有機熱載體爐管理與檢驗范文

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《工業鍋爐雜志》2016年第5期

摘要:

為了確定有機熱載體爐的管理與檢驗重點，統計分析了天津市特檢院2011年至2015年所出具的1000多份有機熱載體爐定期檢驗報告。結果表明，有機熱載體管理工作亟待加強，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。

關鍵詞:

有機熱載體爐;檢驗報告;缺陷;統計分析

0前言

有機熱載體爐因其介質具有高溫低壓的傳熱性能、運行成本低、節能等優點，廣泛應用于工業生產當中［1，2］。因為介質使用溫度高，遇火易燃，它的運行狀況嚴重影響國家財產和人民群眾的安全。因此，國家法律、相關標準與規范要求對其進行定期檢驗［3，4］。目前，大家主要關注有機熱載體爐的設計、制造、安裝、修理、改造等環節［2，5］，而對其管理與檢驗方面的研究甚少。有機熱載體爐因其結構、服役時間、燃燒方式、用途等方面存在差異，監管與檢驗任務繁重。定期檢驗報告中包含大量鍋爐管理與鍋爐系統的缺陷信息，若能從中總結出其管理與檢驗的重點，不僅能明顯地提高監管部門與檢驗機構的工作效率，還能保障鍋爐安全運行。除此之外，上述工作的順利開展對相關政策、標準、規范的制定與更新也能起到很大的指導作用。鑒于此，本人以天津市特檢院2011年至2015年所出具的有機熱載體爐的定期檢驗報告為基礎，以統計的方法分析有機熱載體爐運行管理情況與設備缺陷的分布規律。本次統計的檢驗報告共有1217份，其中有機熱載體爐外部檢驗報告812份，內部檢驗報告405份;覆蓋鍋爐283臺，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。外部檢驗報告涉及9大類、56個子項目，內部檢驗報告包含26類(每個部件為一類)、56個子項目。

1外部檢驗報告統計分析

有機熱載體爐的外部檢驗采用資料審查、宏觀檢(抽)查、見證功能試驗等方法，檢查使用單位的運行管理狀況和鍋爐的安全附件、儀表和安全保護裝置運行情況。我們通過對有機熱載體外部檢驗報告的統計，分析天津市有機熱載體爐的運行管理水平。圖1和圖2為有機熱載體外檢各大類統計項目缺陷率(缺陷報告數/總報告數)和單項缺陷率(缺陷報告數/適用報告數)在10%以上項目的統計圖。從中可以得出如下結論:

(1)管理力度亟待加強

由圖1可知，鍋爐管理是目前影響天津市有機熱載體爐安全運行的主要原因。從圖3可以看出，“鍋爐房各項記錄”，“鍋爐房各項制度建立情況”，“鍋爐房制度執行情況”，“上次報告提出問題整改情況”，“司爐持證情況”5個統計子項目的缺陷率都超過了10%，并且“鍋爐房各項記錄”與“鍋爐房各項制度建立情況”分別達到了81．1%與34．6%。鍋爐房記錄涉及巡回檢查、運行、改造、修理及日常維修保養、自行檢查和交接班等十個方面。外部檢驗過程中記錄方面的缺陷主要體現在記錄種類不齊全和記錄填寫不規范。造成上述情況的原因主要來自于管理人員重視程度不夠;另一個原因是鍋爐房各項記錄沒有隨標準更新而及時補充(如日常能耗記錄)。鍋爐房管理制度包括崗位責任制、巡回檢查制度、交接班制度、安全管理制度和節能管理制度等八項，存在問題主要為缺少制度、制度沒有上墻、制度不齊全、制度沒有及時更新。管理與操作人員常常誤認為有機熱載體爐壓力小、危險系數小，而麻痹大意，疏于管理，以致引發安全事故，應引起足夠重視。完善的記錄與規范的管理制度不僅可以預防鍋爐出現異常，還能發現故障，及時采取措施。因此，完善鍋爐房記錄與規范管理制度是保障鍋爐安全與經濟運行的必不可少的措施。值得注意的是，本次統計結果還顯示，因司爐工在崗人數不符合要求的缺陷率為9．4%，共涉及76份報告。由此可見，大部分鍋爐使用單位在鍋爐運行時司爐工都在崗，但仍有相當數量的使用單位存在司爐工脫崗的現象。司爐工是否在崗對鍋爐安全運行影響較大，當鍋爐出現非正常運行或發生報警時，如果司爐工在崗，就能采取緊急措施，可避免事態進一步惡化。因此，建議特種設備安全監察部門加大管理力度，鍋爐使用單位也應予以足夠重視。

(2)介質管理工作有待加強

由圖1可知，介質類的缺陷率在九大類項目中排第二位，達到66．7%。由圖4來看，介質類的缺陷中“油質化驗數據”最大。該方面缺陷的主要原因為未對在用有機熱載體進行定期檢驗。有機熱載體指標中殘碳、閃點、水分、運動粘度嚴重影響鍋爐的安全與經濟運行［6］。鍋爐使用單位通過有機熱載體的定期檢驗不僅可以掌握鍋爐運行狀態，還能夠預防事故發生。有機熱載體品質惡化的危害主要分為損壞本體和導致系統壓力超壓。本體損壞分為兩個方面:一方面是指因粘度增加與存在殘碳而降低傳熱效率，導致鍋爐本體材料超溫失效;另一方面指酸值超標而腐蝕本體。導致超壓的原因主要是水分蒸發與低沸物揮發。除此之外，殘碳超標會直接降低鍋爐受熱面的傳熱效率，從而降低出力，增加運行成本，這明顯與當今時代節能減排的要求背道而馳。因此，加強有機熱載體爐介質管理工作不僅僅是為了保障鍋爐運行安全、延長鍋爐使用壽命，更是為了響應國家“節能減排”的號召。

(3)安全附件管理應受重視

由圖1可知，壓力表、溫度表、液面計和安全閥四項安全附件中缺陷率最高的為壓力表，達到40．9%，溫度表37．9%、液面計4．8%、安全閥4.6%。從統計子項上看，差壓報警及聯鎖裝置、溫度表校驗、安全閥校驗、超溫報警及聯鎖裝置、壓力表校驗、超壓報警及聯鎖裝置的缺陷率都超過了30%，其中差壓報警及聯鎖裝置的缺陷率最高達到了46．7%。安全附件是確保鍋爐安全運行的重要裝置，也是鍋爐正常運行的“指示燈”。壓力表與超壓報警及聯鎖裝置主要反映鍋爐系統中壓力變化情況，防止系統超壓而引發鍋爐結構失穩。溫度表與超溫報警及聯鎖裝置主要反映有機熱載體的實際使用溫度，避免其溫度過高而使介質品質惡化和引發安全事故。差壓報警及聯鎖裝置是表征有機熱載體系統中介質的流動速率。液面計與安全閥分別起著觀察系統有機熱載體液面位置與泄壓的作用。關于安全附件的規定來源于前輩的管理、檢驗經驗和事故教訓，規范使用安全附件可以保護使用單位與操作者的財產與生命。

2內部檢驗報告統計分析

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

2．1內部檢驗總體缺陷情況

由表1可知，缺陷率較高的結構部件分別為膨脹管、鍋爐房壓力管道、爆破片、膨脹器和儲存罐，且缺陷率都超過了7%。上述部件出現問題較多的原因是設計、安裝、改造和修理不符合標準要求，且容易產生跑冒滴漏現象。因此，應在日常管理和檢驗過程中應重點關注膨脹管、鍋爐房壓力管道、爆破片、膨脹器和儲存罐等部件。

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，再加上有機熱載體指標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清理與調整燃燒器，將嚴重降低運行過程中的燃燒效率與受熱面的傳熱效率，嚴重降低鍋爐運行的經濟性。因此，檢驗過程中應重點檢查輻射受熱面。

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，是指有機熱載體爐爐膛內部受熱面火側存在燃燒不充分或者長時間未清除而聚集的黑色焦狀物質。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

統計結果顯示鍋爐部件裂紋、泄漏、變形等缺陷出現幾率較小，其主要原因是該方面缺陷檢驗時較難發現或運行中發現后已及時處理。因為上述缺陷危險性極大，不僅影響有機熱載體爐正常運行，還會造成嚴重的人員傷亡和財產損失，再加上較難檢出，所以在日常管理與檢驗過程中應重點關注。

3結論與建議

綜合有機熱載體爐外部檢驗與內部檢驗報告的統計分析結果可得如下結論:

(1)有機熱載體爐與有機熱載體管理工作亟待加強，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)有機熱載體爐燃料的燃燒效率有待提高;

(4)日常管理和內部檢驗時應重點關注膨脹管、鍋爐房壓力管道、爆破片、膨脹器和儲存罐等部件。

本次數據分析結果反映了現階段有機熱載體爐運行與管理方面存在的問題。鑒于此，筆者提出以下建議:

(1)鍋爐使用單位應正確理解并嚴格執行《鍋爐使用管理規則》。除此之外，有機熱載體爐因其介質特性，膨脹器、儲存罐、差壓報警及聯鎖等設施的管理應該受到足夠重視。

(2)考慮到有機熱載體爐介質遇明火易燃，系統中的油泵、管道等在連接時應盡量采用密封面為凹凸型、墊片回彈性好的法蘭結構。

(3)針對有機熱載體爐輻射受熱面積灰問題，燃油、燃氣鍋爐在設計與安裝調試時應選取合適的燃燒器，并且保證安裝質量，避免火焰吹偏;燃煤鍋爐，應該提高燃燒質量和加強清灰處理。

參考文獻：

［1］趙欽新．有機熱載體爐技術及其進展［J］．工業鍋爐，2004(1):24－30．

［2］陸倩．有機熱載體鍋爐節能探討［J］．工業鍋爐，2015(2):32－35．

［3］中華人民共和國特種設備安全法［S］．中國質檢出版社，2014．

［4］TSGG0001—2012鍋爐安全技術監察規程［S］．

［5］譚蓬，周英，戴恩賢，等．有機熱載體爐節能改造及效益［J］．中國特種設備安全，2013(3):65－67．

［6］朱永滿，李洋．有機熱載體性能在鍋爐安全運行中的重要性［J］．廣州化工，2014(14):248－250．

［7］姚國平．有機熱載體鍋爐受熱面過熱檢驗與分析［J］．中國特種設備安全，2010(9)：30-32.

作者:武要峰 張寶祥 鄭桂紅 于航 李冬屹 單位:天津市特種設備監督檢驗技術研究院