熱電鍋爐運(yùn)行中主要隱患的分析與討論

湯琪，肖彬

熱電鍋爐運(yùn)行中主要隱患的分析與討論

湯琪，肖彬

（浙江省特種設(shè)備檢驗(yàn)研究院，浙江 杭州 310020）

熱電鍋爐近年來發(fā)生的事故較多，在運(yùn)行管理方面，與大型電站鍋爐存在一定的差距。結(jié)合熱電鍋爐檢驗(yàn)檢測及相關(guān)排查工作可以發(fā)現(xiàn)，熱電鍋爐的運(yùn)行過程中存在主蒸汽管道采用母管制運(yùn)行、管道材質(zhì)錯(cuò)用及橫向缺陷等問題，且流量計(jì)存在焊接缺陷等安全隱患。根據(jù)目前熱電鍋爐所存在的各項(xiàng)隱患，提出了對(duì)應(yīng)的方案及措施來消除或減少隱患，以保證熱電鍋爐的安全運(yùn)行。

熱電鍋爐；母管制；橫向缺陷；流量計(jì)

1 概述

熱電鍋爐是以供熱為主要目的的鍋爐，由于其裝機(jī)容量受到熱負(fù)荷大小、性質(zhì)等制約，機(jī)組規(guī)模比以發(fā)電為主要目的的大型電站鍋爐機(jī)組要小，在運(yùn)行管理方面與大型電站鍋爐也存在一定的差距。近年來，熱電鍋爐以及企業(yè)自備電站鍋爐范圍內(nèi)管道事故頻發(fā)，造成了較大的人員、經(jīng)濟(jì)損失。通過檢驗(yàn)檢測工作及加強(qiáng)排查，也陸續(xù)發(fā)現(xiàn)部分熱電鍋爐及鍋爐范圍內(nèi)管道在設(shè)計(jì)、制造、安裝、使用管理及檢驗(yàn)檢測等環(huán)節(jié)存在安全隱患，鍋爐安全技術(shù)規(guī)范及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)未得到嚴(yán)格執(zhí)行。為了防范熱電鍋爐的系統(tǒng)性風(fēng)險(xiǎn)，消除安全隱患，對(duì)熱電鍋爐運(yùn)行過程中存在的主要隱患進(jìn)行了總結(jié)與梳理并提出解決方案。

2 熱電鍋爐運(yùn)行過程中的主要隱患

從近年來熱電鍋爐發(fā)生的主要事故、檢驗(yàn)檢測情況及隱患排查工作來看，目前熱電鍋爐運(yùn)行過程中存在的主要隱患為主蒸汽管道采用母管制運(yùn)行、管道材質(zhì)錯(cuò)用及橫向缺陷和流量計(jì)焊接缺陷問題。

2.1 熱電鍋爐采用母管制主蒸汽管道問題

熱電鍋爐主蒸汽管道常常采用母管制。這種配置方式在生產(chǎn)過程中既可以靈活地分配鍋爐產(chǎn)生的蒸汽用于供熱或者發(fā)電，還能實(shí)現(xiàn)不同鍋爐與汽輪機(jī)的匹配做功發(fā)電，為生產(chǎn)過程提供了便利。但是這種配置方式中各臺(tái)鍋爐與汽輪機(jī)實(shí)際上都是互相連通的，難以完全停產(chǎn)進(jìn)行檢驗(yàn)，這就造成有的熱電鍋爐主蒸汽管存在多年未進(jìn)行定期檢驗(yàn)，或者定期檢驗(yàn)時(shí)存在管道不能完全隔離、管段溫度過高，造成無法按定檢規(guī)要求開展無損檢測、金相分析等項(xiàng)目，最終導(dǎo)致鍋爐定檢項(xiàng)目不全，埋下安全隱患。

2.2 熱電鍋爐管道材質(zhì)錯(cuò)用及橫向缺陷問題

熱電鍋爐主蒸汽母管閥門旁路管、疏水管、雙減流量計(jì)、法蘭彎頭等位置在材料使用過程中不夠嚴(yán)謹(jǐn)，經(jīng)常出現(xiàn)材料錯(cuò)用現(xiàn)象，使用了不滿足溫度和壓力要求的材料。這些位置雖然不是主蒸汽母管本體，但實(shí)際上需要承受與主蒸汽母管相同的溫度和壓力，材料錯(cuò)用會(huì)埋下很大的安全隱患。同時(shí)，在檢驗(yàn)過程中通過超聲檢測也發(fā)現(xiàn)了大量橫向缺陷，這些缺陷可能與熱電鍋爐主蒸汽母管安裝和熱處理過程中存在的一些技術(shù)缺陷有關(guān)。同時(shí)，人們對(duì)橫向缺陷的擴(kuò)展機(jī)理目前還沒有很明確的認(rèn)識(shí)。

2.3 熱電鍋爐流量計(jì)焊接缺陷問題

熱電鍋爐中使用的流量計(jì)存在不少問題，也導(dǎo)致了一些事故的發(fā)生。流量計(jì)的焊縫通常為制造廠焊縫，焊接質(zhì)量往往不如鍋爐廠或?qū)I(yè)的鍋爐安裝單位。常用的焊接噴嘴式流量計(jì)筒體材質(zhì)為低合金耐熱鋼，材料來源廣泛，焊接工藝復(fù)雜，且不在特種設(shè)備目錄內(nèi)，沒有相關(guān)的制造標(biāo)準(zhǔn)和要求，焊接人員沒有給予足夠的重視，容易發(fā)生裂紋、未焊透等缺陷，而且由于流量計(jì)本身的結(jié)構(gòu)較為復(fù)雜，這些缺陷較難在定期檢驗(yàn)中被有效檢出。同時(shí)，也存在部分流量計(jì)承壓部件材料或焊材錯(cuò)用的情況，也容易導(dǎo)致事故的發(fā)生。

3 應(yīng)對(duì)方案及措施

針對(duì)上述在熱電鍋爐運(yùn)行過程中的主要隱患，應(yīng)采取技術(shù)手段與管理措施相結(jié)合的方式來應(yīng)對(duì)。主要包括制訂母管制熱電鍋爐管道檢驗(yàn)方法、材質(zhì)復(fù)驗(yàn)、明確橫向缺陷掃查技術(shù)和加強(qiáng)焊接噴嘴式流量計(jì)監(jiān)管等。

3.1 制訂母管制熱電鍋爐管道檢驗(yàn)方法

對(duì)于采用母管制主蒸汽管道的熱電鍋爐，不能照搬大型電站鍋爐一爐一機(jī)的檢驗(yàn)方式，因?yàn)槟腹苤茻犭婂仩t往往是多臺(tái)鍋爐對(duì)應(yīng)一臺(tái)汽輪機(jī)，甚至非直接對(duì)應(yīng)的鍋爐與汽輪機(jī)之間也可以通過母管調(diào)配實(shí)現(xiàn)匹配做功。因此，對(duì)熱電鍋爐母管制主蒸汽管道的檢驗(yàn)應(yīng)當(dāng)制訂專門的檢驗(yàn)方法，堅(jiān)持有效隔離和分段檢驗(yàn)的原則，對(duì)主蒸汽母管進(jìn)行合理的劃分和隔離來完成檢驗(yàn)工作。比如，近鍋爐側(cè)部分的主蒸汽管道可利用鍋爐主汽電動(dòng)閥配合主汽隔斷閥進(jìn)行隔離，完成與鍋爐相連部分主蒸汽管道的檢驗(yàn)工作；對(duì)于近汽輪機(jī)側(cè)部分的主蒸汽管道，可利用汽機(jī)閥配合汽機(jī)主汽電動(dòng)閥進(jìn)行隔離，完成與汽輪機(jī)相連部分的主蒸汽管道的檢驗(yàn)工作；其余用于連接和調(diào)配的母管管道則主要通過主汽隔離閥、聯(lián)絡(luò)閥、并爐閥等進(jìn)行隔離來完成檢驗(yàn)。同時(shí)，運(yùn)行多年的熱電鍋爐主蒸汽母管往往還存在隔離閥泄漏、隔離效果不佳的問題，造成待檢驗(yàn)管段溫度偏高。如果泄漏不是十分嚴(yán)重，則可通過冷卻水沖洗結(jié)合高溫磁粉檢測、高溫超聲檢測等技術(shù)完成檢驗(yàn)工作；如果泄漏情況較為嚴(yán)重，則應(yīng)當(dāng)在停爐期間及時(shí)進(jìn)行隔離閥的解體檢修與更換，確保后續(xù)可實(shí)現(xiàn)有效隔斷，保證檢驗(yàn)工作的開展。

3.2 材質(zhì)復(fù)驗(yàn)及明確橫向缺陷掃查技術(shù)

對(duì)于熱電鍋爐主蒸汽母管閥門旁路管、疏水管、雙減流量計(jì)、法蘭彎頭位置等經(jīng)常出現(xiàn)的材料錯(cuò)用現(xiàn)象，其原因?yàn)闊犭婂仩t在安裝過程中質(zhì)量控制不嚴(yán)。這些位置雖不是主蒸汽母管本體，但實(shí)際上在運(yùn)行過程中需要承受與主蒸汽母管相同的壓力和溫度。如果出現(xiàn)材料錯(cuò)用的情況，則易導(dǎo)致生產(chǎn)事故的發(fā)生。因此，在目前的熱電鍋爐檢驗(yàn)過程中應(yīng)該重視與主蒸汽母管相連接的旁路及其他管件的檢驗(yàn)，采用光譜儀對(duì)材質(zhì)進(jìn)行復(fù)查，確保所用材料的正確性，對(duì)出現(xiàn)材料錯(cuò)用的管段或管件應(yīng)及時(shí)進(jìn)行更換。對(duì)于檢驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)的大量橫向缺陷問題，應(yīng)采用正確的超聲檢測方法來提高橫向缺陷的檢出率。目前，相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)中對(duì)橫向缺陷的檢測可采用斜平行掃查、將焊縫余高磨平或局部磨平后進(jìn)行平行掃查方式來進(jìn)行，但從實(shí)際檢驗(yàn)情況看，對(duì)于將焊縫余高磨平或局部磨平后進(jìn)行平行掃查的方式，其橫向缺陷檢出率更高，而斜平行掃查很難檢出橫向缺陷。因此，建議今后橫向缺陷的檢測以將焊縫余高磨平或局部磨平后進(jìn)行平行掃查作為標(biāo)準(zhǔn)掃查方式，確保橫向缺陷的有效檢出。對(duì)于橫向缺陷的大量產(chǎn)生，也應(yīng)該加強(qiáng)制造與安裝環(huán)節(jié)中對(duì)焊接質(zhì)量及熱處理工藝的控制。

3.3 加強(qiáng)焊接噴嘴式流量計(jì)監(jiān)管

根據(jù)目前焊接噴嘴式流量計(jì)在熱電鍋爐上使用及發(fā)生事故的情況，應(yīng)將主蒸汽管道流量計(jì)納入安全監(jiān)督管理體系。對(duì)目前已經(jīng)使用的熱電鍋爐流量計(jì)開展專項(xiàng)排查工作，解決結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)不合理、承壓部件材質(zhì)錯(cuò)用、異種鋼環(huán)縫焊接等問題，對(duì)檢驗(yàn)過程中檢出較多焊接缺陷的流量計(jì)進(jìn)行分批更換，對(duì)新更換的焊接噴嘴式流量計(jì)進(jìn)行嚴(yán)格的制造及安裝質(zhì)量把控，確保所采購的流量計(jì)其承壓部件的設(shè)計(jì)、制造和檢驗(yàn)過程均滿足相應(yīng)的安全技術(shù)規(guī)范及標(biāo)準(zhǔn)要求，或直接更換為中間無環(huán)焊縫的一體式流量計(jì)。對(duì)于新采購的流量計(jì)，應(yīng)要求制造單位按有關(guān)技術(shù)規(guī)范和相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)提供產(chǎn)品合格證和質(zhì)量證明文件。而在管道定期檢驗(yàn)工作中，應(yīng)更加重視流量計(jì)的檢驗(yàn)，將其作為主蒸汽管道檢驗(yàn)工作的一項(xiàng)重點(diǎn)，包括使用光譜儀對(duì)流量計(jì)承壓部位及焊縫的材質(zhì)進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，確保所用材料滿足高溫高壓的使用條件；同時(shí)，針對(duì)流量計(jì)自身的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，有針對(duì)性地對(duì)接焊縫及母材進(jìn)行全面的磁粉檢測和超聲檢測，對(duì)于有冷裂紋傾向的材料，還應(yīng)在超聲檢測過程中進(jìn)行橫向缺陷掃查。

4 總結(jié)

近年來，熱電鍋爐事故頻發(fā)，造成了較大的人員、經(jīng)濟(jì)損失。通過對(duì)熱電鍋爐的檢驗(yàn)檢測及排查工作，發(fā)現(xiàn)目前熱電鍋爐運(yùn)行過程中主要存在主蒸汽管道采用母管制運(yùn)行方式、管道材質(zhì)錯(cuò)用及橫向缺陷問題和焊接噴嘴式流量計(jì)存在焊接缺陷等隱患。對(duì)于上述這些熱電鍋爐運(yùn)行過程中的主要隱患，應(yīng)制訂針對(duì)母管制熱電鍋爐主蒸汽管道的專用檢驗(yàn)方法，對(duì)管道進(jìn)行材質(zhì)復(fù)驗(yàn)，明確橫向缺陷掃查技術(shù)，加強(qiáng)對(duì)焊接噴嘴式流量計(jì)的監(jiān)管，從而保障熱電鍋爐的安全運(yùn)行。

［1］童良懷，劉震杰，蔣文煥.熱電鍋爐主蒸汽管道安全狀況分析與應(yīng)對(duì)［J］.工業(yè)鍋爐，2018（03）：42-44.

［2］王麗梅，王興春，Andersen Isak.超聲波檢測橫向缺陷漏檢案例分析［J］.無損探傷，2018，42（01）：38-41.

［3］鄒吉權(quán).鍋爐主蒸汽管道焊接接頭失效分析［J］.焊接技術(shù)，2011，40（12）：48-50.

［4］孫中元，仇云林.某電廠主蒸汽管道爆管原因分析［J］.中國電力，2017，50（09）：155-160.

〔編輯：張思楠〕

2095－6835（2018）19－0091－02

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10.15913/j.cnki.kjycx.2018.19.091