差壓式水位計(jì)的閥門在沖洗差壓式水位計(jì)閥門后的一段時(shí)間內(nèi),鍋爐的水位聯(lián)鎖保護(hù)功能失效,司爐工應(yīng)加強(qiáng)鍋爐巡查,嚴(yán)密監(jiān)控鍋爐水位,才能保證鍋爐水位正常。對(duì)于這種差壓式水位計(jì),在鍋爐正常運(yùn)行時(shí),沖洗差壓液位計(jì)的閥門可按以下方法進(jìn)行:1.手動(dòng)啟動(dòng)給水泵將鍋爐水位先加到最高水位的位置;2.開啟B閥門,沖洗P2聯(lián)管(A、B、C閥門原來為關(guān)閉狀態(tài));3.關(guān)閉B閥門,開A、C閥門,沖洗平衡閥門C和P1聯(lián)管;4.關(guān)閉A閥門后,水經(jīng)過平衡閥門進(jìn)入平衡容器,過一分鐘后再關(guān)閉平衡閥門C。這時(shí)平衡容器內(nèi)的水位與鍋爐水位一樣高,并且鍋爐蒸汽不斷冷凝成水,水位很快升高到h位置,差壓式水位計(jì)很快就可以正常運(yùn)作。假如沖洗方法不當(dāng),最后關(guān)閉B閥門,會(huì)使平衡容器內(nèi)沒有冷凝水,則需要過較長(zhǎng)一段時(shí)間冷凝水才能達(dá)到h位置。三、保證自動(dòng)控制裝置的可靠性目前,很多在用的工業(yè)鍋爐都沒有高度可靠的自動(dòng)控制裝置。這就要求司爐工嚴(yán)密監(jiān)控鍋爐的運(yùn)行情況;司爐人員還應(yīng)按規(guī)范作業(yè),定期對(duì)鍋爐的自動(dòng)給水裝置、高低水位報(bào)警裝