第三讲-承压类特种设备安全管理.ppt

2020 4 17 第三讲承压类特种设备安全管理 嘻嘻哈哈阿福 2020 4 17 目录 前言锅炉安全管理压力容器安全管理压力管道安全管理气瓶安全管理RBI简介 2020 4 17 2011年全国共发生各类特种设备事故275起 死亡300人 受伤332人 与2010年同期相比 事故总起数减少21起 下降7 09 死亡人数减少10人 下降3 23 全年275起特种设备事故中 锅炉41起 压力容器21起 气瓶27起 压力管道6起 起重机械74起 电梯64起 场内专用机动车辆34起 大型游乐设施7起 客运索道1起 2011年万台设备死亡人数为0 595 万台死亡人数控制在国务院安委会下达的特种设备安全生产控制指标之内 事故状况保持平稳态势 前言 特种设备事故概述 2020 4 17 特种设备事故概述 2001年至2008年万台事故起数趋势图 2006年至2011年万台事故死亡人数趋势图 2020 4 17 从事故发生环节来看 发生在使用环节的事故占79 62 充装 储运环节的事故占6 64 安装环节的事故占6 16 维修改造环节的事故占7 11 检验环节事故占0 5 事故原因 2020 4 17 事故原因 从技术层面来看 锅炉事故主要发生在小型服务业 其原因主要是企业管理不善 操作人员操作不当 压力容器事故突出体现为快开门压力容器和造纸烘缸事故 其原因主要为快开门压力容器联锁保护装置失效或功能不全 造纸烘缸缺少系统压力控制 气瓶事故主要发生气体充装环节 设备种类体现为氧气瓶和车载气瓶 其原因主要是企业管理不到位 充装前缺少检查 压力管道事故则主要在化肥合成氨企业的工艺管道 其原因主要是超负荷生产 检修维修不到位 电梯事故的主要原因是电梯使用单位管理缺失 电梯故障以及急救处置不当 起重机械事故原因主要是作业现场管理不到位 大型游乐设施事故主要原因是设备缺少维修维护 现场管理不到位 2020 4 17 事故特点 全年发生的275起事故中 承压类和机电类特种设备事故分别呈现了不同的显著特点 锅炉 压力容器 压力管道等承压类的事故特征主要是爆炸或泄漏着火 起重机械 电梯等机电类事故的特征主要为倒塌 坠落 撞击和剪切等 在各类事故中起重机械事故总数最多 主要发生在建设工地 仓储物流和冶金 机械制造行业 分别各占1 3 建设工地的起重机械事故特征主要是倒塌 仓储物流和冶金 机械制造行业事故多为撞击 挤压和坠落 电梯事故多发生在安装 维修保养等作业过程 主要原因是使用管理不当和作业人员违章操作 场内机动车辆主要发生在仓储物流和冶金 机械制造行业的使用环节 多数为叉车 2020 4 17 承压类特种设备的特点 承受压力危险性大数量大 使用广连续运行 有毒气体扩散 污染大气 造成大面积的中毒区 爆炸 金属碎片 二次爆炸 能量毒性燃爆 2020 4 17 一 锅炉 热力设备 2020 4 17 锅炉的安全监察范围 安全监察范围 蒸汽锅炉 承压 容积 30L热水锅炉 承压 出口水压 0 1MPa 额定功率 0 1MW有机热载体锅炉 所有 蒸汽锅炉 有机热载体锅炉 热水锅炉 2020 4 17 锅炉的主要参数 锅炉的基本参数锅炉产生蒸汽的数量 额定蒸发量 质量 压力和温度两个方面的指标 在锅炉铭牌上标示 工业蒸汽锅炉 额定蒸发量 t h 额定蒸汽压力 MPa 额定蒸汽温度 热水锅炉 额定功率 MW 热水温度 额定出水压力 MPa 2020 4 17 锅炉的工作原理 用途及特点 工作原理以常见的蒸气锅炉为例 燃料 煤 在炉膛中燃烧发出热量 水接受炉膛和炉管的热量变成蒸气 汽水系统燃烧系统用途 作为热能供应设备 为工业生产 交通运输 人民生活提供动力和热源 广泛应用于电力 化工 冶金 纺织 机械 轻工等各个行业 主要特点 具有爆炸的危险性连续运行受火 烟 灰 水 汽等侵蚀 2020 4 17 锅炉分类 锅炉分类一般根据结构形式 压力 用途及能源的来源来划分 2020 4 17 TSGG0001 2012 锅炉安全技术监察规程 总则 1 1目的为了加强锅炉安全监察 防止和减少事故 保障人民群众生命和财产安全 促进经济发展 根据 特种设备安全监察条例 的有关规定 制定本规程 1 2适用范围本规程适用于符合 特种设备安全监察条例 范围内的固定式承压蒸汽锅炉 承压热水锅炉 有机热载体锅炉 以及以余 废 热利用为主要目的烟道式和烟道与管壳组合式余 废 热锅炉 1 2 1锅炉本体由锅筒 受热面及其集箱和连接管道 炉膛 燃烧设备和空气预热器 包括烟道和风道 构架 包括平台和扶梯 炉樯和除渣设备等所组成的整体 2020 4 17 锅规 总则 1 2 2锅炉范围内管道 1 电站锅炉 包括锅炉本体以及锅炉主给水管道 主蒸汽管道 再热蒸汽管道 排污管道以及锅炉启动系统等 2 电站锅炉以外的锅炉 分为有分汽 水 油 缸的锅炉和无分汽 水 油 缸的锅炉 有分汽 水 油 缸的锅炉包括锅炉本体以及锅炉给水 油 阀出口和分汽 水 油 缸出口第一条焊缝以内的承压管道 含分汽 水 油 缸 无分汽 水 油 缸的锅炉包括锅炉本体以及锅炉给水 油 阀出口和锅炉主蒸汽 水 油 出口阀以内的承压管道 1 2 3锅炉安全附件和仪表锅炉安全附件和仪表 包括安全阀 压力测量装置 水 液 位测量与示控装置 温度测量装置 排污和排放装置等安全附件 以及安全保护装置和相关的仪表等 1 2 4锅炉辅助设备及系统锅炉燃烧设备 辅助设备及系统包括燃烧 汽水 水处理等设备及系统 2020 4 17 锅规 总则 1 3不适用范围本规程不适用于如下设备 1 设计正常水位水容积小于30升的蒸汽锅炉 2 额定出水压力小于0 1MPa或者额定热功率小于0 1MW的热水锅炉 3 为满足设备和工艺流程冷却需要的换热装置 2020 4 17 锅规 总则 1 4锅炉设备级别1 4 1A级锅炉A级锅炉是指额定工作压力P 表压 下同 3 8MPa的锅炉 包括 1 超临界锅炉 P 22 1MPa的锅炉 2 亚临界锅炉 16 7MPa P 22 1MPa 3 超高压锅炉 13 7MPa P 16 7MPa 4 高压锅炉 9 8MPa P 13 7MPa 5 次高压锅炉 5 3MPa P 9 8MPa 6 中压锅炉 3 8MPa P 5 3MPa 1 4 2B级锅炉 1 蒸汽锅炉 0 8MPa P 3 8MPa 2 热水锅炉 P 3 8MPa并且额定出水温度t 120 3 有机热载体锅炉的气相有机热载体锅炉 额定热功率Q 0 7MW 液相有机热载体锅炉 额定热功率Q 4 2MW 2020 4 17 锅规 总则 1 4 3C级锅炉 1 蒸汽锅炉 P 0 8MPa并且设计正常水位水容积V 50L 2 热水锅炉 P 3 8MPa并且额定出水温度t 120 3 有机热载体锅炉的气相有机热载体锅炉 0 1MW 额定热功率Q 0 7MW 液相有机热载体锅炉 0 1MW 额定热功率Q 4 2MW 1 4 4D级锅炉 1 蒸汽锅炉 P 0 8MPa并且30L 设计正常水位水容积V 50L 2 汽水两用锅炉 注1 P 0 04MPa并且额定蒸发量D 0 5t h的锅炉 3 仅用自来水加压的热水锅炉 并且额定出水温度t 95 4 有机热载体锅炉的气相有机热载体锅炉 0 01MW 额定热功率Q 0 1MW 液相有机热载体锅炉 0 01MW 额定热功率Q 0 1MW 2020 4 17 锅规 改造 修理 5 3锅炉改造5 3 1锅炉改造的含义锅炉改造一般是指因改变锅炉燃烧方式 循环方式 提高锅炉额定蒸发量 或者额定热功率 蒸汽锅炉改为热水锅炉等原因而导致锅炉结构发生变化的改造5 3 2改造设计 1 锅炉改造的设计应当由有相应资质的锅炉制造单位进行 不得将热水锅炉改为蒸汽锅炉和锅炉改造后提高其额定工作压力 额定工作温度 2 锅炉改造方案应当包括必要的计算资料 设计图样和施工技术方案 蒸汽锅炉改为热水锅炉或者热水锅炉受压元件的改造还应当有水流程图 水动力计算书 由于结构和运行参数的改变 安全附件 辅助装置和水处理措施应当进行技术校核 2020 4 17 锅规 改造 修理 5 4 1锅炉重大修理含义5 4 1 1A级锅炉重大修理 1 锅筒 启动分离器 减温器和集中下降管的更换以及主焊缝的补焊 2 整组受热面50 以上的更换 3 外径大于273mm的集箱 管道和管件的更换 挖补以及纵环焊缝补焊 4 大板梁焊缝的修理5 4 1 2B级及以下锅炉重大修理 1 锅筒 封头 管板 炉胆 炉胆顶 回燃室 下脚圈和集箱等主要受压元件的更换 挖补 2 受热面管子的更换 数量大于该类受热面管 其分类分为水冷壁 对流管束 过热器 省煤器 烟管等 的10 且不少于10根 直流 贯流锅炉整组受热面更换 2020 4 17 锅规 使用管理 8 1 1使用登记锅炉的使用单位 在锅炉投入使用前或者投入使用后30日内 应当按照要求到设区的市的质量技术监督部门逐台办理登记手续8 1 2锅炉安全技术档案锅炉使用单位应当逐台建立安全技术档案 至少应当包括以下内容 1 锅炉的出厂技术文件 2 锅炉安装 改造 修理技术资料 3 水处理设备的安装调试技术资料 4 锅炉定期检验报告 5 锅炉日常使用状况记录 6 锅炉及其安全附件 安全保护装置及测量调控装置日常维护保养记录 7 锅炉运行故障和事故记录 2020 4 17 锅规 使用管理 8 1 3安全管理和操作人员锅炉使用单位应当配备锅炉安全管理人员 锅炉运行操作人员和锅炉水处理作业人员应当按照国家质检总局颁发的 特种设备作业人员监督管理办法 的规定持证上岗 按章操作 发现隐患及时处置或者报告 B级及以下全自动锅炉可以不设跟班锅炉运行操作人员 但是应当建立定期巡回检查制度 2020 4 17 锅规 使用管理 8 1 4锅炉使用管理制度锅炉使用管理应当有下列制度 规程 1 岗位责任制 按照锅炉房人员配备 分别规定班组长 锅炉运行操作人员 维修人员 水处理操作人员等职责范围内的任务和要求 2 巡回检查制度 明确定时检查的内容 路线和记录的项目 3 交接班制度 应当有明确交接班要求 检查内容和交接班手续 4 锅炉及辅助设备的操作规程 包括设备投运前的检查及准备工作 启动和正常运行的操作方法 正常停运和紧急停运的操作方法 5 设备维修保养制度 规定锅炉停 备 用防锈蚀内容和要求以及锅炉本体 安全附件 安全保护装置 自动仪表及辅助设备的维护保养周期 内容和要求 6 水质管理制度 应当明确水汽定时检测的项目和合格标准 7 安全管理制度 应当明确防火 防爆和防止非作业人员随意进入锅炉房 保证通道畅通的措施以及事故应急预案和事故处理办法等 2020 4 17 锅规 使用管理 8 1 5锅炉使用管理记录 1 锅炉及辅助设备运行记录 2 水处理设备运行及汽水品质化验记录 3 交接班记录 4 锅炉及辅助设备维修保养记录 5 锅炉使用单位人员自行检查记录 6 锅炉运行故障及事故记录 7 锅炉停炉保养记录 2020 4 17 锅规 使用管理 8 1 6安全运行要求 1 锅炉运行操作人员在锅炉运行前应当做好各种检查 应当按照规定的程序启动和运行 不得任意提高运行参数 压火后应当保证锅水温度 压力不回升和锅炉不缺水 2 当锅炉运行中发生受压元件泄漏 炉膛严重结焦 液态排渣锅炉无法排渣 锅炉尾部烟道严重堵灰 炉墙烧红 受热面金属严重超温 汽水质量严重恶化等情况时 应当停止运行 2020 4 17 锅规 使用管理 8 1 7蒸汽锅炉 电站锅炉除外 停止运行情况蒸汽锅炉 电站锅炉除外 运行中遇有下列情况之一时 应当立即停炉 1 锅炉水位低于水位表最低可见边缘 2 不断加大给水及采取其它措施但水位仍继续下降 3 锅炉满水 水位超过最高可见水位 经过放水仍不能见到水位 4 给水泵失效或者给水系统故障 不能向锅炉给水 5 水位表 安全阀或者设置在汽空间的压力表全部失效 6 锅炉元件受损坏 危及锅炉运行操作人员安全 7 燃烧设备损坏 炉墙倒塌或者锅炉构架被烧红等 严重威胁锅炉安全运行 8 其它异常情况危及锅炉安全运行 2020 4 17 锅规 使用管理 8 1 8锅炉检修的安全要求锅炉检修时 进入锅炉内作业的人员进行工作时 应当符合以下要求 1 在进入锅筒 壳 内部工作之前 应当用能指示出割断位置的强度足够的金属堵板 电站锅炉可用阀门 将连接其他运行锅炉的蒸汽 热水 给水 排污等管道可靠地隔开 用油或者气体作燃料的锅炉 应当可靠地隔断油 气的来源 2 在进入锅筒 壳 内部工作之前 应当将锅筒 壳 上的人孔和集箱上的手孔打开 使空气对流一段时间 工作时锅炉外面应当有人监护 3 在进入烟道及燃烧室工作前 应当进行通风 并且与总烟道或者其他运行锅炉的烟道可靠隔断 以防爆 防火 防毒 4 在锅筒 壳 和潮湿的烟道内工作而使用电灯照明时 照明电压应当不超过24V 在比较干燥的烟道内 应当有妥善的安全措施 可以采用不高于36V的照明电压 禁止使用明火照明 2020 4 17 锅规 检验 9检验9 4定期检验9 4 1基本要求 1 锅炉的定期检验工作包括锅炉运行状态下进行的外部检验 锅炉在停炉状态下进行的内部检验和水 耐 压试验 2 锅炉的使用单位应当安排锅炉的定期检验工作 并且在锅炉下次检验日期前1个月向检验检测机构提出定期检验申请 以便检验检测机构制订检验计划 2020 4 17 锅规 检验 9 4 2定期检验周期锅炉的定期检验周期规定如下 1 外部检验 每年进行一次 2 内部检验 锅炉 电站锅炉除外 一般每2年进行一次 电站锅炉结合锅炉检修同期进行 一般每3 6年进行一次 首次内部检验在锅炉投入运行后一年进行 电站锅炉可以结合第一次检修进行 3 水 耐 压试验 检验人员或者使用单位对设备安全状况有怀疑时 应当进行水 耐 压试验 因结构原因无法进行内检时 应当每3年进行一次水 耐 压试验 成套装置中的锅炉和电站锅炉由于检修周期等原因不能按期进行锅炉定期检验时 锅炉使用单位在确保锅炉安全运行 或者停用 的前提下 经过使用单位技术负责人审批后 可以适当延长检验周期 同时向锅炉登记地质量技术监督部门备案 2020 4 17 锅规 检验 9 4 3定期检验特殊情况除正常的定期检验以外 锅炉有下列情况之一时 也应当根据具体情况 进行内部检验 外部检验或者水 耐 压试验 1 移装锅炉投运前 2 锅炉停止运行一年以上需要恢复运行前 9 4 4定期检验项目的顺序当外部检验 内部检验和水 耐 压试验在同一年进行时 一般应当首先进行内部检验 然后再进行水 耐 压试验 外部检验 2020 4 17 锅规 检验 9 4 5定期检验前的技术准备 1 核查锅炉的技术资料和运行记录 2 检验机构根据被检锅炉的实际情况编制检验方案 3 进入锅炉内进行检验工作前 检验人员应当通知锅炉使用单位做好检验前的准备工作 设备准备工作应当满足本规程8 1 8及相关规范 标准的要求 4 锅炉使用单位应当根据检验工作的要求进行相应的配合工作 2020 4 17 1 使用定点厂家的合格产品 2 登记档案 3 专责管理 4 持证上岗 5 照章运行 6 定期检验 7 监控水质 8 报告事故 锅炉安全管理 2020 4 17 事故案例及分析 1948年 日本东京一座直径0 74m 高1 13m 使用压力为4kg cm2的小型立式锅炉发生爆炸 其结果是180kg重的筒体中央部分与炉体分离 朝着与地面成70 角的方向飞去 落到离安装地点大约50m远的地方 1972年2月21日中午12时20分左右 协照丸 货轮在港口停泊 船尾机房的辅助锅炉发生猛烈的蒸气爆炸 船体在船尾部被切断 中午12时24分左右 船体沉没 14名船员中12人死亡 2人重伤 辅助锅炉直径3 8m 封头之间长度为2 2m 据估计是由于水位下降 火管等露出水面 封头局部受到异常过热 靠船尾的接近热水面的封头发生开裂并逐渐形成了大的裂缝 高压水蒸气喷出而引起爆炸 炉筒和前封头的接合部剥离 炉筒带着后封头一起飞向船尾方向 2020 4 17 案例 1978年10月13日 湖北大同湖农场一台连续运行时间仅18个月的KZL4 1 27型锅炉 在工作压力为1 1MPa的情况下突然发生爆炸 锅从后管板上部扳边处撕开 27T重的锅炉本体向前冲出10多米远 156m2的锅炉房全部摧毁 邻近厂房和设备也受到不同程度的损坏 造成1人死亡 4人受伤 经济损失4 4万元 经检查 爆炸因锅炉后管板扳边弯曲处上方撕开而发生 破口长1 71m 1980年 重庆綦江化肥厂一台卧式烟管废热锅炉发生爆炸 造成1人死亡 2人重伤 3人轻伤 经济损失50 3万元 锅炉正在上水时发生爆炸 爆炸后锅炉壳体飞离原处13 3m 炉管主体飞离23m 上部某汽包的半块飞出205m 另外半块飞出330m 集汽包顶盖封头飞出235m 主蒸汽阀飞出1000余米 检查后发现 锅筒沿上部连续开口处的轴线方向撕裂 2020 4 17 分析 根据有关的实验研究和分析可以得出 锅炉爆炸的直接原因是由于腐蚀 疲劳或材质缺陷等原因 使锅炉受压部件的强度降低后产生了裂口 大量的饱和水和饱和水蒸气向裂口急速喷出后 由于喷出速度迅猛 锅炉内的大量饱和水产生水击现象 使裂口扩大 锅炉内的饱和水和饱和水蒸气的压力瞬间降为大气压 大量的饱和水及饱和水蒸气迅速气化膨胀 饱和水的膨胀倍数可达200 300倍 随着压力的增加可高达400倍 而饱和水蒸气也要膨胀几十倍 最终 导致了锅炉爆炸的发生 2020 4 17 预防对策 锅炉爆炸时首先是产生了破裂口 一旦破裂 过热状态下饱和水的迅速汽化是在瞬间完成的 因此 制止饱和水的迅速汽化是极其困难 为了防范锅炉爆炸事故的发生 最重要的是要防止出现裂口 所以预防对策也是基于这点来考虑的 1 锅炉结构应合理 包括要保证锅炉受压元件的强度 要符合国家有关标准 尽量减少复合集力或应力集中 应保证正常的水循环 2 正确选用锅炉用钢材 由于锅炉运行条件比较恶劣 钢材选择尤为重要 要符合国家有关规定 前述的1978年湖北省大同湖农场锅炉爆炸事故 爆炸原因虽属疲劳断裂 但钢材选择有误 也是一个重要原因 3 提高使用及管理水平 近几年我国锅炉事故原因分析表明 75 以上事故原因是使用及管理不当 因此要提高使用及管理水平 主要包括加强对司炉的培训 以提高其业务素质和责任心 建立健合各项规章制度 加强水处理工作 保证锅炉用水质量 坚持定期检验制度 等等 2020 4 17 1 超压运行2 超温运行3 锅炉水位过低会引起严重缺水事故 锅炉水位过高会引起满水事故 4 水质管理不善 锅炉水垢太厚 给水中呈酸性 碱性过高 5 水循环被破坏6 锅炉工的误操作 锅炉事故原因分析 2020 4 17 1 缺水事故1 锅炉缺水的后果 当锅炉水位低于水位表最低安全水位刻度线时 即形成了锅炉缺水事故 锅炉缺水时 水位表内往往看不到水位 表内发白发亮 低水位警报器动作并发出警报 过热蒸汽温度升高 给水流量不正常地小于蒸汽流量 严重缺水会使锅炉蒸发受热面管子过热变形甚至烧塌 胀口渗漏 胀管脱落 受热面钢材过热或过烧 降低或丧失承载能力 管子爆破 炉墙损坏 锅炉缺水万一处理不当 甚至导致锅炉爆炸事故 锅炉常见事故 2020 4 17 缺水事故 2 常见的缺水原因有以下几种 运行人员疏忽大意 对水位监视不严 或者运行人员擅离职守 放弃了对水位及其他仪表的监视 水位表故障造成假水位而运行人员未及时发现 水位报警器或给水自动调节器失灵而又未及时发现 给水设备或给水管路故障 无法给水或水量不足 运行人员排污后忘记关排污阀 或者排污阀泄漏 水冷壁 对流管束或省煤器管子爆破漏水 2020 4 17 1 锅炉满水的后果 锅炉水位高于水位表最高安全水位刻度线的现象 称为锅炉满水 锅炉满水时 水位表内也往往看不到水位 但表内发暗 这是满水与缺水的重要区别 满水发生后 高水位报警器动作并发出警报 过热蒸汽温度降低 给水流量不正常地大于蒸汽流量 严重满水时 锅水可进入蒸汽管道和过热器 造成水击及过热器结垢 因而满水的主要危害是降低蒸汽品质 损害以致破坏过热器 2 满水事故 2020 4 17 满水事故 2 常见的满水原因 运行人员疏忽大意 对水位监视不严 或者运行人员擅离职守 放弃了对水位及其他仪表的监视 水位表故障造成假水位而运行人员未及时发现 水位报警器及给水自动调节器失灵而又未能及时发现等 3 锅炉满水的处理 发现锅炉满水后 应冲洗水位表 检查水位表有无故障 一旦确认满水 应立即关闭给水阀停止向锅炉上水 启用省煤器再循环管路 减弱燃烧 开启排污阀及过热器 蒸汽管道上的疏水阀 待水位恢复正常后 关闭排污阀及各疏水阀 查清事故原因并予以消除 恢复正常运行 如果满水时出现水击 则在恢复正常水位后 还须检查蒸汽管道 附件 支架等 确定无异常情况 才可恢复正常运行 2020 4 17 3 汽水共腾 1 汽水共腾的后果 锅炉蒸发表面 水面 汽水共同升起 产生大量泡沫并上下波动翻腾的现象 叫汽水共腾 发生汽水共腾时 水位表内也出现泡沫 水位急剧波动 汽水界线难以分清 过热蒸汽温度急剧下降 严重时 蒸汽管道内发生水冲击 汽水共腾与满水一样 会使蒸汽带水 降低蒸汽品质 造成过热器结垢及水击振动 损坏过热器或影响用气设备的安全运行 2020 4 17 汽水共腾 2 形成汽水共腾原因 形成汽水共腾有两个方面的原因 一是锅水品质太差 由于给水品质差 排污不当等原因 造成锅水中悬浮物或含盐量太高 碱度过高 由于汽水分离 锅水表面层附近含盐浓度更高 锅水粘度很大 气泡上升阻力增大 在负荷增加 汽化加剧时 大量气泡被粘阻在锅水表面层附近来不及分离出去 形成大量泡沫 使锅水表面上下翻腾 二是负荷增加和压力降低过快 当水位高 负荷增加过快 压力降低过速时 会使水面汽化加剧 造成水面波动及蒸汽带水 3 汽水共腾的处理 发现汽水共腾时 应减弱燃烧 降低负荷 关小主汽阀 加强蒸汽管道和过热器的疏水 全开连续排污阎 并打开定期排污阀放水 同时上水 以改善锅水品质 待水质改善 水位清晰时 可逐渐恢复正常运行 2020 4 17 1 爆管后果 炉管爆破指锅炉蒸发受热面管子在运行中爆破 包括水冷壁 对流管柬管子爆破及烟管爆破 炉管爆破时 往往能听到爆破声 随之水位降低 蒸汽及给水压力下降 炉膛或烟道中有汽水喷出的声响 负压减小 燃烧不稳定 给水流量明显地大于蒸汽流量 有时还有其他比较明显的症状 4 锅炉爆管 2020 4 17 锅炉爆管 2 爆管原因 水质不良 管子结垢并超温爆破 水循环故障 严重缺水 制造 运输 安装中管内落入异物 如钢球 木塞等 烟气磨损导致管壁减薄 运行或停炉的管壁因腐蚀而减薄 管子膨胀受阻碍 由于热应力造成裂纹 吹灰不当造成管壁减薄 管树缺陷或焊接缺陷在运行中发展扩大 3 爆管处理 炉管爆破时 通常必须紧急停炉修理 由于导致炉管爆破的原因很多 有时往往是几方面的因素共同影响而造成事故 因而防止炉管爆破也必须从搞好锅炉设计 制造 安装 运行管理 检验等各个环节入手 2020 4 17 1 省煤器损坏后果 省煤器损坏指由于省煤器管子破裂或省煤器其他零件损坏所造成的事故 省煤器损坏时 给水流量不正常地大于蒸汽流量 严重时 锅炉水位下降 过热蒸汽温度上升 省煤器烟道内有异常声响 烟道潮湿或漏水 排烟温度下降 烟气阻力增大 引风机电流增大 会造成锅炉缺水而被迫停炉 2 省煤器损坏原因 烟速过高或烟气含灰量过大 飞灰磨损严重 给水品质不符合要求 特别是未进行除氧 管子水侧被严重腐蚀 省煤器出口烟气温度低于其酸露点 在省煤器出口段烟气侧产生酸性腐蚀 材质缺陷或制造安装时的缺陷导致破裂 水击或炉膛 烟道爆炸剧烈振动省煤器并使之损坏等 3 省煤器损坏处理 省煤器损坏时 如能经直接上水管给锅炉上水 并使烟气经旁通烟道流出 则可不停炉进行省煤器修理 否则必须停炉进行修理 5 省煤器损坏 2020 4 17 过热器损坏主要指过热器爆管 蒸汽流量明显下降 且不正常地小于给水流量 过热蒸汽温度上升压力下降 过热器附近有明显声响 炉膛负压减小 过热器后的烟气温度降低 过热器损坏的原因是 1 锅炉满水 汽水共腾或汽水分离效果差而造成过热器内进水结垢 导致过热爆管 2 受热偏差或流量偏差使个别过热器管子超温而爆管 3 启动 停炉时对过热器保护不善而导致过热爆管 4 工况变动 负荷变化 给水温度变化 燃料变化等 使过热蒸汽温度上升 造成金属超温爆管 5 材质缺陷或材质错用 如在需要用合金钢的过热器上错用了碳素钢 6 制造或安装时的质量问题 特别是焊接缺陷 7 管内异物堵塞 8 被烟气中的飞灰严重磨损 9 吹灰不当损坏管壁等 6 过热器损坏 2020 4 17 发生水击时管道承受的压力骤然升高 发生猛烈振动并发出巨大声响 常常造成管道 法兰 阀门等的损坏 锅炉中易于产生水击的部位有 给水管道 省煤器 过热器等 给水管道的水击常常是由于管道阀门关闭或开启过快造成的 比如阀门突然关闭 高速流动的水突然受阻 其动压在瞬时间转变为静压 造成对内门 管道的强烈冲击 省煤器管道的水击分两种情况 一种是省煤器内部分水变成了蒸汽 蒸汽与温度较低的 未饱和 水相遇时 水将蒸汽冷凝 原蒸汽区压力降低 使水速突然发生变化并造成水击 另一种则和给水管道的水击相同 是由阀门的突然启闭所造成的 7 水击事故 2020 4 17 水击事故 过热器管道的水击常发生在满水或汽水共腾事故中 在暖管时也可能出现 造成水击的原因是蒸汽管道中出现了水 水使部分蒸汽降温甚至冷凝 形成压力降低区 蒸汽携水向压力降低区流动 使水速突然变化而产生水击 锅筒的水击也有两种情况 一是上锅筒内水位低于给水管出口而给水温度又较低时 大量低温进水造成蒸汽凝结 使压力降低而导致水击 二是下锅筒内采用蒸汽加热时 进汽速度太快 蒸汽迅速冷凝形成低压区 造成水击 为了预防水击事故 给水管道和省煤器管道的阀门启闭不应过于频繁 启闭速度要缓慢 对可分式省煤器的出口水温要严格控制 使之低于同压力下的饱和温度40 防止满水和汽水共腾事故 暖管之前应彻底疏水 上锅筒进水速度应缓慢 下锅筒进汽速度也应缓慢 发生水击时 除立即采取措施使之消除外 还应认真检查管道 阀门 法兰 支撑等 如无异常情况 才能使锅炉继续运行 2020 4 17 8 炉膛爆炸 炉膛爆炸是指炉膛内积存的可燃性混合物瞬间同时爆燃 从而使炉膛烟气侧压力突然升高 超过了设计结构的允许值而造成水冷壁 刚性梁及炉顶 炉墙破坏的现象 即正压爆炸 此外还有负压爆炸 即在送风机突然停转时 引风机继续运转 烟气侧压力急降 造成炉膛 刚性梁及炉墙破坏的现象 本节中着重讨论正压爆炸 炉膛爆炸 外爆 要有3个条件 一是燃料必须是以气态积存在炉膛中 二是燃料和空气的混合物达到爆燃的浓度 三是有足够的点火能源 三者缺一不可 炉膛爆炸常发生在燃油 燃气 燃煤粉的锅炉上 不同的可燃物的爆炸极限和爆炸范围各不相同 2020 4 17 炉膛爆炸 引起炉膛爆炸的主要原因有以下几种 一是在设计上缺乏可靠的点火装置及可靠的熄火保护装置及联锁 报警和跳闸系统 炉膛及刚性梁结构抗爆能力差 制粉系统及燃油雾化系统有缺陷 二是在运行过程中操作人员误判断 误操作 此类事故占炉膛爆炸事故总数的90 以上 有时因采用 爆燃法 点火而发生爆炸 此外还有因烟道闸板关闭而发生炉膛爆炸事故 为防止炉膛爆炸事故的发生 应根据锅炉的容量和大小 装设可靠的炉膛安全保护装置 如 防爆门 炉膛火焰和压力检测装置 连锁 报警 跳闸系统及点火程序 熄火程序控制系统 同时 尽量提高炉膛及刚性梁的抗爆能力 此外 应加强使用管理 提高司炉工人技术水平 在启动锅炉点火时要认真按操作规程进行点火 严禁采用 爆燃法 点火失败后先通风吹扫5 10min后才能重新点火 在燃烧不稳 炉膛负压波动较大时 如除大灰 燃料变更 制粉系统及雾化系统发生故障 低负荷运行时 应精心控制燃烧 严格控制负压 2020 4 17 尾部烟道二次燃烧主要发生在燃油锅炉上 当锅炉运行中燃烧不完全时 部分可燃物随着烟气进入尾部烟道 积存于烟道内或粘附在尾部受热面上 在一定条件下这些可燃物自行着火燃烧 尾部烟道二次燃烧常将空气预热器 省煤器破坏 引起尾部烟道二次燃烧的条件是 在锅炉尾部烟道上有可燃物堆积下来 并达到一定的温度及有一定量的空气可供燃烧 这3个条件同时满足时 可燃物就有可能自燃或被引燃着火 尾部烟道二次燃烧易在停炉之后不久发生 可燃物在尾部烟道积存的条件 锅炉启动或停炉时燃烧不稳定 不完全 可燃物随烟气进入尾部烟道 积存在尾部烟道 燃油雾化不良 来不及在炉膛完全燃烧而随烟气进入尾部烟道 鼓风机停转后炉膛内负压过大 引风机有可能将尚未燃烧的可燃物吸引到尾部烟道上 9 尾部烟道二次燃烧 2020 4 17 尾部烟道二次燃烧 可燃物着火的温度条件 刚停炉时尾部烟道上尚有烟气存在 烟气流速很低甚至不流动 受热面上积有可燃物 传热系数差难以向周围散热 在较高温度下 可燃物自氧化加剧放出一定能量 从而使温度更进一步上升 保持一定空气量的条件 尾部烟道门孔和挡板关闭不严密 空气预热器密封不严 空气泄漏 要防止产生尾部二次燃烧 就要组织好燃烧 提高燃烧效率 尽可能减少不完全燃烧损失 减少锅炉的启停次数 加强尾部受热面的吹灰 保证烟道各种门孔及烟风挡板的密封良好 在燃油锅炉的尾部烟道上应装设灭火装置 2020 4 17 锅炉结渣 指灰渣在高温下粘结于受热面 炉墙 炉排之上 并越积越多的现象 燃煤锅炉结渣是个普遍性的问题 层燃炉 沸腾炉 煤粉炉都有可能结渣 由于煤粉炉炉膛温度较高 煤粉燃烧后的细灰呈飞腾状态 因而更易在受热面上结渣 结渣使受热面吸热能力减弱 降低锅炉的出力和效率 局部水冷壁管结渣会影响和破坏水循环 甚至造成水循环故障 结渣会造成过热蒸汽温度的变化 使过热器金属超温 严重的结渣会妨碍燃烧设备的正常运行 甚至造成被迫停炉 结渣对锅炉的经济性 安全性都有不利影响 10 锅炉结渣 2020 4 17 锅炉结渣 产生结渣的原因主要是 煤的灰渣熔点低 燃烧设备设计不合理 运行操作不当等 预防结渣的主要措施有 在设计上要控制炉膛燃烧热负荷 在炉膛中布置足够的受热面 控制炉膛出口温度 使之不超过灰渣变形温度 合理设计炉膛形状 正确设置燃烧器 在燃烧器结构性能设计中充分考虑结渣问题 控制水冷壁间距不要太大 要把炉膛出口处受热面管间距拉开 炉排两侧装设防焦集箱等 在运行上要避免超负荷运行 控制火焰中心位置 避免火焰偏斜和火焰冲墙 合理控制过量空气系数和减少漏风 对沸腾炉和层燃炉 要控制送煤量 均匀送煤 及时调整燃料层和煤层厚度 发现锅炉结渣要及时清除 清渣应在负荷较低 燃烧稳定时进行 操作人员应注意防护和安全 2020 4 17 案例1 3 10北仑港发电厂锅炉爆炸事故 事故概况1993年3月10日14时7分 宁波北仑港发电厂与1号机组配套的锅炉发生了炉膛爆炸 造成死亡23人 重伤8人 轻伤16人 停炉抢修132天 少发电14亿度 造成杭州 宁波地区限电供应 对浙江省工农业生产造成一定影响 损失780万元 原因分析主要原因 运行指导失当 锅炉炉膛结构设计 受热面布置不完善直接原因 锅炉严重结渣 致使冷灰斗局部失稳 使侧墙与冷灰斗连接处的水冷壁管撕裂 裂口向炉内喷出的水 汽工质与落渣入水产生的水汽升温膨胀 使炉内压力大增 并使冷灰斗塌陷扩展 2020 4 17 3 10北仑港发电厂锅炉爆炸事故 2020 4 17 温州市鹿城泰豪皮革厂 7 30 锅炉爆炸事故 事故概况 2006年7月30日 温州市鹿城区仰仪乡前京制革区制革西路的泰豪皮革厂 当晚8 30左右 工人程祖兴给锅炉加水 加煤 锅炉处于正常运行 此后不久 工人吴义和发现圆形水箱中水温达80 左右 正常工作温度为50 左右 担心过高的水温进入转轱后会把皮料烫坏 于是将分汽缸上的通往圆形水箱的出汽阀关闭 而此时通往方形水箱的出汽阀已处于基本关闭状态 锅炉内压力因无法有效释放而急剧上升 约半小时后锅炉发生超压爆炸 事故造成5人当场死亡 9人受伤 2020 4 17 温州市鹿城泰豪皮革厂 7 30 锅炉爆炸事故 救援现场 2020 4 17 案例2 温州市鹿城泰豪皮革厂 7 30 锅炉爆炸事故 直接原因 在锅炉正常燃烧运行时 两只出汽阀一只被关闭 另一只被基本关闭 而锅炉超压时安全阀未正常启跳 导致锅炉发生爆炸 间接原因 泰豪皮革厂企业负责人安全意识淡薄 管理混乱 规章制度 操作规程残缺不全且形同虚设 具体表现为 工厂未按 特种设备安全监察条例 的要求建立健全的锅炉使用规章制度 现有规章制度 操作规程残缺不全 工厂未按要求配备专职或兼职安全管理人员 虽有两名工人领取了具有锅炉操作项目的 特种设备作业人员证 但事故发生前实际为无证人员操作锅炉 2020 4 17 分汽缸上的锅炉出汽阀无专人负责 锅炉运行没有交接班 巡回检查等任何记录 未按检验报告要求将安全阀及时送检而是自行修理 今年六月该厂曾发生因关闭出汽阀造成锅炉破裂的事故 工厂请厂外无证人员非法修理锅炉 且未从中吸取教训 致使极为类似的事故再次发生 酿成惨剧 企业主对锅炉安全管理几乎不闻不问 一无所知 也未对职工进行必要的安全教育和培训 温州市鹿城泰豪皮革厂 7 30 锅炉爆炸事故 2020 4 17 处理结果 温州市鹿城区人民法院于2007年1月31日对该企业主要负责人吴育第 林晓东分别判处有期徒刑三年 缓刑三年 企业生产主管人员有期徒刑三年六个月 该厂法定代表人向死者亲属和伤者共计赔付200余万元 分析 这是一起典型的企业负责人不遵守 特种设备安全监察条例 各项规定造成的事故 若在特种设备使用的每一个环节都按照法律法规的规定去执行 就能有效的预防事故的发生 温州市鹿城泰豪皮革厂 7 30 锅炉爆炸事故 2020 4 17 二 压力容器 2020 4 17 中石油吉化101厂爆炸 2005 11 13下午13时40分许 中石油吉林石化公司双苯厂 又称101厂 新苯胺装置发生爆炸 截至18时许 共发生爆炸15起 其中较大爆炸6起 化工区附近数万居民及大学生被紧急疏散 已造成近70人受伤 其中2人重伤 另有6人失踪 全市笼罩在极度恐怖状态之中 据记者不完全统计 受伤的人已在百人以上 有6人失踪 2人重伤 因为爆炸物有毒 所以居住在事发地点的约4万名居民已经被安全撤离现场 此次事件中 吉林市公安局共出动警力500余人 吉林市消防支队出动消防车百余台及作战官兵约300余人 13日深夜 吉林石化公司召开新闻发布会称 爆炸事故原因已初步查明 该厂苯胺装置硝化单元发生着火爆炸是P 102塔发生堵塞 循环不畅 因处理不当造成的 厂长撤职 环保总局解振华局长辞职 第二松花江沿岸的松原 哈尔滨 佳木斯等多处污染 俄罗斯抗议等等 2020 4 17 吉化101厂爆炸 13时45分第一炸200米内玻璃全震碎13时45分 第一次爆炸发生 爆炸发生时 一个高压锅盖大小的白色金属物体随着一声巨响 带着呼啸声从天而降砸在距离现场约2公里处的清源大桥上 厚度足有2厘米 而路边电线杆上 一条拇指粗细的黑色缆线也被砖石砸断 沿途一些送料的管线也被爆炸震碎 流水不止 并升起白色水雾该厂附近200米内所有的房屋玻璃全部被震碎 14时10分第二炸褐色蘑菇云升起14时10分许 突然又是一声巨响 随着强烈的震动 一股褐色蘑菇云升起 交警迅速疏散现场群众 14时37分第三炸连续两响引地面剧震14时37分 记者正在现场采访时 突然感觉 轰 轰 连续两声爆炸声在身边响起 当时地面剧烈震动 正在疏散的群众受到惊吓 顿时或趴或坐或捂头逃跑 2020 4 17 吉化101厂爆炸 14时40分第四炸蘑菇云融入黑烟14时40分 再次听到爆炸声 一阵刺鼻味过后 一股黄烟从黑烟底部升起 黄褐色的蘑菇云冲得更高 渐渐融入黑烟里 爆炸引起的地面晃动险些令记者摔倒 黄烟卷起的尘土落了记者一身 身边的大树禁不住数次重创 终于 咔 的一声 落下两段直径约3厘米的树枝 一块长1米 宽0 5米变了形的铁片飞到了该厂对面的饭店后面 据说 那铁片是被爆炸的冲击波带过来的 14时50分第五炸升起橙红色蘑菇云14时50分 爆炸声再次响起 且明显较前几次剧烈 一股橙红色的蘑菇云升起 警戒区内仅存的消防车辆上陆续传来玻璃破碎的声音 空气中浓重的化学品味让人无法呼吸 15时许第六炸烟尘让人难以睁眼15时许 第6次爆炸声响起 此时火场附近的滚滚烟尘已让人难以睁眼 据了解 戴着空气呼吸器的消防官兵不停向未爆炸的设备喷洒冷水 以求降低温度 避免再次爆炸 几次爆炸过后 很多居民楼的玻璃被震碎 有的人家墙皮都被震了下来 在相隔数公里之外的吉林市区都可看到松花江北的化工区浓烟滚滚 2020 4 17 大背景 该厂4年前曾经爆炸2001年10月8日 中石油吉林石化公司双苯厂苯酚车间发生爆炸火灾 附近储量达3 1万立方米的21个苯罐和储量240立方米的氢罐受到严重威胁 消防官兵连续奋战3个多小时 在两名 敢死队员 6次冲进火海关阀断料后 终将大火扑灭 中国石油吉林石化公司是集油 化 胶 塑 洗于一体的特大型综合性石油化工生产企业 其前身吉林化学工业公司是全国第一个大型化学工业基地 吉林石化公司双苯厂现有职工1300多人 主要化工产品为 苯胺 和 苯酚丙酮 是国内最大的苯胺生产基地 此外还生产MEA DEA等农药中间体 2020 4 17 压力容器的监察范围和基本参数 固定式容器和移动式容器 同时满足三个条件 气瓶 同时满足三个条件 医用氧舱 基本参数 压力 温度 介质 2020 4 17 压力容器的品种 2020 4 17 压力容器的特点 固定式压力容器的特点具有爆炸的危险性介质种类繁多 千差万别不同容器的工作条件差别大材料种类多移动式压力容器的主要特点活动范围大 运行环境条件复杂介质绝大多数是易燃 易爆以及有毒等液化气体活动场所不固定 监督管理难度大 2020 4 17 压力容器的特点 气瓶的特点容积小 结构相对简单 数量多 流动性大事故多数发生在充装环节充装单位 检验机构数量多 使用单位也多 还涉及千家万户 监督管理难度大医用氧舱的特点是载人压力容器 运行时患者在医舱中 一旦发生事故 就会有人员伤亡内部为高压氧 氧气浓度高 易发生火灾事故 2020 4 17 生产工艺要求高 使用条件比较恶劣 压力容器的载荷种类多 压力容器的使用特征 操作要求高 压力容器的使用特征 温度 压力的变化往往在瞬间发生 一旦操作失误就会发生事故 严重者发生爆炸 2020 4 17 压力容器分类 2020 4 17 压力容器分类 移动 固定 2020 4 17 图1压力容器分类图 第一组介质 2020 4 17 图A2压力容器分类图 第二组介质 2020 4 17 TSGR0004 2009 固定式压力容器安全技术监察规程 1 1目的为了保障固定式压力容器安全运行 保护人民生命和财产安全 促进国民经济发展 根据 特种设备安全监察条例 制定本规程 1 2固定式压力容器固定式压力容器是指安装在固定位置使用的压力容器 以下简称压力容器 注1 1 1 3适用范围本规程适用于同时具备下列条件的压力容器 1 工作压力大于或者等于0 1MPa 注1 2 2 工作压力与容积的乘积大于或者等于2 5MPa L 注1 3 3 盛装介质为气体 液化气体以及介质最高工作温度高于或者等于其标准沸点的液体 注1 4 其中 超高压容器应当符合 超高压容器安全技术监察规程 的规定 非金属压力容器应当符合 非金属压力容器安全技术监察规程 的规定 简单压力容器应当符合 简单压力容器安全技术监察规程 的规定 2020 4 17 固规 使用管理 6使用管理6 1压力容器使用登记压力容器的使用单位 在压力容器投入使用前或者投入使用后30日内 应当按照要求到直辖市或者设区的市的质量技术监督部门 以下统称使用登记机关 逐台办理使用登记手续 登记标志的放置位置应当符合有关规定 6 2使用单位的责任使用单位应当对压力容器的安全管理负责 并且配备具有压力容器专业知识 熟悉国家相关法律 法规 安全技术规范和标准的工程技术人员作为安全管理人员负责压力容器的安全管理工作 2020 4 17 固规 使用管理 6 3压力容器的安全管理压力容器使用单位的安全管理工作主要包括以下内容 1 贯彻执行本规程和压力容器有关的安全技术规范 2 建立健全压力容器安全管理制度 制定压力容器安全操作规程 3 办理压力容器使用登记 建立压力容器技术档案 4 负责压力容器的设计 采购 安装 使用 改造 维修 报废等全过程管理 5 组织开展压力容器安全检查 至少每月进行一次自行检查 并且作出记录 6 实施年度检查并且出具检查报告 7 编制压力容器的年度定期检验计划 督促安排落实特种设备定期检验和事故隐患的整治 8 向主管部门和当地质量技术监督部门报送当年压力容器数量和变更情况的统计报表 压力容器定期检验计划的实施情况 存在的主要问题及处理情况等 9 按照规定报告压力容器事故 组织 参加压力容器事故的救援 协助调查和善后处理 10 组织开展压力容器作业人员的教育培训 11 制定事故救援预案并且组织演练 2020 4 17 固规 使用管理 6 4压力容器技术档案压力容器的使用单位 应当逐台建立压力容器技术档案并且由其管理部门统一保管 技术档案应当包括以下内容 1 特种设备使用登记证 2 压力容器登记卡 3 本规程4 1 4规定的压力容器设计制造技术文件和资料 4 压力容器年度检查 定期检验报告 以及有关检验的技术文件和资料 5 压力容器维修和技术改造的方案 图样 材料质量证明书 施工质量证明文件等技术资料 6 安全附件校验 修理和更换记录 7 有关事故的记录资料和处理报告 2020 4 17 固规 使用管理 6 5压力容器操作规程压力容器的使用单位 应当在工艺操作规程和岗位操作规程中 明确提出压力容器安全操作要求 操作规程至少包括以下内容 1 操作工艺参数 含工作压力 最高或者最低工作温度 2 岗位操作方法 含开 停车的操作程序和注意事项 3 运行中重点检查的项目和部位 运行中可能出现的异常现象和防止措施 以及紧急情况的处置和报告程序 6 6作业人员压力容器的安全管理人员和操作人员应当持有相应的特种设备作业人员证 压力容器使用单位应当对压力容器作业人员定期进行安全教育与专业培训并且作好记录 保证作业人员具备必要的压力容器安全作业知识 作业技能 及时进行知识更新 确保作业人员掌握操作规程及事故应急措施 按章作业 2020 4 17 固规 使用管理 6 7日常维护保养压力容器使用单位应当对压力容器及其安全附件 安全保护装置 测量调控装置 附属仪器仪表进行日常维护保养 对发现的异常情况 应当及时处理并且记录 6 8年度检查压力容器使用单位应当实施压力容器的年度检查 年度检查至少包括压力容器安全管理情况检查 压力容器本体及运行状况检查和压力容器安全附件检查等 对年度检查中发现的压力容器安全隐患要及时消除 年度检查工作可以由压力容器使用单位的专业人员进行 也可以委托有资格的特种设备检验机构进行 2020 4 17 固规 使用管理 6 9异常情况处理6 9 1应急措施和报告压力容器发生以下异常现象之一时 操作人员应当立即采取紧急措施 并且按照规定的报告程序 及时向有关部门报告 1 工作压力 介质温度或者壁温超过规定值 采取措施仍不能得到有效