電力工業部總結電力生產安全工作的經驗教訓,于1995年11月頒發了《電力生產安全工作規定》,規定明確提出了安全保證體系與安全監察體系的關系;明確了安全監察人員的職責與職權,提出“安全第一、預防為主”的方針以及堅持“保人身、保電網、保設備”的原則。
作為火電發電廠的主要設備,鍋爐機組顯然是發電廠安全監察的重要設備。而且由于鍋爐壓力容器是具有爆炸危險的設備,故世界各國都十分重視它的安全問題,設立國家監督機構或授權技術權威機構,實行強制性安全管理。
一、實行全過程安全(質量)監督
參照國際上通用的辦法,國務院于1982年2月頒發了《鍋爐壓力容器安全監察暫行條例》,條例規定從事鍋爐壓力容器設計、制造、安裝、檢驗的單位必須經資格審查,具備合格證書。使用鍋爐壓力容器的單位必須向有關部門申請使用登記,并接受定期檢驗。鍋爐的設計、制造、安裝、改造必須符合電力部頒發的《電力工業鍋爐監察規程》的規定(或滿足制造國法定制造標準)。這些規定、標準主要規定了鍋爐承壓部件制造階段應遵循的人員資格、材料使用、結構強度、工藝標準及檢驗要求。對于電站鍋爐的制造廠具備這些要求并不難,取得資格證書也基本沒有問題。但總結國內一些電站鍋爐發生的問題,諸如爐膛熱負荷過高,受熱面布置不匹配,使汽溫控制困難,省煤器磨損過快、直流爐水動力不穩,鍋爐輔助設備配套不良等重大設計、制造質量問題,使我們不得不重視從設計開始的全過程安全(質量)管理、監督與檢驗。
(1)設計階段。在電廠籌建初期或擴建初期,諸多內外條件錯綜復雜,在進行、質量、投資諸因素中要把握大型鍋爐投產后的運行質量,責任無疑落實到決策與參謀層中從事鍋爐專業的工程技術人員身上。前水電部與電力部先后制訂了《鍋爐談判導則》,由于它總結了國內電站鍋爐設計方面的經驗教訓與國外一些設計咨詢公司的經驗,因此至今仍應遵循并作為決策的主要依據。爐型、燃燒器布置方式、再熱器調溫方式、爐膛各熱負荷強度指標、過熱器再熱器高溫段金屬材料的等級、控制水平及其與所用燃料的關系等問題歷來都是設計階段討論研究的重點。對于燃用難燃、易結焦、高硫煤種的電力,在設計中考慮上述性能要求時,要特別慎重。
當前比較普遍的問題,是對國際標準配套性的認識不夠重視。眾所周知,各國標準是根據該國國情制訂的。歷史基本形成了以美國為代表的和以德國為代表的兩套系統。我國以前基本套用前蘇聯ГOCT標準,現在又引進美國ASME標準(前蘇聯標準和美國標準也都在不斷修改之中)。二者在強度理論、工藝要求、檢驗內容、安全系數等基本要求方面存在著差異。因此比較妥當和慎重的做法是按某系列來套用標準,而不斷章取義,以偏蓋全。當必須互相借用時,要先弄清各系統標準的原理,以免發生錯誤。
(2)制造安裝階段。鍋爐要消耗幾千噸鋼材,并具有數萬個焊口,因此對鍋爐制造安裝質量的檢驗與判斷是一個龐大的系統工程。其責任應落實到質檢站、鍋爐監察工程師及檢驗員的身上。監督、控制質量保證體系的正常運轉及工序中關鍵點的檢驗,是當前推行的ISO9000系列及“文件包”作法的主要思想。若前期失控,木以成舟再講質量談何容易。焊接工藝,焊縫檢驗,管內(汽水、油、氣管)清潔,酸洗與吹管,膨脹間隙,轉動機械的基礎與動靜平衡,電纜防火隔斷以及閥門嚴密性等是歷來受到重視的質量(安全)問題,應予以堅持。
在采用全密封爐體,鍋爐設膨脹中心以后,應特別重視鍋爐承重問題以及鍋爐本體及其附件的焊接質量。按膨脹中心的設計意圖,焊與不焊,應該怎么焊,都應按設計要求施工。一處失誤,膨脹不暢可能造成巨大的殘余應力或不必要的變形。
(3)調試階段。調試階段是從基建到生產的過渡階段,這一階段是設計,制造階段質量的整體驗收與考驗時期,也是建立正常生產指揮、操作制度的重要階段,許多重大設備損壞和人身事故往往發生或起源于這一階段。理想的調試工作的標志是:①不發生設備損壞。如爐膛放炮、尾部受熱面燒損,受熱面變形,轉動機械燒瓦、動靜部分摩耗等;②鍋爐受熱面內外清潔,汽水品質合格,不留后患;③通過必要的變工況運行,掌握機組動態、靜態性能,主要自動與保護裝置能夠可靠投運;④為修編《發電廠鍋爐運行與事故處理規程》(臨時使用稿)提供全面的依據;⑤能暴露鍋爐設計、配套、制造工作中存在的問題,并為正確地評價鍋爐機組的質量打下基礎。
調試工作順利與否除了與設計、制造質量有關外,科學的工作程序及嚴格的分部試運至關重要。消防水系統不健全往往是火災的原因,而吹灰系統缺陷的忽視往往使蒸汽參數失調,使燃燒工況惡化而釀成大錯。無數教訓早已證明僥幸闖關最后還是過不了關。
發電廠鍋爐安全的全過程管理,在調試階段是從質量向安全轉變的階段。要研究可行的措施,要培養、訓練運行人員,組織他們作好防止設備嚴重損壞的措施,同時必須全面及時地收集設備故障信息,為制訂反事故措施提供依據。現代發電鍋爐配備了一系列保護裝置,這些裝置有力地避免了許多設備損壞事故,但裝置的動作參數的確定以及避免誤動的問題也同樣重要。由于一臺鍋爐的一次啟停意味著一定的壽命消耗和數以萬元計的啟停熱損失。所以迅速掌握與控制保護正確動作并防止誤動,降低非計劃停運次數,是當前鍋爐調試工作的重要任務。
二、開展狀態分析、提高設備可靠性
鍋爐機組正式投運后的安全管理涉及安全保證體系,與安全監察、督工作,與運行管理,缺陷管理與技術監督等工作有關。隨著計算機管理系統的應用,我們已可能應用專家系統,集有經驗的工程技術人員的經驗,處理大量的信息,從而可以防止意外、減少非計劃停運。
但與此同時,現場實際情況的正確收集與反映也十分重要。一方面計算機系統不可能擁有全部運行信息與檢查信息;另一方面沒有正確的信息也不可能推斷出正確的結論。日本東京電力公司的安全專家在總結日本應用計算機以后的經驗教訓說:“人們往往習慣于坐在計算機面前分析,而忽視現場的情況。事實證明只有經常了解現場的人能夠提出最切實可行的措施來處理異常。”
此外廣泛了解國內外鍋爐事故情況,特別是與自己所管轄的設備同類鍋爐的事故情況,補充完善專家系統也同樣重要。因為專家系統本身來源于以往的經驗教訓。每一案例都會有它獨特的教訓,都有可能修改完善專家系統。因此必須注意收集,以提高工作水平與判斷是非的能力,作好“預防”工作。
三、建立三道防線,杜絕重大、特大事故發生
鍋爐機組的事故預防與其他設備一樣,要建立三道防線,即:不出事故,不擴大事故以及不發生重大、特大人身設備事故。
安全閥,防爆門以及爐管泄漏監測系統、爐膛安全監控系統等都是防止事故擴大的措施。減災對策、應急方案可以說是防止發生重大、特大事故的措施。吸風機葉片積灰引起振動構成異常或故障;帶病運行導致飛車可能發生嚴重后果;爐膛滅火跳機構成故障,但是如不及時中斷燃料繼續入爐而發生爆炸、甚至鍋爐倒塌,將構成重大、特大事故。我們要避免事故、提高設備可用率,但更應注意防止人身、設備重大事故。作為發電廠安監人員必須重視三道防線的建立,監督、檢查避免事故擴大及發生重大設備、人身事故措施的制訂與落實。
四、搞好事故分析,防止重復性事故發生
“安全第一、預防為主”,安全工作的重點在于預防。發生了事故,分析原因、責任,目的還是為了預防。
目前,國內發電廠采取并行進行安全統計與可靠性統計的做法。設備可靠性統計指標,可以提供一段時間范圍內設備健康水平的綜合情況,也是對設計、制造與發電廠管理工作的評價。安全統計的特點著重于每一事件的描述,重點是分析事故原因及對策,即針對事故研究對策。二者相輔相成。
現代電站鍋爐普遍配備了事故追記裝置,使安全工作者的分析有了更確切的,更客觀的依據,但以預防為目的工作內容沒有改變。
發電廠是一個技術密集型的工業企業,只有各專業,各部門密切配合,才能達到整體安全穩定的目的。出了事同樣需要各方面吸取教訓,共同努力。安全監察從事事故調查可以彌補一個部門及個別人吸取教訓的片面性,避免只管搶修不問原因的弊病,使人們重視舉一反三進行預防,還有利于規章制度,特別是責任制的落實。而責任制是現代化工業企業勞動管理的基礎,淡化事故調查分析,對事故責任不予追究,不是優秀的企業管理。以事實為依據,以規程、制度為標準確定是非與責任,調查分析事故從而推動規章制度不斷完善,設備整治工作和人員素質的不斷提高,最終達到防止事故重復發生是事故調查分析的目的。
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