一、防止鍋爐事故的重要意義
電力工業(yè)的安全生產(chǎn)關(guān)系國民經(jīng)濟發(fā)展與人民生活的安定,也是電力企業(yè)取得經(jīng)濟效益的基礎(chǔ)。鍋爐機組是火力發(fā)電廠三大主機之一。可靠性統(tǒng)計表明,100MW及以上機組非計劃停用所造成的電量損失中,鍋爐機組故障停用損失占60%~65%,1995年100MW及以上鍋爐及其主要輔機故障停用損失電量近120億kWh。故障停用造成的啟停損失(啟動用燃料、電、汽、水)若每次以3萬元計,僅此一項全國每年直接經(jīng)濟損失就達2400萬元。與此同時每次啟停,鍋爐承壓部件必然發(fā)生一次溫度交變導致一次壽命損耗,其中直流鍋爐水冷壁與分離器可能發(fā)生幾百度溫度的變化,從而誘發(fā)疲勞破壞。因此,防止鍋爐機組的非計劃故障停用,歷來受到各級領(lǐng)導的重視。部《防止電力生產(chǎn)重大事故的二十項重點要求》中列出了防止大容量鍋爐承壓部件爆漏、防止鍋爐滅火放炮,防止制粉系統(tǒng)爆炸等三項反措要求,要求逐項續(xù)貫徹。
為減少鍋爐機組故障引起的直接與間接損失,減少故障停用帶來的緊張的搶修工作,發(fā)電廠的安全監(jiān)察、鍋爐監(jiān)察、技術(shù)監(jiān)督工作者及全體檢修、運行、管理人員,必須認真貫徹“安全第一、預防為主”的方針,落實反事故措施,提高設(shè)備的可用率,防止鍋爐事故的發(fā)生。
二、當前鍋爐機組事故的特點
鍋爐機組的事故特點是與鍋爐所用的燃燒、鍋爐結(jié)構(gòu)、控制手段與工藝水平密切相關(guān)的。1955年發(fā)生在天津的田熊式鍋爐下泥包苛性脆性,死亡77人的事故,如今由于淘汰了鉚接、脹接工藝,此類事故已被消滅。由于給水品質(zhì)的提高及蒸汽參數(shù)的提高,出現(xiàn)在中小型鍋爐的水循環(huán)事故及表面式減溫器事故也趨于消滅。隨著自動控制水平的提高,鍋爐缺滿水及滅火放炮事故也逐步得到控制。與此同時,由于采用亞臨界、超臨界參數(shù),采用懸吊式全密封結(jié)構(gòu),以及實現(xiàn)計算機控制等等,也帶來了一些新問題需要研究解決。鑒于各局、廠情況不同,防范措施理當有所區(qū)別,本文僅根據(jù)國內(nèi)電廠發(fā)生的鍋爐故障情況,按嚴重程度與分布頻率,提出以下分析意見。
(1)鍋爐承重結(jié)構(gòu)的變形、失穩(wěn)使懸吊式鍋爐坍塌是導致近年來鍋爐報廢的最終原因,必須高度重視支吊、承重結(jié)構(gòu)的安全。
(2)爐外管道爆漏、受熱面腐蝕、轉(zhuǎn)動機械飛車、制粉系統(tǒng)爆炸、鍋爐尾部受熱面燒損是造成人員傷亡,設(shè)備嚴重損壞的主要原因。
(3)鍋爐四管爆漏仍居當前鍋爐機組非計劃停用原因的首位。鍋爐四管因蠕變、磨損、腐蝕、疲勞損壞以及焊口泄漏,常常可以因調(diào)度同意使用而不構(gòu)成事故,但因其停用時間較長,直接、間接損失大仍是鍋爐故障損失的主要因素,必須加以重視。
(4)鍋爐輔機故障,包括送風機、引風機、磨煤機、排粉機、一次鳳機、撈渣機、回轉(zhuǎn)式空氣預熱器等轉(zhuǎn)動機械卡轉(zhuǎn)、振動、燒瓦等,此類故障約占鍋爐機組故障停用次數(shù)的10%左右,常常是機組降出力的原因。
(5)熱工保護裝置故障誤動引起機組跳閘,其次數(shù)隨保護裝置采用范圍的擴大而有所增加,這是當前新機組投產(chǎn)初期運行階段的常見故障。說明要解決如何進行設(shè)計、安裝,使控制手段與設(shè)備性能相匹配,并縮短磨合期等問題特別需要對基建工序的安排與配合問題加以研究。但當前主要應(yīng)防止因耽心誤動而隨意退用保護裝置的傾向。
三、預防事故發(fā)生與擴大的措施
綜合分析全國大型鍋爐故障停用的原因,可以明顯地發(fā)現(xiàn),必須從設(shè)計標準、設(shè)計選型、制造安裝、運行調(diào)試全過程努力,才能最有效地防止事故的發(fā)生。作為發(fā)電廠必須搞好檢查、修理,認真整治設(shè)備,嚴格各項規(guī)章制度的貫徹執(zhí)行,才能真正提高設(shè)備的可靠性。
同防止發(fā)電廠其他設(shè)備故障一樣,防止事故發(fā)生與擴大的措施是:
(1)重視運行分析,推廣在線診斷技術(shù),提高預防性檢修的質(zhì)量。
(2)重視熱工報警及自動保護裝置的投用,反對強撐硬拼,把事故消滅在萌芽狀態(tài)。
(3)事故后要認真分析事故原因,以便采取針對性的措施。同時要研究其他單位事故案例,分析潛在的不安全因素并采取相應(yīng)措施。
(4)加強燃料、汽、水品質(zhì)、金屬焊接管理,做好防磨防爆工作。
(5)要認真審定事故處理規(guī)程及“防災預案”,運行人員要訓練有素以正確判斷與處理事故,避免災難性事故的發(fā)生。
四、故障分析的目的、方法
控制電站鍋爐故障主要在于預防,在于把缺陷消滅在釀成事故前。但是一旦發(fā)生了故障,在組織搶修的同時,分析故障原因也是安監(jiān)人員與鍋爐專業(yè)人員義不容辭的責任,不可偏廢。
成功的故障分析可以避免類似事故的重演,加速搶修恢復,工作不有利于分清責任,從而提高設(shè)計、制造、檢修、運行工作質(zhì)量,也有利于合同的執(zhí)行。不成功的故障分析往往導致事故的再次發(fā)生或?qū)е路创胭Y金的浪費。
例如,1984年10月,一臺300MW機組的一臺風扇磨炸裂飛車,風扇磨葉輪碎裂成23塊,飛散在鍋爐房零米層,當場打死檢修班長李×,事故發(fā)生在檢修后試轉(zhuǎn)時,迅速查明原因才能在避免人身事故的前提下解決電網(wǎng)用電的需要。事故調(diào)查組在記錄好葉輪碎塊分布狀況的基礎(chǔ)上,組織力量通過拼湊葉輪原貌,從分析斷口裂紋發(fā)展方向著手找出了原始裂紋及裂紋起源點,從而把疑點迅速集中到修復葉輪磨損所用鑲條的拼接點上。接著用著色探傷法逐臺檢查,發(fā)現(xiàn)只用此工藝修復的幾臺風扇磨葉輪的相應(yīng)部位,都發(fā)現(xiàn)裂紋。由于很快找出了事故原因,從而可以有針對性地更換葉輪備件,使機組很快投入正常運行。
而如某廠屏式過熱器聯(lián)箱管座角焊縫泄漏事故,從焊接接頭斷口宏觀檢查看,焊縫焊接質(zhì)量確實存在缺陷,但由于沒有細致分析,即決定全部管座重新施焊,事隔不到一年該處又連續(xù)發(fā)生管座焊口泄漏。最后查明原因是:該屏式過熱器用振動吹灰,為了使全屏都振動而達到除灰的目的,在管間加裝了固接棍,這樣屏式過熱器管上部由聯(lián)箱管座固定,中部由固接棍固定,由于管間不可避免地存在溫差膨脹不暢以及對接時存在的焊接殘余應(yīng)力,導致焊口一再泄漏。當取消固接棍后,這部分焊口泄漏才能解決。說明第一次故障分析由于沒有找到事故根源,不僅多耗了返修的資金,也導致事故的重復發(fā)生。
當然對于一些多因素、復雜的或不常見的事故,要求一次抓住主要故障原因,從而采取針對性的措施解決問題有一定的難度,但作為事故調(diào)查工作的目標與責任應(yīng)該是:要找出事故根源防止重復性事故發(fā)生。
根據(jù)多數(shù)安監(jiān)工作者成功的經(jīng)驗,在事故調(diào)查方法方面應(yīng)該做到:
(1)掌握故障第一手材料。包括故障前運行記錄,事故追憶打印記錄,損壞部位的宏觀狀況,部件損壞的起源點及擴大損壞面的狀況等。
(2)以事實及各項化驗,試驗數(shù)據(jù)為依據(jù),避免主觀忄意 斷或過多的推論。
(3)在掌握各種損壞方式的特征及各種分析手段所能得出的結(jié)論的前提下,事故調(diào)查人員應(yīng)當迅速組織取樣、化驗與測試。
(4)分析情況要有數(shù)量概念。在設(shè)計范圍內(nèi)超過設(shè)計范圍,保護正確動作或定值不當或誤動等都要用數(shù)據(jù)說明。
(5)根據(jù)部件失效的直接原因,查制造、安裝、檢修、運行歷史情況,以規(guī)程、標準的規(guī)定為依據(jù)判定是非。
(6)要分析故障的起因,也要分析事故處理過程,從中找出故障擴大的原因與對策。