帕累托分析在垃圾焚燒鍋爐安裝監(jiān)檢中的應(yīng)用

邊 緣，王 博

（西安特種設(shè)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(xiàn)狀，隨著人們對生活環(huán)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(tǒng)的垃圾填埋等技術(shù)，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(chǎn)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(xiàn)階段垃圾問題的主要出路還要靠大力發(fā)展焚燒發(fā)電。鍋爐屬于特種設(shè)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(chǎn)的最大威脅，不僅給人們?nèi)粘Ｉ钤斐芍T多不便，也給企業(yè)本身帶來極大的經(jīng)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(yán)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(fā)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(zhì)量。垃圾焚燒鍋爐項目具有投資大、建設(shè)周期長、參與方多、使用的新技術(shù)多、要求指標(biāo)水平高等特點[2]，監(jiān)督檢驗中需要全過程、全方位的質(zhì)量控制以提高檢驗質(zhì)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(jiān)督檢驗項目質(zhì)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(jīng)濟學(xué)家帕累托提出的一種分析方法，用來反映“關(guān)鍵少數(shù)與次要多數(shù)”的關(guān)系[3]。其基本原理是將需要管理的對象按事物屬性或頻數(shù)，劃分為A、B、C三等級，分別對應(yīng)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(qū)間的因素稱為A類因素也就是重要因素，它們的數(shù)量不多，但是影響質(zhì)量的關(guān)鍵因素。將累計占比在80%～90%區(qū)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(zhì)量因素數(shù)量較A類因素數(shù)量多，但對質(zhì)量的影響較A類因素小。將累計占比在90%～100%區(qū)間的因素稱為C類因素也就是一般因素，通常它們的數(shù)量較多，但對質(zhì)量的影響極小[4]。

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

2 垃圾焚燒鍋爐安裝監(jiān)督檢驗質(zhì)量管理的帕累托分析

2.1 項目簡介

鍋爐是一種能量轉(zhuǎn)換設(shè)備，向鍋爐輸入的能量有燃料中的化學(xué)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(chǎn)生的熱水或蒸汽可直接為工業(yè)生產(chǎn)和人民生活提供所需熱能，也可通過蒸汽動力裝置轉(zhuǎn)換為機械能，或再通過發(fā)電機將機械能轉(zhuǎn)換為電能?！短胤N設(shè)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(shù)，并通過對外輸出介質(zhì)的形式提供熱能的設(shè)備。垃圾焚燒鍋爐屬于電站鍋爐，是指向汽輪機提供規(guī)定數(shù)量和質(zhì)量的蒸汽中大型鍋爐。常與一定容量的汽輪發(fā)電機組相配套，主要用于發(fā)電，但在某些特殊場合下也可兼作對外供熱之用。蒸發(fā)量較大，汽溫和汽壓很高，結(jié)構(gòu)較復(fù)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(shù)則有相當(dāng)高的要求。鍋爐安裝監(jiān)督檢驗，是在安裝施工單位自檢合格的基礎(chǔ)上，對鍋爐的安裝過程進行的過程監(jiān)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(zhì)量非常重要，關(guān)乎著國計民生，越來越受到人們的關(guān)注和重視。隨著生活垃圾無害化處理工程數(shù)量的不斷增多，工程建設(shè)中的問題越來越突出，其中垃圾焚燒鍋爐安裝的質(zhì)量問題最為明顯，垃圾焚燒鍋爐安裝監(jiān)檢的質(zhì)量直接影響著鍋爐安裝的竣工質(zhì)量[6]，鍋爐安裝監(jiān)督檢驗中需要全過程、全方位的質(zhì)量控制以提高檢驗質(zhì)量，保障垃圾焚燒鍋爐的安全運行[7]?；诶贌仩t項目的特點進行鍋爐安裝監(jiān)督檢驗項目質(zhì)量控制的研究。

2.2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計

垃圾焚燒鍋爐安裝監(jiān)督檢驗具體內(nèi)容可細(xì)分為：資源條件；出廠資料；工藝文件；鍋爐基礎(chǔ)、鋼結(jié)構(gòu)；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(nèi)管道和主要連接管道；安全附件和儀表；蒸汽吹灰系統(tǒng)；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(diào)試、試運行及驗收；竣工資料；設(shè)計變更以及發(fā)現(xiàn)問題的處理等。每類檢驗項目都有針對鍋爐不同部件相應(yīng)的檢驗檢測方法。

監(jiān)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(diào)試等屬于現(xiàn)場監(jiān)督；管材、板材以及焊材等的確認(rèn)屬于實物檢查。監(jiān)督檢驗人員通過對資料進行審查，在現(xiàn)場對安裝活動進行監(jiān)督，抽查受檢單位自檢合格的產(chǎn)品或者部件并確認(rèn)其與相關(guān)安全技術(shù)規(guī)范的相符性。如果僅僅通過檢驗方法將監(jiān)督檢驗質(zhì)量管理問題分為3類，在數(shù)據(jù)分析上并不全面與精細(xì)，很難找到準(zhǔn)確的關(guān)鍵性問題。

本文參考TSG 11—2020《鍋爐安全技術(shù)規(guī)程》，將質(zhì)量管理問題分為5大類：資料審查、外觀檢查與材料確認(rèn)、無損探傷、水壓試驗、調(diào)試與試運行。對每個質(zhì)量管理問題進行細(xì)分，共產(chǎn)生16個質(zhì)量控制點。在資料審查部分細(xì)分為6個質(zhì)量控制點，不僅包含了鍋爐出廠資料，還包含了鍋爐房的設(shè)計圖紙，安裝單位的安裝資質(zhì)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(zhǔn)控制。將監(jiān)督檢驗的3種方法之中的現(xiàn)場監(jiān)督與實物檢查進行進一步細(xì)化。在監(jiān)督檢驗過程中，需要進行現(xiàn)場確認(rèn)的質(zhì)量控制點可以合并成外觀檢查與材料確認(rèn)，包括出廠后鍋爐的外觀檢查以及安裝尺寸的現(xiàn)場監(jiān)督，鍋爐就位后鍋爐的安裝位置，鍋爐范圍內(nèi)的管道及外購材料確認(rèn)3個質(zhì)量控制點。焊接接頭的無損探傷和水壓試驗的現(xiàn)場監(jiān)督一直是鍋爐安裝監(jiān)督檢驗的重點工作，故將二者作為單獨的質(zhì)量控制點。水壓試驗后鍋爐的調(diào)試與試運行是竣工前的關(guān)鍵步驟，由于調(diào)試與試運行中的工作類型眾多，很多工作在以往的監(jiān)督檢驗中不屬于質(zhì)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(shè)備資料審查和調(diào)試報告，輔助機械記錄審查，燃燒設(shè)備調(diào)試記錄和報告審查6個質(zhì)量控制點。

通過邀請鍋爐監(jiān)督檢驗經(jīng)驗豐富的5名專家對過去5年中垃圾焚燒鍋爐安裝監(jiān)督檢驗項目中出現(xiàn)的質(zhì)量管理問題次數(shù)做統(tǒng)計。通過專家評分法，總結(jié)出鍋爐安裝監(jiān)督檢驗質(zhì)量管理問題頻次匯總表，見表1。

由表1可以看出，問題出現(xiàn)次數(shù)最多的質(zhì)量控制點為管道及外購材料確認(rèn)，其次是底片審查與水壓試驗現(xiàn)場監(jiān)檢。被視為鍋爐安裝監(jiān)檢中最重要的水壓試驗部分，問題出現(xiàn)次數(shù)僅排名第三，打破了傳統(tǒng)檢驗的固有認(rèn)知。在日常監(jiān)督檢驗中，鍋爐房設(shè)計資料審查、質(zhì)保體系運轉(zhuǎn)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(jiān)檢。由本次數(shù)據(jù)統(tǒng)計可得出，資料審查作為不影響施工進度的監(jiān)檢項目應(yīng)該得到更多的重視。通過數(shù)據(jù)分析，按問題出現(xiàn)頻率高低對質(zhì)量控制點進行排序，合并問題出現(xiàn)次數(shù)極少的11項質(zhì)量控制點，為帕累托分析做數(shù)據(jù)準(zhǔn)備。

表1 垃圾焚燒鍋爐安裝監(jiān)督檢驗質(zhì)量管理問題出現(xiàn)頻次匯總表

2.3 帕累托分析

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

表2 垃圾焚燒鍋爐安裝監(jiān)督檢驗質(zhì)量管理問題出現(xiàn)頻次占比匯總表

由表2的分類序號作為橫坐標(biāo)，質(zhì)量管理問題出現(xiàn)次數(shù)作為縱坐標(biāo)，累計占比作為右側(cè)縱坐標(biāo)來制作帕累托分析圖，得到垃圾焚燒鍋爐安裝監(jiān)督檢驗質(zhì)量管理問題出現(xiàn)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(jiān)督檢驗質(zhì)量管理問題出現(xiàn)頻次占比帕累托分析圖

通過對影響垃圾焚燒鍋爐安裝監(jiān)督檢驗質(zhì)量的關(guān)鍵環(huán)節(jié)中具體監(jiān)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(qū)間的質(zhì)量控制點即A類重要因素為：管道及外購材料確認(rèn)、底片審查、水壓試驗現(xiàn)場監(jiān)檢。質(zhì)保體系運轉(zhuǎn)情況審查、鍋爐房設(shè)計資料審查為B類次要因素，其他11項質(zhì)量控制點為C類一般因素。

利用帕累托分析的結(jié)論，我們將A類重要因素中的3個質(zhì)量控制點進行加強管理。對管道及外購材料，嚴(yán)格把關(guān)現(xiàn)場材料確認(rèn)環(huán)節(jié)，在加強對材料質(zhì)量證明書與現(xiàn)場管材對應(yīng)檢查的同時，增加對管材光譜檢測的抽查比例，杜絕材質(zhì)不明、生產(chǎn)批號無法確認(rèn)的管材使用，避免材質(zhì)以低代高的情況發(fā)生；對外購焊接材料進行抽查，重點審查其與相應(yīng)材料焊接工藝的相符性。底片審查環(huán)節(jié)，我們派遣RTⅢ級人員負(fù)責(zé)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(xiàn)場對無損公司的資質(zhì)、拍片人員的資質(zhì)進行現(xiàn)場核對，嚴(yán)格監(jiān)督持證上崗。水壓試驗的現(xiàn)場監(jiān)檢在鍋爐安裝監(jiān)督檢驗中一直是檢驗機構(gòu)與檢驗人員非常重視的環(huán)節(jié)，在本次的帕累托分析中它依舊處于重要因素的范圍內(nèi)，這一點充分證明了帕累托分析作為鍋爐監(jiān)督檢驗質(zhì)量管理工具的有效性。對于B類次要因素，我們對鍋爐房設(shè)計資料審查進行了及時的現(xiàn)場確認(rèn)，對于與設(shè)計不符，或需要設(shè)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(fā)生。我們將質(zhì)保體系運轉(zhuǎn)情況審查帶入到每一次現(xiàn)場監(jiān)檢的工作中去，隨著監(jiān)檢工作的不斷進行，對每個環(huán)節(jié)施工單位與質(zhì)保體系的相符性進行確認(rèn)，一旦發(fā)現(xiàn)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(jiān)檢人員進行質(zhì)量把關(guān)，在提高監(jiān)檢質(zhì)量的同時大幅提高檢驗效率。

3 結(jié)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(jiān)督檢驗質(zhì)量管理中的A類重要質(zhì)量控制點，即管道及外購材料確認(rèn)、底片審查、水壓試驗現(xiàn)場監(jiān)檢，針對重要因素進行加強管理，提高了檢驗質(zhì)量和檢驗效率。找到B類次要因素，即質(zhì)保體系運轉(zhuǎn)情況審查、鍋爐房設(shè)計資料審查，針對次要因素采取與每一次現(xiàn)場監(jiān)檢相結(jié)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(zhì)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(zhì)量控制措施。結(jié)合層次分析法、故障樹分析法更加準(zhǔn)確地找到質(zhì)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(yù)期質(zhì)量控制目標(biāo)。

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