有機(jī)熱載體鍋爐安全事故研究

詹葉玉生

（廈門市特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)院，福建 廈門 361004）

有機(jī)熱載體鍋爐安全事故研究

詹葉玉生

（廈門市特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)院，福建 廈門 361004）

文中通過對(duì)我國(guó)近十多年來有機(jī)熱載體鍋爐事故的相關(guān)文獻(xiàn)資料進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析，科學(xué)、合理、詳細(xì)地分析引起有機(jī)熱載體鍋爐安全事故可能的人、設(shè)備、環(huán)境和管理因素。揭示有機(jī)熱載體鍋爐事故的主要原因，研究和總結(jié)有機(jī)熱載體鍋爐事故的特點(diǎn)，有助于在理論和實(shí)踐上有效地防止有機(jī)載體鍋爐安全事故。

有機(jī)熱載體鍋爐；安全；事故；研究

1 引言

研究有機(jī)熱載體鍋爐安全事故，統(tǒng)計(jì)、分析安全事故，可以找出事故的原因和規(guī)律，吸取經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，作為安全管理的一面鏡子，采取和針對(duì)性的安全措施，預(yù)防有機(jī)熱載體鍋爐事故的發(fā)生。

有機(jī)熱載體鍋爐高溫低壓，在安全運(yùn)行的條件下比蒸汽或熱水鍋爐供熱更節(jié)能、低成本，收集近年來國(guó)家重視節(jié)能降耗，有機(jī)熱載體鍋爐得到較廣的應(yīng)用。文中通過收集我國(guó)近十多年來有機(jī)熱載體鍋爐事故的相關(guān)文獻(xiàn)資料[1-43]，對(duì)45件事故案例進(jìn)行統(tǒng)計(jì)、分析、研究，得到有機(jī)熱載體安全事故統(tǒng)計(jì)及主要原因統(tǒng)計(jì) ，詳見表1、表2。

表1 有機(jī)熱載體鍋爐安全事故統(tǒng)計(jì)

表2 有機(jī)熱載體鍋爐安全事故主要原因統(tǒng)計(jì)

2 有機(jī)熱載體鍋爐常見事故種類

2.1 爐膛爆炸

有機(jī)熱載體是易燃物，一旦泄漏進(jìn)入爐膛或燃燒室就會(huì)著火燃燒，導(dǎo)致爐膛或燃燒室氣壓增大而爆炸。

2.2 超壓爆炸

鍋爐超壓運(yùn)行或承壓部件承受能力變差，可能會(huì)導(dǎo)致超壓爆炸。

2.3 鼓包、爆管

鍋爐金屬受熱面冷卻受阻、傳熱惡化，可能會(huì)導(dǎo)致鼓包、爆管。

2.4 泄漏事故

有機(jī)熱載體泄漏產(chǎn)生的災(zāi)害。

2.5 爆沸事故

膨脹罐中有機(jī)熱載體發(fā)生劇烈沸騰并噴射出來產(chǎn)生不良的后果。

2.6 火災(zāi)事故

意外燃燒導(dǎo)致的災(zāi)難。

2.7 其他事故

鍋爐循環(huán)停滯、爐墻崩塌、膨脹罐壓癟、燙傷、中毒等事故。

3 有機(jī)熱載體鍋爐事故原因

事故發(fā)生的原因有直接原因、間接原因、主要原因、次要原因等，各種影響因素錯(cuò)綜復(fù)雜、相互影響、相互促進(jìn)。

鍋爐點(diǎn)火裝置、熄火保護(hù)裝置、聯(lián)鎖裝置、燃油霧化系統(tǒng)、燃料燃燒系統(tǒng)、報(bào)警和跳閘系統(tǒng)等出現(xiàn)故障或失靈，作業(yè)人員操作錯(cuò)誤等，可導(dǎo)致爐膛爆炸。

有機(jī)熱載體未煮油、未脫水、未脫空氣等，會(huì)引起超壓爆炸。

安全閥、壓力表、溫度表、液位計(jì)等安全附件缺失或失效，或者作業(yè)人員失職、誤操作等因素，可造成鍋爐承壓部件超過其承受能力而爆炸。

鍋爐未超壓運(yùn)行，但因其先天性或后天性缺陷：承壓部件的裂紋、變形、腐蝕、組織變化等情況，造成鍋爐承壓部件承受能力大為削弱、導(dǎo)致超過其承受能力而爆炸。鍋爐金屬受熱面過熱、過燒、結(jié)灰、結(jié)渣、結(jié)焦等會(huì)最終導(dǎo)致鼓包、爆管。

有機(jī)熱載體滲透性高，若部件有氣孔、裂紋等缺陷，閥門法蘭密封墊片質(zhì)量差，管道因異常振動(dòng)而破損，作業(yè)人員錯(cuò)誤操作等導(dǎo)致有機(jī)熱載體泄漏。

新裝入鍋爐的有機(jī)熱載體未煮油去除水分、空氣等，升溫過快導(dǎo)致有機(jī)熱載體的體積急劇膨脹，膨脹罐的液位過高，會(huì)引起爆沸事故。

溫度、火種、可燃?xì)怏w濃度等各種原因均可能導(dǎo)致火災(zāi)事故。

意外突然停電，在沒有雙回路供電、配置備用電源時(shí)，循環(huán)泵停止，鍋爐循環(huán)停滯，會(huì)導(dǎo)致受熱面輻射段管過熱、過燒、結(jié)焦，會(huì)引發(fā)泄漏、火災(zāi)等事故發(fā)生。

3.1 設(shè)計(jì)原因

設(shè)計(jì)能力差，設(shè)計(jì)存在缺陷，熱力計(jì)算、介質(zhì)動(dòng)力計(jì)算、液膜溫度計(jì)算、煙風(fēng)阻力計(jì)算等不正確，鍋爐設(shè)計(jì)文件審查只是在安全、節(jié)能上大的環(huán)節(jié)上把關(guān)，未能在各個(gè)細(xì)節(jié)上詳細(xì)把關(guān)、校核。

3.2 制造原因

制造工藝不先進(jìn)，材料使用錯(cuò)誤，市場(chǎng)上價(jià)格的惡劣競(jìng)爭(zhēng)可能導(dǎo)致的偷工減料，工藝紀(jì)律要求不嚴(yán)，焊接技術(shù)等制造技術(shù)不高，焊縫焊接質(zhì)量低劣等。

3.3 安裝原因

安裝技術(shù)力量薄弱，安裝工藝落后、質(zhì)量管理不善，甚至違規(guī)安裝，安裝質(zhì)量不高等。

3.4 改造、維修原因

違規(guī)改造、維修，不重視安全，沒有做好安全保護(hù)措施等。

3.5 檢驗(yàn)原因

檢驗(yàn)質(zhì)量管理不善，檢驗(yàn)把關(guān)不嚴(yán)，檢驗(yàn)技術(shù)水平不高，甚至違反檢驗(yàn)檢測(cè)安全技術(shù)規(guī)程檢驗(yàn)等。

3.6 使用原因

管理不善，違章操作等。

4 有機(jī)熱載體鍋爐事故的分析

經(jīng)過精心研究、統(tǒng)計(jì)、剖析，事故是人的因素、設(shè)備因素、環(huán)境因素和管理因素相互有機(jī)的結(jié)合在一起、相互作用的結(jié)果[44]。

4.1 人員因素

人是決定因素，發(fā)生事故的原因多數(shù)是因?yàn)槿藛T因素。人員因素主要是管理人員和操作人員失職等原因引起的。

管理人員失職的可能原因有：無證上崗、違章指揮、安全技術(shù)文化水平低、安全重視程度不高、管理能力低、習(xí)慣不良、安全技術(shù)交底欠缺、安全培訓(xùn)欠缺、管理執(zhí)行不力、發(fā)現(xiàn)安全隱患不及時(shí)解決、管理部門職能失職、責(zé)任落實(shí)不到位等。

操作人員失職的可能原因有：無證上崗、違章操作、安全技術(shù)文化水平低、責(zé)任心不強(qiáng)、心理素質(zhì)差、精神狀況差、性格缺陷、習(xí)慣不良、相關(guān)專業(yè)知識(shí)缺乏、發(fā)現(xiàn)安全隱患不上報(bào)等。

4.2 設(shè)備因素

設(shè)備的質(zhì)量、安全性能如何在安全運(yùn)行中相當(dāng)重要，設(shè)備因素主要是鍋爐本體、鍋爐輔機(jī)、供熱系統(tǒng)、自動(dòng)控制、安全保護(hù)裝置等缺陷引起的。

鍋爐本體缺陷的可能原因有：設(shè)計(jì)缺陷，鍋爐設(shè)計(jì)文件鑒定缺陷，維護(hù)保養(yǎng)缺陷，制造、安裝、改造缺陷，安全監(jiān)察不足，檢驗(yàn)檢測(cè)缺陷，無證制造、安裝、改造等。

自動(dòng)控制、安全保護(hù)裝置缺陷的可能原因有：安全閥、壓力表、溫度計(jì)、液位計(jì)缺失或失效，低壓、超壓、差壓、超溫、低流量報(bào)警裝置缺失或失效，循環(huán)泵停運(yùn)、加熱裝置聯(lián)鎖保護(hù)裝置缺失或失效，爐膛滅火系統(tǒng)缺失或失效，自動(dòng)控制裝置產(chǎn)品質(zhì)量差，安全保護(hù)裝置產(chǎn)品質(zhì)量差，安裝存在缺陷，維護(hù)保養(yǎng)存在缺陷，檢驗(yàn)檢測(cè)存在缺陷等。

鍋爐輔機(jī)、供熱系統(tǒng)缺陷的可能原因有：設(shè)計(jì)缺陷，制造、安裝、改造缺陷，維護(hù)保養(yǎng)缺陷，安全監(jiān)察不足，檢驗(yàn)檢測(cè)缺陷，無證制造、安裝、改造，鍋爐輔機(jī)產(chǎn)品功能差等。

4.3 環(huán)境因素

環(huán)境因素對(duì)有機(jī)熱載體鍋爐安全運(yùn)行影響相當(dāng)大。環(huán)境因素主要是由操作環(huán)境、安全資金環(huán)境、受熱面環(huán)境、有機(jī)熱載體缺陷等引起。

操作環(huán)境缺陷的可能原因有：設(shè)計(jì)缺陷，建造缺陷，照明、消防、通風(fēng)缺陷，技術(shù)裝備落后，操作繁瑣，設(shè)備使用條件差，環(huán)境空氣、溫度、溫度惡劣，安全警示標(biāo)示缺陷，人為破壞，風(fēng)雨雷電凍雪臺(tái)風(fēng)地震等自然災(zāi)害等。

安全資金環(huán)境缺陷的可能原因有：資金無計(jì)劃，資金缺乏，資金投入不足，資金挪作他用，資金落實(shí)、安排不到位等。

受熱面環(huán)境缺陷的可能原因有：結(jié)灰、結(jié)渣、結(jié)碳、結(jié)焦，震動(dòng)，摩擦、磨損，泄漏，腐蝕，材質(zhì)缺陷、材質(zhì)劣化，堵塞、通道變小，空氣過多或過少，臨界或達(dá)到爆炸極限，爐膛壓力過高或過低等。

有機(jī)熱載體缺陷的可能原因有：有機(jī)熱載體的型式試驗(yàn)缺失，熱穩(wěn)定性差，熱氧化安定性差，閃點(diǎn)低，酸值高，殘?zhí)扛?，運(yùn)動(dòng)粘度高，開式循環(huán)系統(tǒng)運(yùn)行，不同有機(jī)熱載體混合使用，鍋內(nèi)系統(tǒng)受污染等，密封性差，未煮油，未脫水，未脫氣，煮油加熱速度過快，水分含量超標(biāo)或含有較多的空氣，泄漏，流速低于安全流速，受熱強(qiáng)度過大，油品未定期檢測(cè)等。

4.4 管理因素

管理的重要性顯而易見，是由法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程因素、安全管理機(jī)構(gòu)因素、操作規(guī)程、管理制度因素、應(yīng)急預(yù)案不完善引起的。

法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)、規(guī)程因素缺陷的可能原因：不先進(jìn)，不完善，不齊全，不執(zhí)行或執(zhí)行不到位，宣傳、落實(shí)不到位等。

安全管理機(jī)構(gòu)因素缺陷的可能原因：安全意識(shí)不強(qiáng)，安全文化差，技術(shù)水平低，素質(zhì)水平低，人員配備不齊，安全服務(wù)機(jī)構(gòu)培育發(fā)展不足，安全監(jiān)管技術(shù)支撐條件不足等。

操作規(guī)程、管理制度因素缺陷的可能原因：操作規(guī)程不完善，安全技術(shù)檔案管理制度不完善，安全管理考核獎(jiǎng)勵(lì)制度不完善，安全教育制度不完善，日常維護(hù)保養(yǎng)制度不完善，定期檢驗(yàn)制度不完善，事故管理制度不完善等。

應(yīng)急預(yù)案缺陷的可能原因：無應(yīng)急預(yù)案，無應(yīng)急演練，應(yīng)急預(yù)案內(nèi)容針對(duì)性差，應(yīng)急預(yù)案內(nèi)容可執(zhí)行性差，應(yīng)急隊(duì)伍能力差，應(yīng)急物資、藥品缺失，應(yīng)急器材工具缺失，通訊反應(yīng)速度緩慢等。

4.5 有機(jī)熱載體鍋爐安全事故的結(jié)構(gòu)

有機(jī)熱載體鍋爐安全事故可分為爐膛爆炸、超壓爆炸、鼓包、爆管、泄漏事故等，各種事故均由人、機(jī)、環(huán)境和管理因素相互作用造成的結(jié)果，參見圖1。

圖1 有機(jī)熱載體鍋爐安全事故結(jié)構(gòu)分析圖

5 結(jié)束語

研究有機(jī)熱載體鍋爐事故的特點(diǎn)，是把已經(jīng)發(fā)生的安全事故災(zāi)難變?yōu)榘踩芾淼呢?cái)富，從而為預(yù)防、遏制有機(jī)熱載體鍋爐安全事故提供實(shí)用、有價(jià)值的理論、實(shí)踐依據(jù)。

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Research on Safety Accidents of Organic Heat Transfer Fluids Boilers

ZHAN YE Yu-Sheng
(Xiamen Special Equipment Inspection Institute, Xiamen 361004, Fujian, China)

In this paper, the conduct inductive analysis on the current safety condition, and safety accidents of China's organic heat transfer f uids boilers with the relevant information collected during the past 10 years was carried out. It categorizes the root cause f actors including human, equipment, environment and management. By studying the major reasons and characteristics of or ganic heat transfer f uids boiler safety accidents, it help to effectively prevent the accidents in the theory and Practice .

Organic heat transfer f uids boiler; Safety; Accidents; Research

2016-09-19

詹葉玉生，男，廈門市特種設(shè)備檢驗(yàn)檢測(cè)院，高級(jí)工程師，碩士