锅炉安全技术
锅炉安全技术
(一)、锅炉基础知识
1、锅炉的基本组成
锅炉是由通常俗称的“锅”、“炉”以及辅助置构成的一个整体。锅炉中“锅”是容纳水和蒸汽的密封受压部件,一般包括锅筒(汽包)、水泠壁管、集箱(联箱)、对流管束(主炉管)、蒸汽过热器、省煤器和汽水管道等;锅炉中“炉”是燃烧的场所, 即燃烧设备和燃烧室(炉膛)。锅炉的辅助装置是安装在锅炉本体之外的设备,主要包括通风装置、除尘装置、给水装置、水处理装置、燃料供应装置、除尘装置、以及自动化控制仪表等。
2、锅炉的工作过程
锅炉产生热水或蒸汽的整个工作过程包括三个过程:燃料的燃烧过程,即:燃料燃烧产生烟气的过程;传热过程,即“火焰和烟气通过受热面将热传给水的过程;加热汽化过程,即:水吸收热量转变为热水或蒸汽的过程。
水进入锅炉以后,在汽水系统中锅炉受热面将吸收的热量传递给水,使水加热成一定温度和压力的热水或生成蒸汽,被引出应用。在燃烧设备部分,燃料燃烧不断放出热量,燃烧产生的高温烟气通过热的传播,将热量传递给锅炉受热面,而本身温度逐渐减低,最后由烟囱排出。“锅”与“炉”一个吸热,一个放热。锅炉在运行中由于水的循环流动,不断地将受热面吸收的热量全部带走,不仅使水升温或汽化成蒸汽,而且使受热面得到良好的冷却,从而保证了锅炉受热面在高温条件下安全的工作。
3、锅炉的分类
由于工业锅炉结构形式很多,且参数各不相同,用途不一,故到目前为止,我国还无一个统一的分类规则,其分类方法是根据所需要求 不同,分类情况就不同,常见的有以下几种:
(1)按锅炉的工作压力分类:低压锅炉p≤2.45MP;中压锅炉p=2.5~5.9MPa;高压锅炉P=6.0~13.9MPa;超高压锅炉P≥14MPa;亚临界锅炉P≥15.7MPa;超临界压力锅炉P≥22.11MPa.
(2)按锅炉的蒸发量分类:小型锅炉D< 20吨/小时;中型锅炉D=20~75吨/小时;大型锅炉D >75吨/小时。
(3)按锅炉用途分类:电站锅炉、工业锅炉和生活锅炉。
(4)按锅炉出口介质分类:蒸汽锅炉、热水锅炉,汽水两用锅炉,有机热载体锅炉。
(5)按采用的燃料分类:燃煤锅炉、燃油锅炉、燃气锅炉、电加热锅炉。
(6)按锅炉布置方式可分:立式锅炉和卧式锅炉
(7)按锅炉本体结构可以分:锅壳式锅炉(火管锅炉)、水管锅炉。
(8)按水管循环的方式可分为:自然循环锅炉、强制循环锅炉和直流锅炉。
(二)锅炉的安全管理
1.锅炉建档登记
根据《特种设备安全监察条例》的规定,使用锅炉的单位必须向当地锅炉压力容器安全监察机构申请,取得锅炉使用登记证,才能将设备投入运行。若使用单位地处县区域内,则到县技术监督局办理锅炉登记手续。电力系统发电用锅炉按电力部门的有关规定,由所在地的省级电力部门办理使用登记手续,并报省级锅炉压力容器监察机构备案。锅炉压力容器
安全监察机构对申请单位提交的申请资料审验合格后将向使用单位发放“锅炉使用登记证”。
使用锅炉、压力容器的单位应建立锅炉的安全技术档案。锅炉安全技术档案一般包括:
锅炉的产品质最合格证明、锅炉的使用维护说明等文件及安装技术文件和资料;锅
炉定期检验报告:锅炉日常使用运行记录;锅炉及其安全附件、安全保护装置、附属仪表的日常维护保养记录;锅炉修理改造有关的记录及验收报告;锅炉运行故障和事故记录。
2.锅炉安全管理的各项规章制度
使用锅炉的单位应根据国家的有关规定,结合单位的实际情况,建立健全锅炉安全管理的各项规章制度。锅炉管理的各项规章制度包括:
(1)岗位责任制,包括管理人员、司炉工、水处理化验员、维修工等人员的岗位责任制;
①锅炉安全管理人员:使用锅炉的单位应设专或兼职管理人员负责锅炉安全技术管理工作,并报当地锅炉安全监察部门备案。锅炉管理人员应熟知国家对锅炉安全管理的有关法规,掌握基本的锅炉技术知识,并具有一定的安全技术管理能力。
②司炉工:《锅炉司炉人员考核管理规定》中根据锅炉炉型及参数的不同,司炉分为四类,I类为最高。司炉须持证上岗,且操作的锅炉应与司炉证类别允许操作的范围一致。严格执行锅炉安全操作规程和各项规章制度,精心操作,正确填写锅炉运行记录。
③水处理化验人员:锅炉水质化验人员需经培训考核,取得“水处理人员操作证”后方可上岗。水处理化验人员应定时进行水质分析,保证锅炉的给水、炉水符合国家标准要求并做好水处理设备的运行和水质化验记录
(2)锅炉及辅机的操作规程:包括锅炉运行操作规程中应附的图样,设备及燃料的简要特性,设备投运前的检查与准备工作、启动与运行的操作方法、正常停炉和紧急停运的操作方法、锅炉停炉保养,锅炉的故障处理包括锅炉缺水、汽水共蒸、锅炉承压部件如水冷壁管和排管、省煤器、过热器、蒸汽及给水管道、减温器等损坏时的处理,锅炉燃烧异常时的处理,锅炉辅助设备故障时的处理,燃烧室炉墙及吊悬损坏时的处理等内容。
(3)巡回检查制度,明确定时检查的内容、路线及记录项目;巡回检查-般每小时迸行一次,巡回检查的路线一般由炉前到炉后,由炉下到炉上,由仪表、附件到管道,由锅炉本体到辅机和附属设备。巡回检查的记录项目一般应列入锅炉运行记录中。
(4)设备维修保养制度:规定锅炉本体、安全保护装置、仪表及辅机的维修保养周期、内容和要求。
(5)交接班制度:应明确交接班的要求,检查内容和交接手续。交接班前应对锅炉设备进行最后一次检查和调整,使锅炉压力和水位达到正常值范围内;整理运行记录,填写交接班记录并签字;交班人员应介绍锅炉设备的运行情况,接班人员核查锅炉设各有关的各项记录,无误后接班人员签字。遇到有设备运行不正常或出现故障、接班人员不齐时不能交接班。
(6)水质管理制度:应明确水质定时化验的项目和合格标准。水质管理制度中应规定水处理设备的运行操作规程,水质检测规程,化验间隔时间,水质化验数据的整理与保管,化验仪器设备的校验、维护和保管要求,水处理药剂的贮存管理要求,水质化验员的资格要求等。
(7)清洁卫生制度:应明确锅炉房设备及内外卫生区域的划分和清扫要求;
(8)锅炉事故应急措施和救援预案。
(三)锅炉的启动和运行
1、锅炉启动前应对锅炉进行全面的检查。
检查的重点是:对受热面和受压元件进行内外部检查;对燃烧器、炉膛、烟道进行内部检查, 检查炉排和各部件是否平整'动作是否灵活;检查各种安全附件以及各种测量仪表;检查辅助设备风机、水泵、排渣机是否完好。
2烘炉和煮炉
新装、移装或大修后的锅炉以及长期停用的锅炉,在运行前,应进行烘炉,去除炉墙内的水分,以免造成水分汽化体积膨胀而导致炉墙裂缝。烘炉应以文火慢慢烘考。烘炉应小心进行,既要控制温升又要保证均匀加热。一般小型工业锅炉,烘炉时间为3—4天。
煮炉一般在烘炉后期进行,目的是为了清除受热面的铁锈、油垢和其他脏物,并形成一
层纯化膜,防止永侧腐蚀。煮炉加热温升应缓慢,锅内水沸腾后,保持10—12h,减弱燃烧,排污,在加强燃烧运行12—24h,停火冷却,排除锅水。在配制煮锅药品时,工作人员应穿戴防护衣帽,以免被药液灼伤。
3锅炉点火和升压
锅炉点火是在做好点火前的一切检查和准备工作之后进行的。锅炉点火所需的时间根据炉型、燃烧方式和水循环等情况而定。锅炉点火应按规定程序进行,点火后,燃烧应缓慢加强,使各部件温度逐渐引高。由于受热面被加热,水冷壁管和对流管束中小断产生蒸汽,压力不断升高,这个过程叫升压过程。在升压过程中应注意炉墙和各部件不得出现异常。 4锅炉运行的管理与维护
锅炉正常运行时,值班人员应认真执行有关锅炉安全运行韵各项制度,作好运行值班记录和接班记录叫应根据实际情况随时调节水位、气压、炉膛负压以及进行除扶和排污工作。应加强水处理管理,按规定的时间间隔进行水质化验分析。
5停炉的维护与保养
(1)事故停炉
蒸汽锅炉遇到下列情况时应紧急停炉:锅炉水位低于水位表的下部可见边缘:不断加大给水及采取其他措施,水位仍继续下降;锅炉满水,经放水仍不能见到水位;锅炉气压迅速上升,压力表指针超过规定的红线;锅炉缺水,虽经叫水仍看不到水位;给水系统失效;水位表和安全阀全部实效:锅炉元件损坏,危及运行人员安全;燃烧设备损坏,炉墙倒塌或锅炉构架被烧红等;其他异常情况危及锅炉安全运行。
热水锅炉遇到下列情况时应紧急停炉:因循环不良造成锅水气化,或出U热水温度上升到与出口压力下相应的饱和温度的差小于20℃;锅水温度急剧上升,失去控制;压力表安全阀全部失效;锅炉元件损坏,危及运行人员安全:补给水泵不断补永,压力仍然下降:燃烧设备损坏,严重威胁锅炉安全运行;其他异常情况危及锅炉安全运行。
紧急停炉时应按顺序操作,停止燃料供应,减少引风,但不允许向炉膛内浇水;将锅炉与蒸汽母管隔断,开启放空阀;当汽压很高时,可手动提起安全阀放汽或开启过,热器疏水阀,使汽压降低。因缺水事故而紧急停炉时,严禁向锅炉给水,并不得开启放空阀或提升安全阀排汽,以防止锅炉受到突然的温度或压力的变化而扩大事故。如无缺水现象,可采取进水和排污交替的降压措施。因满水事故而紧急停炉时,应立即停止给水,减弱燃烧,并开启排污阀放水,同时开启主汽管、分汽缸上的疏水阀。停炉后,开启省煤器旁路烟道挡板,关闭主烟道挡板,打开灰门和炉门,促使空气对流,加快炉膛冷却。
(2)正常停炉
即有计划检修停炉。停炉时,应防止锅炉急剧冷却,当锅炉压力降至大气压时,开启放空阀或提升安全阀,以免造成负压。炉放水后,应及时清除受热面水侧的污垢,和烟气侧上的积灰和烟垢。
(四)锅炉的安全附件及仪表
1、温度测量仪表
一般分为玻璃温度计、压力式温度计、热电偶温度计和光学高温温度计等。
对于蒸汽锅炉,在过热器出口、再热器进出口、省煤器出口、燃煤粉锅炉炉膛出口、排烟处、燃油锅炉燃烧器的燃油入口处等部位应装设测量温度的仪表,以测量水温、汽温以及烟温和油温。额定蒸汽压力大于等于9. 8UPa的锅炉的锅筒上、下壁温以及过热器、再热器蛇型管金属壁温也应进行测量。
对于热水锅炉,进出水口均应装设测量温度的仪表,对于额定热功率火于等于14MW的热水锅炉,安装在锅炉出口的测量温度仪表是记录式的。燃油锅炉还应装设川以测量燃油温度和空气预热器烟气出口烟温的测量温度仪表。测量温度仪表装爿j后每年至少应校验一
次。
2、安全阀
安全阀一种自动泄压报警装置,它的主要作用是:当锅炉压力超过允许数值时,能自动开启排气泄压,同时能发出音响警报。当锅炉压力降到时允许值时,安全阀又能自动关闭,从而使锅炉在允许的压力范围内安全运行,防止锅炉超压引起爆炸。
小型蒸汽锅炉本体上应当至少装设一只弹簧式安全阀;小型汽水两用锅炉、小型铝制承压锅炉必须采用水封式安全装置。额定热功率大于1. 4MW的热水锅炉至少装设两只安全阀,额定热功率小于等于1.4btW的热水锅炉至少应装设一只安全阀。每台蒸汽锅炉至少应装设两只安全阀(不包括省煤器安全阀);当额定蒸发量小于或等于0 5t/h的蒸汽锅炉或额定蒸发最小于或等于4t/h且装有可靠的连锁保护装置的蒸汽锅炉可只装设一个安全阀。可分式省煤器出口处、蒸汽过热器出口处、再热器入口和出口处以及直流锅炉的启动分离器都必须装设安全阀。
安全阀须铅直安装,并尽可能装在锅筒、集箱的最高位置。在安全阀和锅炉之间或安全阀和集箱之间,不得装有取用热水或蒸汽的出水管和阀门。安全阀应装设泄放管(排汽、水管),泄放管上不允许装设阀门。
安全阀应按规定的压力每年至少进行一次整定和校验,更换或检修后的安全阀也应按规定的压力进行整定,校验结果应记录并归入档案;安全阀经校验后应加锁或铅封,严禁用加重物、移动重锤、将阀芯卡死等手段任意提高安全阀始启压力或使安全阀失效;锅炉在运行中,安全阀应定期进行手动排放试验,以防止阈芯和阀座粘住。安全阀的总排汽能力必须大于锅炉的最大连续蒸发量,并且在锅筒和过热器上所有安全阀开启后,锅炉内蒸汽压力不得超过设计压力的1.1倍。
3、压力表
锅炉上普遍使用的压力表主要是弹簧管式压力表。压力表的选用和安装位置应根据锅炉的类型而定口每台热水锅炉的进水阀出口和出水阔入口都应装一个压力表;循环水泵的进水管上也应装压力表。每台蒸汽锅炉除必须装有:与锅筒蒸汽空间直接连接的压力表外,还应在可分式省煤器出口、过热器出口和主汽阀之间强制循环锅炉锅水循环泵出人口、燃油锅炉油泵进出口、燃气锅炉的气源人口等处均应装设压力表。
压力表应装设在便于观察的位置并应防止受到高温、冰冻和震动的影响压力表装在高处时,应稍微倾斜,但倾斜角不大于30°;应有缓冲弯管,压力表与弯管之间装有三通旋塞,以便冲洗管道、卸换压力表用。
压力表应定期进行校验,一般每年至少校验~次。压力表装用前应进行校验并表明下次校验日期,并在刻度盘上划红线指示出最高允许工作压力(禁止划在压力表表盘的玻璃上);压力表校验后应封印。压力表的表盘玻璃破碎时应停止使用,
4水位计
水位计又称水位表,用于显示锅炉内水位的高低。水位计一般有玻璃管式(也称直读式水位表)平板式和低地位式以及高低水位报警器几种。玻璃管式水位计十结构简单,便于安装,一般用于工作压力不超过1·3MPa的工业锅炉上。平板式水位计不需要保护罩,承受压力的面积较小,玻璃板厚,一般用于工作压力为1.3MPa、1 6MPa、2.5MPa的工业锅炉。低地位式水位计一般用于水位表距离司炉操作平台高于6米的锅炉上。高低水位报警器能自动发出警报讯号,以提醒司炉人员锅内水位达到最高或最低界限。对蒸发量小于2t/h的锅炉,应装设高低水位报警器。
每台蒸汽锅炉至少应装两个彼此独立的水位表;但当蒸汽锅炉的额定蒸发量小于0.5t/h时或属于电加热锅炉时或蒸汽锅炉的额定蒸发量小于等于2t/h、且装有一套可靠的水位示控装置时或蒸汽锅炉装有两套各自独立的远程水位显示装置时,此时该锅炉可只装一个直读
式水位表。
水位表应有指示最高、最低水位和正常水位的明显标志。水位表应有放水调门并接到安全地点的放水管。水位表(或水表柱)和锅筒之间的汽水连接管上,应装有阀门,锅炉运行时阀门必须处于全开位置。
(五)锅炉的定期检验
根据《蒸汽锅炉安全技术监察规程》和《热水锅炉安全技术监察规程》的规定,锅炉应定期检验。检验包括:外部检验、内部检验和水压试验。
1、外部检验
外部检验是指锅炉运行状态下对锅炉安全状况进行的检验,锅炉的外部检验一般为一年。除正常外部检验外,当移装锅炉开始投运、锅炉停止运行一年以上恢复运行、锅炉的燃烧方式和安全自控系统有改动后,也应进行外部检验。
外部检验的主要内容包括:安全附件是否齐全、可靠;辅助设备运转是否正常:锅炉可见部位的焊缝、柳缝是否严密,各种门孔是否严密,有无渗漏和腐蚀;锅壳壁和水冷壁是否正常:炉胆有无异常;燃烧是否稳定;水处理设备运行是否正常;锅炉房的设置是否符合法规的要求,管理是否正常良好等。
2、内部检验
内部检验指锅炉在停炉状态下对锅炉安全状况进行的检验,内部检验一般每两年进行一次检验。除正常内部检验外,当新安装的锅炉在运行一年后、锅炉停止运行一年以上恢复运行、移装锅炉投运前、受压元件经重大修理或改造后及重新运行一年后,也应进行内部检验。
3、水压试验
水压试验指锅炉以水为介质,以规定的试验压力对锅炉受压力部件强度和严密性进行的检验。水压实验一般每六年进行一次,对无法进行内部检验的锅炉,应每三年进行一次水压试验。除正常情况外,当移装锅炉投运前、受压元件经重大修理或改造后也应进行水压试验。水压试验不合格的锅炉不得投入使用。
4、锅炉检验前的安全技术准备与要求。
锅炉检验前 ,使用单位应提前讲行停炉、冷却、放出锅水。锅炉内温度冷却到35℃以下时检验员才允许入炉内检验。
检验时打开锅炉上的人孔、手孔、检查孔、炉门、出灰门、烟道门等所有的r J,孔,使锅炉内空气对流,防止检验人员进入炉内发生窒息事故。燃料的供给和点火装置应上锁。
锅炉检验时,应有专人负责检验的监护_f=作,监护人员与人孔、炉门或检查门的距离不宜超过1m并必须随时能与检验人员保持联系。
5、定期检验结论及处理
定期检验由锅炉压力容器安全监察机构审查批准的检验单位进行。定期检验的结论有四种:允许运行、修理后运行和停止运行。
对于内部检验合格的锅炉,结论为允许运行。对允许运行的锅炉,使用单位应将定期检验中所发现的主要问题,及时予以整改并将整改结果予以记录后。方可将锅炉投入使用。
对于受检锅炉受压元件有缺陷,由于种种原因难以及时修理,但能在一定条件下保证安全运行的锅炉,检验结论为监督运行,对监督运行的锅炉,使用单位应根据锅炉受压元件缺陷的性质、部位和程度。提出相应的运行措施,并逐一明确责任人,还应对锅炉缺陷的部位、情况进行详细的记录,供下次检验时对照、比较缺陷有无发展变化。
监督运行要有限制性的条件和有效措施,以保证锅炉安全运行。运行的措施一般包括:缩短锅炉定期检验的周期;延长锅炉点火升压和停炉冷却的时间;加强对缺陷部位的监
式水位表。
水位表应有指示最高、最低水位和正常水位的明显标志。水位表应有放水调门并接到安全地点的放水管。水位表(或水表柱)和锅筒之间的汽水连接管上,应装有阀门,锅炉运行时阀门必须处于全开位置。
(五)锅炉的定期检验
根据《蒸汽锅炉安全技术监察规程》和《热水锅炉安全技术监察规程》的规定,锅炉应定期检验。检验包括:外部检验、内部检验和水压试验。
1、外部检验
外部检验是指锅炉运行状态下对锅炉安全状况进行的检验,锅炉的外部检验一般为一年。除正常外部检验外,当移装锅炉开始投运、锅炉停止运行一年以上恢复运行、锅炉的燃烧方式和安全自控系统有改动后,也应进行外部检验。
外部检验的主要内容包括:安全附件是否齐全、可靠;辅助设备运转是否正常:锅炉可见部位的焊缝、柳缝是否严密,各种门孔是否严密,有无渗漏和腐蚀;锅壳壁和水冷壁是否正常:炉胆有无异常;燃烧是否稳定;水处理设备运行是否正常;锅炉房的设置是否符合法规的要求,管理是否正常良好等。
2、内部检验
内部检验指锅炉在停炉状态下对锅炉安全状况进行的检验,内部检验一般每两年进行一次检验。除正常内部检验外,当新安装的锅炉在运行一年后、锅炉停止运行一年以上恢复运行、移装锅炉投运前、受压元件经重大修理或改造后及重新运行一年后,也应进行内部检验。
3、水压试验
水压试验指锅炉以水为介质,以规定的试验压力对锅炉受压力部件强度和严密性进行的检验。水压实验一般每六年进行一次,对无法进行内部检验的锅炉,应每三年进行一次水压试验。除正常情况外,当移装锅炉投运前、受压元件经重大修理或改造后也应进行水压试验。水压试验不合格的锅炉不得投入使用。
4、锅炉检验前的安全技术准备与要求。
锅炉检验前 ,使用单位应提前讲行停炉、冷却、放出锅水。锅炉内温度冷却到35℃以下时检验员才允许入炉内检验。
检验时打开锅炉上的人孔、手孔、检查孔、炉门、出灰门、烟道门等所有的r J,孔,使锅炉内空气对流,防止检验人员进入炉内发生窒息事故。燃料的供给和点火装置应上锁。
锅炉检验时,应有专人负责检验的监护_f=作,监护人员与人孔、炉门或检查门的距离不宜超过1m并必须随时能与检验人员保持联系。
5、定期检验结论及处理
定期检验由锅炉压力容器安全监察机构审查批准的检验单位进行。定期检验的结论有四种:允许运行、修理后运行和停止运行。
对于内部检验合格的锅炉,结论为允许运行。对允许运行的锅炉,使用单位应将定期检验中所发现的主要问题,及时予以整改并将整改结果予以记录后。方可将锅炉投入使用。
对于受检锅炉受压元件有缺陷,由于种种原因难以及时修理,但能在一定条件下保证安全运行的锅炉,检验结论为监督运行,对监督运行的锅炉,使用单位应根据锅炉受压元件缺陷的性质、部位和程度。提出相应的运行措施,并逐一明确责任人,还应对锅炉缺陷的部位、情况进行详细的记录,供下次检验时对照、比较缺陷有无发展变化。
监督运行要有限制性的条件和有效措施,以保证锅炉安全运行。运行的措施一般包括:缩短锅炉定期检验的周期;延长锅炉点火升压和停炉冷却的时间;加强对缺陷部位的监
督检查,缩短锅炉运行中巡回检查的周期,锅炉管理人员应定期检查这些部位的情况,并要做好记录;降低锅炉工作压力运行等。
对于不能保证锅炉在原额定参数下安全运行,或需缩短检验周期的锅炉,检验结论为修理后运行。修理后运行锅炉的受检部件发生损坏不能继续运行,或者受压元件存在较严重的缺陷,不能保证锅炉安全运行到下一个检修期时,应及时修理,消除缺陷并按有关规定验收合格后,方能投入使用。
对于损坏严重,不能保证安全运行的锅炉,椅验结论为停止运行。
(六)、锅炉水处理
1.水垢的生成和危害
由于水中含有许多杂质,这些杂质对锅炉有三种危害:在锅炉内结水垢、水渣;造成锅炉金属腐蚀;恶化蒸汽品质。含有杂质的水进入锚炉后,由于水中存在着大量的钙、镁盐类,经过加热分解,形成不容于水的沉淀物,当达到饱和程度时,在锅炉水侧的金属表面,以固体析出的沉淀物即称为水垢。水垢生成后,由于水垢热导率比锅炉钢板的小数十倍,因此会导致锅炉导热部件导热性差,从而浪费了燃料,影响了锅炉的安全运行。有水垢时,金属热量很难传递给水,导热温度急剧升高,强度下降,缩短锅炉的使用寿命。
2.锅炉水处理
锅炉水处理工作的内容一般包括:
(1)化学监督,是指锅炉在运行时,根据国家规定的标准,对锅炉的给水、锅水以及蒸汽等进行化学分析,检查汽水品质是否符合要求。
(2)锅炉水处理方式有:锅外化学处理、锚内加药处理和回水处理等三种。
①锅外化学处理是锅炉使用单位根据炉、水的小同,选择适当的水处理设备和系统,以保证补给锅炉合格的软水、除盐水。
②锅内加药处理,是指锅炉使用单位根据锅水的水质情况,向锅内定量投加防垢剂或其他药剂,以保证锅水的各项指标符合标准。
③锅炉防腐,对运行中且有除氧器的锅炉,主要是监督除氧效果;对不需要除氧的小型锅炉,定期检查腐蚀情况;对停用中的锅炉,通过一定防腐措施,确保锅炉在停用期间不被腐蚀。
(七)锅炉常见事故及处理
1、水位异常
(1)缺水
缺水事故。当锅炉水位低于最低许可水位时称作缺水。在缺水后锅筒和锅管被烧红的情况下,若大量上水,水接触到烧红的锅筒和锅管会产生大量蒸汽,汽压剧增会导致锅炉被烧坏、甚至爆炸。
处理措施:严密监视水位,定期校对水位计和水位警报器,发现缺陷及时消除:严重缺水时严禁向锅炉内给水;注意监视和调整给水压力和给水流量,与蒸汽流量相适应:排污应按规程规定,每开一次排污阀门,时间不超过30s,排污后关紧阀门,并检查排污是否泄漏。
(2)满水
满水事故是锅炉水位超过生了最高许可水位,也是常见事故之一。满水事故会引起蒸汽管道发生水击,易把锅炉本体、蒸汽管道和阀门震坏。
处理措施:如果是轻微满水,应关小鼓风机和引风机的调节门,使燃烧减弱;停止给水,开启排污阀门防水;直到水位正常,关闭所有放水阀,恢复正常运行。如果是严重满水,首先应按紧急停炉程序停炉;停止给水,开启蒸汽母管及过热器疏水阀门,迅速疏水;水位正常后,关闭排污阀门和输水阀门,再生火运行。
2、汽水共腾
汽水共腾是锅炉内水位波动幅度超出正常情况,水面翻腾程度异常剧烈的一种现象。其后果是蒸汽大量带水,使蒸汽品质下降;易发生水冲击,使过热器管壁-积附盐垢,影响传热而使过热器超温,严重时会烧坏过热器而引发爆管事故。
处理措施:降低负荷,减少蒸发量:开启表面连续排污阀,降低锅水含盐量;适当增加下部排污量,增加给水,使锅水不断调换新水。
3、燃烧异常
燃烧异常主要表现在烟道尾部发生二次燃烧和烟气爆炸。多发生在燃油锅炉和煤粉锅炉内。这是由于没有燃尽的可燃物,附着在受热面上,在一定的条件下,重新着火燃烧。尾都燃烧常将省煤器、空气预热器、甚至引起风机烧坏。
处理措施:立即停止供给燃料,实行紧急停炉,严密关闭烟道、风挡板及各门孔,防止漏风,严禁开引风机;尾部投入灭火装置或用蒸汽畋灭器进行灭火;加强锅炉的给水和排水,保证省煤器不被烧坏;待灭火后方可打开门孔进行检查。确认可以继续运行,先开启引风机10~15m.n后再重新点火。
4、承压部件损坏
(1)管道爆破
锅炉运行中,水冷壁管和对流管爆破是较常见的事故,性质严重,需停炉检修,甚至造成伤亡。爆破时有显著声响,爆破后有喷汽声;水位迅速下降,汽压、给水压力、排烟温度均下降;火焰发暗,燃烧不稳定或被熄灭。发生此项事故时,如仍能维持正常水位,可紧急通知有关部门后再停炉,如水位、气压均不能保持正常,必须按程序紧急停炉。
应采取的预防措施是,加强水质监督;定期检查锅管:按规定升火、停炉及防止超负荷运行。
(2)过热器管道损坏
现象:过热器附近有蒸汽喷出的响声;蒸汽流量不正常,给水量明显增加:炉膛负压减低或产生正压,严重时从炉膛喷出蒸汽或火焰;排烟温度显著下降。
事故发生后,如损坏不严重,又生产需要,待备用炉启用后再停炉,但必须密切注意,不能使损坏恶化;如损坏严重,则必须立即停炉。控制水、汽品质;防止热偏差;注意疏水;注意安全检修质量,即可预防这类事故。
(3)省煤器管道损坏
沸腾式省煤器出现裂纹和非沸腾式省煤器弯头法兰处泄漏是常见的损害事故,最易造成锅炉缺水。事故发生后的表象是,水位不正常下降;省煤器有泄漏声;省煤器下部灰斗有湿灰,严重者有水流出;省煤器出口处烟温下降。
处理办法是,沸腾式省煤器t加大给水,降低负荷,待备用炉启用后再停炉;若不能维持正常的水位则紧急停炉:并利用旁路给水系统,尽力维持水位,但不允许打开省煤器再循环系统阀门。沸腾式省煤器:开启旁路阀门,关闭出入口的风门,使省煤器与高温烟气隔绝;打开省煤器旁路给水阀门。
二、压力容器及压力管道安全技术
(一)、压力容器基本知识
1、压力容器的定义
广义上的压力容器定义是指容嚣器壁两边存在着一定的压力差的所有密闭容器.但只有那些容易发生事故,而且事故的危害性较大的一般是工业生产中承载压力的容器才按特种设备对待,需由锅炉压力容器安全监察机构进行监督管理。
压力容器的界定一般从压力容器发生事故的可能性和事故危害的严重性来界定这种可能性和事故危害的严重性与压力容器的工作介质及其状态、工作压力及容器容积等因素有关。 我国目前纳入《压力容器安全技术监察规程》和《气瓶安全监察规定》适用范围的一般
包含:
①最高工作压力大于及等于0.1MPs(表压),且压力与容积的乘积大于及等于2.5MPa·L的盛装气体、液化气体和最高工作温度高于及等于标准沸点的液体的各种压力容器。
②公称工作压力大于及等于0 .2 MPa(表压),且压力与容积的乘积大干及等于1.0 MPa·L的盛装气体、液化气体和标准沸点低于60℃液体的各种气瓶。
③电力行业专用的全封闭式组合电器、深冷装置中非独立的压力容器、医用氧舱等。
2压力容器的分类
根据不同的要求,压力容器可以有许多种分类。从压力容器的使用特点和安全管理方面考虑,压力容器一般分为固定式和移动式两大类。
固定式压力容器按压力等级不同分为:低压容器(O.1MPa-l. 6MPa);中压容器(1. 6Wa-10 MPa);高压容器(1OMPa-lOOMPa);超高压容器(≥lO01viPa)。按生产工艺过程中的作用原理,可分为:主要用于完成介质的物理、化学反应的反应压力容器,如反应釜、硫化罐、合成塔、煤气发生炉等;主要用于完成介质的热量交换的换热压力容器,如热交换器、冷凝器、蒸发器、染色器、烘缸、电热蒸汽发生器、煤气蒸汽发生炉水夹套等;主要是用于完成介质的流体压力平衡缓冲和气体净化分离的分离压力容器,如过滤器、吸收塔、铜洗塔、干燥塔、分汽缸、除氧器等;主要是用于储存、盛装气体、液体、液化气体等介质的储存压力容器。如各种型式的储罐等。按设计温度分类可分为:低温容器(≤20℃);常温容器(20℃-450℃);高温容器(≥450'C)。
移动式压力容器没有固定的使用地点,一般也没有专职的使用操作人员,管理比较复杂,较容易发生事故。移动式压力容器按容积大小及其结构形状可分为气瓶和槽(罐)车辆两大类。我国《气瓶安全监察规定》规定昀气瓶适用条件为正常环境温度(-40—60℃)下使用的、公称工作压力大于或等于0. 2MP。(表压)且压力与容积的乘积大于或等于1 0MPa.L的盛装气体、液化气体和标准沸点等于或低于60°C的液体的气瓶。气瓶一般分为永久性气体气瓶(也称压缩气体气瓶)、液化气体气瓶、溶解气体气瓶等。槽(罐)车一般包含汽车和火车两种。
《压力容器安全技术监察规程》按安全重要程度,将压力容器分为三类:
(1)第三类压力容器(代号为Ⅲ):
①高压容器:
②中压容器(仅限毒性程度为极度和高度危害介质);
③中压储存容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且PV乘积大于1OMpa. m3):
④中压反应容器(仅限易燃或毒性程度为中度危害介质,且PV乘各大干等于0 5Mpa. m3);
⑤低压容器(公限毒性程度丙极度和高度危害介质,且PV乘积大于等于0.2Mpa m3); ⑥高压、中压管壳式余热锅炉;
⑦中压搪玻璃压力容器:
⑧使用强度级别较高(指相应标准中摘拉强度规定值下限大于等于540Mpa)的材料制造的压力容器:
⑨移动式压力容器,包括铁路罐车(介质为液化气体、低温液体)、罐式汽车[液化气体运输(半挂)车、低温液体运输(半挂)车、水久气体运输(半挂)车]和罐式桌装箱(介质为液化气体、低温液体)等;
⑩球形储罐(容积大干等于50 m3);低温液体储存容器(容积大于5 m3 )。
(2)第二类压力容器(代号为Ⅱ):
①中压容器;
②低压容器(公限毒性程度为极高和高度危害介质);
③低压反应容器和低压储存容器(公限易燃介质或毒性程度为中度危害介质); ④低压管壳式余热锅炉:
⑤低压搪玻璃压力容器。
(3)第一类压力容器(代号为I):除列入第三类和第二娄的低压容器之外的所有低压容器。
(二)、压力管道基本知识
压力管道是指在生产、生活中使用的可能引起燃爆或中毒等危险性较大的特种设备。压力管道按其用途划分为工业管道、公用管道和长输管道。
1具备下列条件之一的管道及其附属设施属于“压力管道”的范畴:
①输送685044《职业性接触毒物危害程度分级》中规定的毒性程度为极度危害介质的管道;
②输送GB50160《石油化工企业设计防火规范》及GBJl6《建筑设计防火规范》中规定的火灾危险性为甲、乙类介质的管道;
③最高工作压力大于等于0 1kPa(表压,下同),输送介质为气(汽)体、液化气体的管道;
④最高工作压力大于等于0.1^IPa,输送介质为可燃、易爆、有毒、有腐蚀性的或最高工作温度高于等于标准沸点的液体的管道;
⑤前四项规定的管道的附属设施及安全保护装置等。
2压力管道使用登记
按《压力管道使用登记管理规则》(试行)的规定,使用压力管道的单位和个人,应当按照规则的规定办理压力管道使用登记。压力管道使用登记分为登记注册和登记发证两种形式。使用登记证有效期为6年。
国家质量监督检验检疫总局负责办理跨省(自治区、直辖市)的长输管道的使用登记;省级质量技术监督行政部门负责办理所辖行政区域内不跨省(自治区、直辖市)的长输管道的使用登记;省级质量技术监督行政部门或其授权的市(地级)级质量技术监督行政部门负责办理所辖行政区内公用管道和工业管道的使用登记。使用登记部门内设的负责压力管道安全监察的机构(以下简称安全监察机构),负责压力管道使用登记的受理、注册和发证工作。
3压力管道安全管理和监察
压力管道使用单位应有专职或兼职专业技术人员负责压力管道安全管理工作;对压力管道操作人员和压力管道检查人员进行安全技术培训;制定压力管道定期检验计划,安排附属仪表、安全保护装置、测量调控装置的定期校验和检修工作;对输送可燃、易爆或有毒介质的压力管道应建立巡线检查制度,制定应急措施和救援方案,根据需要建立抢险队伍,并定期演练。
压力管道的设计单位应取得省级以上有关主管部门颁发的设计资格证,并报省级以上劳动行政部门备案。压力管道设计单位应对所设计的压力管道安全技术性能负责。
压力管道用管子、管件、阀门、法兰、补偿器、安全保护装置等产品制造单位(以下简称制造单位)应向省级以上劳动行政部门或省级劳动行政部门授权的地(市)级劳动行政部门申请安全注册。制造单位应对其产品安全质量负责。产品投产前应进行型式试验。压力管道安装单位必须取得压力管道安装许可证。
新建、扩建、改建的压力管道应由有资格的检验单位对其安装质量进行监督检验;在用压力管道应由有资格的检验单位进行定期检验。对压力管道进行重大政造时,其技术和管理要求应与新建压力管道的要求一致。
从事压力管道焊接的焊工和无损失检测的检测人员,必须按有关规定取得劳动行政部门颁发的特种作业人员资格证书。
压力管道检验员必须经省级以上劳动行政部门组织考核,并取得相应的资格证书。检验单位和检验员必须在检验单位资格证书和检验员资格证书允许的范围内从事检验工作。
(三)、压力容器的运行和安全管理
1压力容器建档登记
根据《压力容器使用登记管理规则》的要求,压力容器投入使用之前额向地方压力容器安全监察机构逐台办理压力容器使用登记申报手续。经核准予以注册后使用。
根据《压力容器安全技术盟察规程》的要求,压力容器使用单位应建立压力容器技术档案。压力容器技术档案一般包括压力容器使用证、压力容器设计文件、设计和安装使用说明书、压力容器制造、安装技术文件和资料、检验、检测记录、修理方案、实际修理情况记录以及有关的技术文件和资料、安全附件校验、修理和更换记录以及有关事故的记录资料和处理报告。
2压力容器管理与操作责任制
根据《压力容器安全技术监察规程》的要求,压力容器使用单位应指定专门安全管理人员责压力容器的安全管理工作。压力容器安全管理人员的主要工作内容包括:制定压力容器安全管理规章制度;检查压力容器的运行、维护和安全附件的校验情况:编制容器年度检验计划,并负责组织实施;压力容器的改造、修理、检验、报废等技术审查;压力容器事故的抢救、报告、协助调查和善后处理;检验、焊接和操作人员的安全技术培训管理;压力容器使用登记及技术资料的管理等。
每台握力容器都应有操作人员。压力容器的操作人员应:定期参加培训,学习压力容器的基本知识,熟悉国家颁发的安全技术法规、技术标准中有关安全使用的内容:要严格遵守安全操作规程,并做到认真填写操作运行记录或工艺牛产记录,加强对容器和设备的巡回检查和维护保养,压力容器的操作人员还应了解生产流程中各种介质的物理性能和化学性质,了解它们之间可能引起的物理化学反应,以便在发生意外情况时,能做到判断准确,处理正确及时;应掌握各种压力容器安全附件的型号、规格、性能及用途,经常保持安全附件的齐全、灵活、准确可靠。
压力容器操作人员应取得当地压力容器监察机构颁发的“压力容器操作人员合格证”后方能独立承担压力容器的操作。压力容器操作人员应履行的职责:必须严格执行各项规章制度,精心操作。认真填写操作运行记录或生产工艺记录,确保生产安全运行。
3压力容器的安全运行
压力容器使用单位应制定压力容器安全操作规程。为确保压力容器的安全运行,杜绝事故的发生,压力容器严禁超温超压运行。应在设计压力和设计温度范围内操作。
压力容器操作还应作到平稳操作。压力容器开始加压时,速度不宜过快,尤其要防止压力的突然升高,因为过高的加载速度会降低材料的断裂韧性,可能使存在微小缺陷的容器在压力的冲击下发生脆断。高温容器或工作温度在零度以下的容器,加热或冷却也应缓慢进行,以减小壳体的温度梯度。运行中更应浚避免容器温度的突然变化,以免产生较大的温度应力。运行中压力频繁地或大幅度地波动,对容器的抗疲劳破坏是极不利的,因此应尽量避免压力波动-保持操作压力的稳定。
压力容器运行期间还应加强巡回检查以防止事故隐患,及时发现操作上或设备上所出现的不正常状态,采取相应的措施进行调整或消除,防止异常情况的扩大和延续,保证容器的安全运。
压力容器使用单位还应加强压力容器的维护保养。具体措施为:容器在运行过程中保持完好的防腐层,经常检查防腐层有无自行脱落咸装料和安装内部附件时被刮落或撞坏:控制介质含水量,经常排放容器中的冷凝水,消除产生腐蚀的因素;消灭容器的“跑、冒、滴、漏”等。按规定装设安全装置,并始终保持其处于完好状态。经常保持安全装置的清洁,发现有渗漏应及时更换或检修。还应加强容器停止运行期间的维护。容器长期或临时停用时应将介质排除干净,对容器有腐蚀性介质要经过排放、置换、清洗等技术处理。
气瓶的充装单位须取得省级锅炉压力容器安全监察机构注册,气瓶充装单位只充装自有气瓶和托管气瓶,不得为任何单位和个人充装气瓶。气瓶充装单位对自有气瓶和托管气瓶的安全使用以及定期检验负责,并建立气瓶档案。各类气瓶的检验周期规定为:
①腐蚀性气体的气瓶、潜水气瓶以及常与海水接触的气瓶每两年检验一次;
②充装一般性气体的气瓶每3年检验一次;
③充装惰性气体的气瓶每5年检验一次:
④液化石油气钢瓶,按国家标准GB 8334的规定;
⑤低温绝热气瓶每3年检验一次;
⑥车用液化石油气钢瓶每5年检验一次,车用压缩天然气钢瓶每3年检验一次。 气瓶在使用过程中,发现有严重腐蚀、损伤或对其安全可行性有怀疑时,应提前进行检验。气瓶运输执行危险化学品管理条例的有关规定。运输工具应有明显的安全标志,运输可燃气体气瓶时,严禁烟火,运输工其上必须备有灭火器材。运输过程中应将气瓶妥善地加以固定,防止气瓶受到剧烈震动或碰撞冲击。气瓶运输单位应制定事故应急处理措施,驾驶员和押运员应会正确处理紧急情况。气瓶应置于专用仓库,气瓶仓库应符合《建筑设计防火规范》的有关规定。仓库内不得-有地沟、暗道、严禁明火和其他热源,仓库内应通风、干燥、避免阳光直射。盛装易起聚合反应或分解反应气体的气瓶,必须根据气体的性质控制仓库内的最高温度、规定储存期限,并应避开放射线源。空瓶和实瓶应分开放置,并有明显标志,毒性气体气瓶和瓶内气体相互接触能引起燃烧、爆炸、产生毒物的气瓶,应分室存放,并在存放地附近设置防毒用具或灭火器材。
应选用有制造许可证的气瓶制造单位生产的合格产品,/使用超期未检的气瓶。气瓶使用前应对气瓶的安全状况进行检查,对盛装的气体进行确认,严格按气瓶使用说明书的要求使用气瓶。气瓶立放时应有橡皮圈等防止倾倒的措施,夏季使用气瓶时应防止曝晒。气瓶严禁敲击、碰撞,开启瓶阀时要缓慢开启,防止附件升压过速,产生高温。氧气乙炔瓶使用时应距离明火10米以-,氧气瓶与乙炔瓶之间距离5米以上。气瓶开阔时不能用钢扳手敲击瓶阀,以EU产生火花:氧气瓶的瓶阀及其他附件禁止沾染油腊,气瓶使用到最后要留有余气,以防混入其他气体或杂质造成事故。
气瓶的安全装置主要有:气瓶专用爆破片、安全阀、易熔合金塞等。气瓶上用的安全阀和爆破片一般装设在航阀上,易熔合金塞一般装在低压焊接瓶瓶体上。
气瓶使用时,不应将气瓶所有气体使用完毕,应保留一定的压力确保气瓶内不产生负压,以免发生事故。
对于汽车、铁道罐车装卸时应设置必要的排气、通风、泄压、防爆、阻止回火、导除静电、紧急排放和自动报警以及消防等设旌,严禁超装。液氨、液化石油气及其他易燃、易爆介质卸液时,不得用空气加压;液化气体卸液,不得采用蒸汽等可引起罐内温度迅速升高的方法升压卸液:采用热水升温卸液时,水温不得超过45 C.装卸完毕后,应关闭紧急切断阀和阀门检查各密封面有无泄露,检查罐体的充装重量,确认罐车与装卸装置的所有连接件己妥善分离后才准启动车体。罐车的安全附件有安全阀、爆破片、紧急切断装置、液面计、温度计、压力表、装卸阀门等安全附件一般每年至少检验一次,爆破片应定期更换,压力表、液位计和测温仪表应按计量部门的规定期限进行检定。装运易燃、易爆介质的罐车,必须装设可靠的导静电接地装置,在停车和装卸作业时,必须接地良好o严禁使用铁链。罐体的定期检验分为年度检验和全面检验;年度检验每年至少进行一次,全面检验每6年至少进行一次,罐车发生重大事故或停用时间超过一年的,使用前应进行全面检验。
(四)、压力容器定期检验
压力容器定期检验一般包括:外部检查、内外部检验、耐压试验、气密性试验。
1.外部检查
外部检查是指在用压力容器运行中的定期在线检查,每年至少进行一次。外部检查可以由检验单位有资格的检验员进行,也可由经安全监察机构认可的使用单位压力容器专业人员进行。外部检查主要项目包括:容器的防腐层、保温层是否完好:容器安全装置是否良好;容器的操作压力、温度是否在设计规定范围内;容器焊缝、法兰及其他连接处有无渗漏;紧固件是否完好等。
2、内外部检验
内外部检验是指在用压力容器停机时的检验。内外部检验由检验单位有资格的检验员进行。压力容器投用后首次内外部检验周期一般为3年。外部检验周期的确定取决于压力容器的安全状况等级。当压力容器安全状况等级为1、2级时,每6年至少进行一次内外部检验;当压力容器安全状况等级为3级时,每3年至少进行一次内外部检验。内外部检验的主要项目包括:外部检查的所有项目;容器内壁是否存在腐蚀及裂纹等缺陷,容器有无宏观的变形;若工作介质能引起金属材料组织恶化,还应对器壁进-行金相检验和化学分析以及表面硬度测定。
3耐压试验
耐压试验是指压力容器停机检验时,所进行的超过最高使用压力的液压试验或气压试验。对固定式压力容器,每两次内外部检验期间内,至少进行一次耐压试验;对移动式压力容器,每6年至少进行一次耐压试验。对于停止使用2年后重新复用的、用烨接方法修理改造-更换主要受压:元件的、改变使用条件且超过原设计参数并经强度校验合格的压力容器.也应进行耐压试验。
4气密性试验:
对于介质为毒性程度极高、高度危害或设计上不允许有微量泄漏的压力容器,除进行耐压试验外,还应进行气密性试验。气密性试验与耐压试验不同,是检验压力容器的严密性而不是检验压力容器的耐压强度。气密性试验使用的加压介质一般为干燥、洁净的空气、氮气或其他惰性气体。气密性试验压力通常为容器的设计压力,试验时气体的温度应不低于5℃。
(五)、压力容器的改造、修理
从事压力容器修理和技术改造的单位必须是取得相应制造资格的单位或经省级压力容器安全监察机构审查批准的单位。压力容器)重大修理或改造方案应经原设计单位同意并报施工所在地的压力容器安全监察机构审查备案。修理改造单位应向使用单位提供修理或改造后的图样、施工质量证明文件等技术资料。
压力容器内部有压力时,不得进行任何修理。对于特殊的生产工艺过程,需要带压紧固螺栓时;或出现紧急泄漏需要进行带压堵漏时,使用单位须按设计规定制定有效的操作要求和防护措施,作业人员应经专业培训并持证操作,并经使用单位技术负责A#准。在实际操作时,使用单位安全部门应派人进行现场监督。
改变移动式压力容器的使用条件(介质、温度、压力、用途)时,由使用单位提出申请,经省级或国家压力容器安全监察机构同意后,由具有资格的制造单位更换安全附件,重新涂漆和标志,经具有资格的检验单位检验并出具检验报告后,由使用单位重新办理使用证。
(六)、压力容器的事故预防
1.执行压力容器安全操作规程,禁止过量充装、过快过量投料,防止容器超压运行;加强容器的维护检查,防止腐蚀性介质及周围大气对容器的腐蚀;加强安全装置的检查与维护,确保安全装置处于良好状态。
2加强容器技术检验,及早发现缺陷并及时处理。
3控制容器的开停车或加压和卸压次数、及压力或温度周期性大幅度的变化,防止发生高应力下的低周疲劳破坏事故。
4加强容器的维护与管理,控制不锈钢容器水压试验时的氯离子含量,控制容器工作介质的水分和纯度,严格执行开停车程序,防止容器停用期间因残液蒸发、浓缩等而导致的容器应力腐蚀破坏的发生。
5加强压力容器操作人员、管理人员的技术业务能力培训与教育,禁止违章作业、瞎指挥的事故出现。