帕累托分析在垃圾焚燒鍋爐安裝監檢中的應用

邊 緣，王 博

（西安特種設備檢驗檢測院，西安 710065）

我國城市化水平不斷提高，城市人口不斷增長的同時帶來了城市垃圾總量不斷增多的現狀，隨著人們對生活環境的要求越來越高，對于垃圾處理也有了更高的要求。相對于傳統的垃圾填埋等技術，垃圾焚燒不僅可以大幅降低垃圾體積[1]，從中獲得電能和熱能，避免填埋等處理方式對地下水和土壤可能產生的二次污染，更能解決我國各級城市人均土地面積和耕地面積緊張的難題，所以解決我國現階段垃圾問題的主要出路還要靠大力發展焚燒發電。鍋爐屬于特種設備，近年來，垃圾焚燒鍋爐的安裝在各大城市有序進行，垃圾焚燒鍋爐事故是目前生活垃圾無害化處理安全生產的最大威脅，不僅給人們日常生活造成諸多不便，也給企業本身帶來極大的經濟損失和意外的人員傷亡。

垃圾焚燒的主體是垃圾焚燒鍋爐，垃圾焚燒鍋爐的運行效果直接影響著垃圾處理效率，不僅如此，垃圾焚燒鍋爐的運行效果還影響著煙氣排放。嚴格控制項目運營期的大氣污染排放是防范和化解垃圾焚燒發電“鄰避”問題的重要措施。決定垃圾焚燒鍋爐燃燒效果的源頭是鍋爐的安裝質量。垃圾焚燒鍋爐項目具有投資大、建設周期長、參與方多、使用的新技術多、要求指標水平高等特點[2]，監督檢驗中需要全過程、全方位的質量控制以提高檢驗質量、保障垃圾焚燒鍋爐的安全運行。因此，目前迫切需要基于垃圾焚燒鍋爐項目的特點進行鍋爐安裝監督檢驗項目質量管理的研究，在源頭上保障垃圾焚燒鍋爐的安全運行。

1 帕累托分析法簡介

帕累托分析法是由意大利經濟學家帕累托提出的一種分析方法，用來反映“關鍵少數與次要多數”的關系[3]。其基本原理是將需要管理的對象按事物屬性或頻數，劃分為A、B、C三等級，分別對應重要、次要、一般3種程度，并采取不同管理方式，達到最有效目的。將累計占比在0～80%區間的因素稱為A類因素也就是重要因素，它們的數量不多，但是影響質量的關鍵因素。將累計占比在80%～90%區間的因素稱為B類因素也就是次要因素，一般情況下，B類質量因素數量較A類因素數量多，但對質量的影響較A類因素小。將累計占比在90%～100%區間的因素稱為C類因素也就是一般因素，通常它們的數量較多，但對質量的影響極小[4]。

帕累托提出：在任何特定群體中，關鍵因素通常只占少數，不關鍵的因素則占多數，因此只要能控制具有關鍵性的少數因素即能控制全局[5]。帕累托分析法已經在工程管理領域得到了廣泛的應用。本文使用帕累托分析法進行垃圾焚燒鍋爐質量管理研究。

2 垃圾焚燒鍋爐安裝監督檢驗質量管理的帕累托分析

2.1 項目簡介

鍋爐是一種能量轉換設備，向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學能、電能，鍋爐輸出具有一定熱能的蒸汽、高溫水或有機熱載體。鍋爐中產生的熱水或蒸汽可直接為工業生產和人民生活提供所需熱能，也可通過蒸汽動力裝置轉換為機械能，或再通過發電機將機械能轉換為電能。《特種設備安全法》定義為利用各種燃料、電或者其他能源，將所盛裝的液體加熱到一定的參數，并通過對外輸出介質的形式提供熱能的設備。垃圾焚燒鍋爐屬于電站鍋爐，是指向汽輪機提供規定數量和質量的蒸汽中大型鍋爐。常與一定容量的汽輪發電機組相配套，主要用于發電，但在某些特殊場合下也可兼作對外供熱之用。蒸發量較大，汽溫和汽壓很高，結構較復雜，效率較高，對運行管理水平、機械化程度以及自動控制技術則有相當高的要求。鍋爐安裝監督檢驗，是在安裝施工單位自檢合格的基礎上，對鍋爐的安裝過程進行的過程監督和滿足安全要求的符合性驗證活動。

垃圾焚燒鍋爐的安裝質量非常重要，關乎著國計民生，越來越受到人們的關注和重視。隨著生活垃圾無害化處理工程數量的不斷增多，工程建設中的問題越來越突出，其中垃圾焚燒鍋爐安裝的質量問題最為明顯，垃圾焚燒鍋爐安裝監檢的質量直接影響著鍋爐安裝的竣工質量[6]，鍋爐安裝監督檢驗中需要全過程、全方位的質量控制以提高檢驗質量，保障垃圾焚燒鍋爐的安全運行[7]。基于垃圾焚燒鍋爐項目的特點進行鍋爐安裝監督檢驗項目質量控制的研究。

2.2 數據統計

垃圾焚燒鍋爐安裝監督檢驗具體內容可細分為：資源條件；出廠資料；工藝文件；鍋爐基礎、鋼結構；受壓部件通用要求；受壓部件專項要求鍋筒、集箱類部件、減溫器、分汽缸受熱面及其附件、水冷壁、對流管束、過熱器、省煤器、鍋爐范圍內管道和主要連接管道；安全附件和儀表；蒸汽吹灰系統；鍋爐本體其他裝置；水（耐）壓試驗；安全保護裝置；爐墻、保溫及防腐；調試、試運行及驗收；竣工資料；設計變更以及發現問題的處理等。每類檢驗項目都有針對鍋爐不同部件相應的檢驗檢測方法。

監督檢驗一般分為3種檢驗方法，上文中提到的資源條件與資料、工藝文件的審查就屬于資料審查；水壓實驗及安裝調試等屬于現場監督；管材、板材以及焊材等的確認屬于實物檢查。監督檢驗人員通過對資料進行審查，在現場對安裝活動進行監督，抽查受檢單位自檢合格的產品或者部件并確認其與相關安全技術規范的相符性。如果僅僅通過檢驗方法將監督檢驗質量管理問題分為3類，在數據分析上并不全面與精細，很難找到準確的關鍵性問題。

本文參考TSG 11—2020《鍋爐安全技術規程》，將質量管理問題分為5大類：資料審查、外觀檢查與材料確認、無損探傷、水壓試驗、調試與試運行。對每個質量管理問題進行細分，共產生16個質量控制點。在資料審查部分細分為6個質量控制點，不僅包含了鍋爐出廠資料，還包含了鍋爐房的設計圖紙，安裝單位的安裝資質及安裝單位的施工工藝文件，從制造到安裝在資料審查部分做到了精準控制。將監督檢驗的3種方法之中的現場監督與實物檢查進行進一步細化。在監督檢驗過程中，需要進行現場確認的質量控制點可以合并成外觀檢查與材料確認，包括出廠后鍋爐的外觀檢查以及安裝尺寸的現場監督，鍋爐就位后鍋爐的安裝位置，鍋爐范圍內的管道及外購材料確認3個質量控制點。焊接接頭的無損探傷和水壓試驗的現場監督一直是鍋爐安裝監督檢驗的重點工作，故將二者作為單獨的質量控制點。水壓試驗后鍋爐的調試與試運行是竣工前的關鍵步驟，由于調試與試運行中的工作類型眾多，很多工作在以往的監督檢驗中不屬于質量管理問題，故將其忽略，將此大類分為筑爐，烘爐、煮爐記錄審查、試運行記錄審查，安全附件資料和實物檢查，水處理設備資料審查和調試報告，輔助機械記錄審查，燃燒設備調試記錄和報告審查6個質量控制點。

通過邀請鍋爐監督檢驗經驗豐富的5名專家對過去5年中垃圾焚燒鍋爐安裝監督檢驗項目中出現的質量管理問題次數做統計。通過專家評分法，總結出鍋爐安裝監督檢驗質量管理問題頻次匯總表，見表1。

由表1可以看出，問題出現次數最多的質量控制點為管道及外購材料確認，其次是底片審查與水壓試驗現場監檢。被視為鍋爐安裝監檢中最重要的水壓試驗部分，問題出現次數僅排名第三，打破了傳統檢驗的固有認知。在日常監督檢驗中，鍋爐房設計資料審查、質保體系運轉情況審查僅僅是資料審查的一部分，不會單獨拿出來作為一個特殊重點項目監檢。由本次數據統計可得出，資料審查作為不影響施工進度的監檢項目應該得到更多的重視。通過數據分析，按問題出現頻率高低對質量控制點進行排序，合并問題出現次數極少的11項質量控制點，為帕累托分析做數據準備。

表1 垃圾焚燒鍋爐安裝監督檢驗質量管理問題出現頻次匯總表

2.3 帕累托分析

通過對表1數據的分析排序與匯總，并進行出現頻率的占比與累計占比計算，用每種質量管理問題出現的次數除以總出現次數，得出垃圾焚燒鍋爐安裝監督檢驗質量各個管理問題出現頻次占比匯總表，見表2。可以看到管道及外購材料確認這一質量管理問題的出現占比達到了37%，與底片審查、水壓試驗現場監檢3項累計占比達到了80%。

表2 垃圾焚燒鍋爐安裝監督檢驗質量管理問題出現頻次占比匯總表

由表2的分類序號作為橫坐標，質量管理問題出現次數作為縱坐標，累計占比作為右側縱坐標來制作帕累托分析圖，得到垃圾焚燒鍋爐安裝監督檢驗質量管理問題出現頻次占比帕累托分析圖，如圖1所示。

圖1 垃圾焚燒鍋爐安裝監督檢驗質量管理問題出現頻次占比帕累托分析圖

通過對影響垃圾焚燒鍋爐安裝監督檢驗質量的關鍵環節中具體監檢項目進行專家評分法與帕累托分析，找出累計占比在0～80%區間的質量控制點即A類重要因素為：管道及外購材料確認、底片審查、水壓試驗現場監檢。質保體系運轉情況審查、鍋爐房設計資料審查為B類次要因素，其他11項質量控制點為C類一般因素。

利用帕累托分析的結論，我們將A類重要因素中的3個質量控制點進行加強管理。對管道及外購材料，嚴格把關現場材料確認環節，在加強對材料質量證明書與現場管材對應檢查的同時，增加對管材光譜檢測的抽查比例，杜絕材質不明、生產批號無法確認的管材使用，避免材質以低代高的情況發生；對外購焊接材料進行抽查，重點審查其與相應材料焊接工藝的相符性。底片審查環節，我們派遣RTⅢ級人員負責本次垃圾焚燒鍋爐的射線底片抽查工作，對返修部位進行重點抽查，此外在拍片現場對無損公司的資質、拍片人員的資質進行現場核對，嚴格監督持證上崗。水壓試驗的現場監檢在鍋爐安裝監督檢驗中一直是檢驗機構與檢驗人員非常重視的環節，在本次的帕累托分析中它依舊處于重要因素的范圍內，這一點充分證明了帕累托分析作為鍋爐監督檢驗質量管理工具的有效性。對于B類次要因素，我們對鍋爐房設計資料審查進行了及時的現場確認，對于與設計不符，或需要設計變更的問題及時與施工單位溝通提出，避免竣工后更改圖紙的問題發生。我們將質保體系運轉情況審查帶入到每一次現場監檢的工作中去，隨著監檢工作的不斷進行，對每個環節施工單位與質保體系的相符性進行確認，一旦發現問題，及時與施工單位溝通提出可快速整改。對3個重要因素增加人力物力的投入，派遣資歷更深的監檢人員進行質量把關，在提高監檢質量的同時大幅提高檢驗效率。

3 結論

本文利用專家評分法與帕累托分析法找到了垃圾焚燒鍋爐項目安裝監督檢驗質量管理中的A類重要質量控制點，即管道及外購材料確認、底片審查、水壓試驗現場監檢，針對重要因素進行加強管理，提高了檢驗質量和檢驗效率。找到B類次要因素，即質保體系運轉情況審查、鍋爐房設計資料審查，針對次要因素采取與每一次現場監檢相結合的措施，在不需要增加額外檢驗人員的同時達到不漏檢的效果。不足之處是沒有對重要因素進行進一步深度分析。在接下來的研究中可針對影響質量控制的重要因素采用魚骨圖法進行影響因素分析，找到末端影響因素，提出質量控制措施。結合層次分析法、故障樹分析法更加準確地找到質量影響因素，實施更加具有針對性的改進措施后，效果評估是否達到預期質量控制目標。

用質量管理的思路與方法管理特種設備檢驗項目是一種新的檢驗思路，代替經驗化檢驗，科學的項目管理工具可以準確地找到質量管理問題的重要因素，針對重要影響因素進行質量控制措施，可以有效地從根源上減少質量問題的發生。