工业锅炉安装中影响安全问题分布规律的研究

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韦利军

广西建工集团第一安装工程有限公司

摘要

作为现代工业生产的关键设备,锅炉的安全运行对生产安全至关重要,工业锅炉的安装工作涉及多个环节,需要多个专业技术的协同配合。为保证施工安全,需要对影响施工安全的因素分布规律进行深入研究,工业锅炉安装过程中的安全隐患分布规律是多维动态变化的,由于锅炉种类不同,安装环境不同,施工人员不同,管理方式也不同,安全事故的发生率及严重性也不同,只有探究出工业锅炉安装中影响安全问题的分布规律,才能提出科学、有效的防范措施与管理对策,所以探究工业锅炉安装中影响安全问题分布规律为当前相关行业的热议话题。


关键词

工业锅炉安装;安全问题分布规律;影响研究

正文


在工业锅炉安装过程中,对安全问题分布规律的研究有重要意义,对这些规律进行科学、系统的分析,可为企业制定针对性的安全管理策略,使管理者能更好地采取防范措施。另外,研究成果将为工程人员在设计与施工过程中规避风险提供一定的参考,有助于提高整个行业的安全水平,降低因安装故障而引起的安全事故,提高经济效益,推动公司可持续发展。而且研究成果不仅可以丰富企业内部理论,而且可以为相关行业协会、监管部门制定更加科学、合理的行业标准提供理论支持,所以研究工业锅炉安装中影响安全问题分布规律有重要意义。

一、工业锅炉安装问题的影响

(一)机械结构安全问题

    在锅炉安装工艺中,选材与质量控制是最为基本和关键的环节,如果选材不严格按照规范要求,所用材料质量差或达不到标准要求,都会影响到锅炉的机械强度及耐久性。例如,劣质钢材在高温、高压条件下会出现裂纹,引起泄漏,甚至爆炸,这不仅会对设备造成损害,而且可能造成人身伤亡及环境污染。在锅炉安装过程中,焊接是非常重要的一道工序,其焊接质量对锅炉整体结构的强度有很大影响,如果焊接工艺不当,焊缝中存在气孔、夹杂物、未焊透等缺陷,则在锅炉运行中容易产生应力集中,造成焊缝开裂[1]。焊接裂纹的产生,不仅降低了锅炉的使用效率,而且可能引起重大安全事故,给人民群众带来难以估量的经济损失。另外,锅炉在设计、安装时如有误差,就会造成结构的不稳定,在运行中易出现振动、噪声等问题,这不仅影响锅炉的正常运行,而且有加速设备老化和寿命缩短的危险。

(二)系统运行安全问题

    工业锅炉运行对控制系统的依赖性很强,若控制系统在安装过程中出现线路接触不良、传感器安装不当等问题,会造成锅炉运行状态不能实时监测与调整。如果控制系统出现故障,就会造成锅炉温压异常,严重时还会发生爆炸事故。这不仅会影响生产,而且会危及周边环境及人身安全[2]。另外,如果管道连接处不能保证密封,出现渗漏,则会降低锅炉热效率,增加能耗,同时,泄漏出的高温高压蒸汽或热水还会造成设备及人员伤亡,甚至引发火灾等二次灾难。

(三)操作安全问题

    工业锅炉是一种特殊的操作设备,如果操作人员没有经过足够的培训,就很难应付复杂的操作及突发情况,人为操作失误,可能造成锅炉操作参数设定失误,从而导致系统失效,甚至造成安全事故。如果操作人员不能及时发现并处理锅炉压力异常,就有可能发生爆炸事故,造成重大的生命财产损失。另外,锅炉安装时,如未制定好应急预案,则会加大事故处理的难度与风险,如果锅炉在运行过程中发生泄漏、爆炸等突发情况,而操作人员又不能及时做出相应的反应,则会使事故扩大,造成更大的损失。

二、工业锅炉安装安全问题的分布规律

(一)时间分布

    锅炉安装安全事故具有明显的季节性分布特征,由于锅炉冬季运行频繁,在冬季特别是采暖期前后进行安装调试,使其成为安全事故的高发季节。与之相比,春夏两季因气温较高,锅炉的使用次数较少,安装调试工作量较小,安全事故发生率相对较低[3]。其次,就年度分布而言,锅炉安装安全事故总量随年度变化呈逐年下降趋势;这一方面是由于国家、企业对安全生产越来越重视,另一方面也是由于科技进步、管理水平不断提高所致,但是,虽然总的发展趋势是好的,但是每年还是会发生一些事故,这表明,在锅炉安装安全方面,还需要不断地加以重视和改善。

(二)空间分布

    锅炉安装事故多发生在经济发达地区及工业集中地区。这些地区工业基础雄厚,锅炉用量大,安装调试任务重,事故发生率高。如东部沿海地区及经济发达地区如长三角及珠三角地区锅炉安装安全事故发生率显著高于中西部及边远地区;其次,锅炉安装在行业、行业中存在着较为突出的安全问题,化工、冶金和电力等能源密集型行业因其生产工艺复杂,高度依赖锅炉,在安装过程中面临着较高的安全风险和较高的事故发生率,相比较而言,轻工业和纺织业中锅炉安装存在的安全隐患就少得多。

(三)频率分布

    在安装过程中,重点部位、关键工序是事故多发的关键部位,如锅炉的吊装、安装、管线连接、设备调试等,由于操作难度大,技术性强,稍有疏忽,就有可能造成安全事故[4]。另外,施工人员的技术水平、安全意识直接影响事故发生的频率。高素质的施工队伍能有效的处理施工中出现的各类问题,降低事故的发生率,反之,技术水平低、安全意识差者,在作业过程中易发生差错,造成事故。此外,安全管理体系是否健全对事故发生率有较大影响,安全管理体系健全,安全操作规程严格执行的企业,其事故发生率显著低于管理松弛和安全制度不完善的企业。

三、工业锅炉安装安全问题的预防措施

(一)设计阶段的预防措施

    在设计阶段采取预防措施对工业锅炉的安装非常重要,这一阶段的防范措施,既可降低施工风险,又可保证锅炉安全稳定运行。设计规范与标准的建立,不仅涉及材料选用、结构设计、设备选型等方面,还涉及安全评价与风险控制。例如,在设计阶段,工程师应该按照美国机械工程师协会的锅炉和压力容器规范,或者中国国家标准(GB)有关的锅炉设计标准。该标准对锅炉的压力、温度、材料强度、壁厚等进行了详细的规定,以保证锅炉在各种工况下的安全运行。如,当设计一个高压蒸汽锅炉时,工程师们就必须考虑它的最高工作压力,如果设计的锅炉最大运行压力是10 MPa,那么按照 ASME规范,锅炉的主要承压部件,如锅筒、管道等,都要选择合适的材质,厚度要符合规范规定的最低厚度[5]。另外,在设计过程中,应充分考虑各种外部因素,如热应力和振动等,以保证锅炉在上述工况下不发生断裂和变形。设计阶段的另一项重要防范措施就是对风险进行全面的评估与管理,风险评价就是对潜在危险源进行识别,分析其发生的可能性及后果,并据此采取相应的防治措施。在设计阶段,工程技术人员应利用危险和可操作性分析、失效模式及影响分析等方法,对锅炉系统进行风险评价。例如,在进行 HAZOP分析时,工程技术人员要逐个检查锅炉系统的各个节点,如燃烧室,蒸汽管路,供水系统等,以发现潜在的隐患,工程人员需要对每种危害因素进行评估,并制定相应的预防措施。如果在分析过程中发现燃料供给不均,可能会导致燃烧室发生爆炸,工程师可通过设计备用供油系统、安装火焰监测仪等措施来降低这一风险。

(二)安装阶段的控制措施

    工业锅炉安装过程中,安装质量控制与现场安全管理对保证安装工艺的顺利实施及产品的安全性具有重要意义,通过对安装过程的详细控制,可有效降低事故发生率,确保设备正常工作,延长其使用寿命。安装质量控制是施工工艺的一个重要环节,首先要做好安装前的准备工作,认真阅读并理解设备的图纸、技术规格及安装说明书,并确保所有的安装员都熟悉相关要求。其次,在安装时要严格按照设计图及规范要求来做,以保证施工过程中的每一道工序、每一个细节都能达到规范的要求。如锅炉支承结构的安装,要严格控制焊接质量,保证焊缝无缺陷,焊接部位准确,另外,对施工过程中所用材料也要严格检查,以保证所用材料满足设计及相关标准,避免因材料质量问题而造成安装失败或设备无法正常工作。在施工过程中,专业监理、验收也是不容忽视的,在施工过程中,要有专门的监理人员在施工过程中监督检查,及时发现并纠正施工中出现的问题,如锅炉管路安装时,监理人员要检查管路坡度及接口密封情况,确保管路安装牢固,无渗漏。同时,在设备安装完毕后,还要对其进行全面的验收,检测其性能,以保证其正常工作,通过验收,才能开始试运转和正式投产。施工现场的安全管理也是施工过程的另一项重要控制手段,首先,要建立健全安全管理体系,明确各层次人员的安全责任及工作程序;如在施工现场设置专职安全管理员,负责日常安全检查及处理问题,以保证施工人员严格按照安全操作规程进行作业。其次,要加强建筑施工人员的安全意识、技术水平,如在高空作业、电焊作业前,要有专门的安全教育,使其掌握正确的作业方法及防护措施。安全防护器材的使用与管理,是工地安全管理的重要内容,施工现场应有足够的安全帽、安全带和手套,以保证施工人员的人身安全,如在锅炉主体吊装、安装过程中,必须戴安全帽、安全带,防止高空坠物,在施工现场设置警示标志,设置安全栅栏,禁止闲杂人等进入危险区。施工现场的安全管理,也应包括制定应急预案,并进行演练。在施工过程中,可能会发生火灾、爆炸、人身伤害等各种突发情况,因此,在施工现场,必须制定详细的应急预案,明确应急处置程序及职责划分,如要制订火灾应急预案,包括火源控制、人员疏散和消防器材的使用等,还要定期组织演练,以提高员工的应变能力。

(三)运行阶段的监控措施

    确保工业锅炉运行过程中的安全问题十分重要,要达到这个目的,就必须有一个完整和有效的监测手段,这些措施主要包括定期检测、维修、实时监测等。对锅炉本体、燃烧系统、给水工程、排烟系统,各种安全阀及仪表进行全面的检查,通过这种全面的检测,能够及时地发现并解决隐患,如锅炉壁厚有无腐蚀减薄、燃烧系统有无积炭、给水系统有无渗漏、排烟系统有没有堵塞、安全阀灵敏度降低等等。以某化工企业锅炉为例,在对锅炉进行例行检查时,发现燃烧系统燃烧器喷嘴积炭严重,造成燃烧不彻底,从而影响锅炉效率,增加爆炸危险,经及时更换、清洗喷嘴,使锅炉恢复正常运转,消除了安全隐患,同样,对安全阀进行定期校验和检测,可以保证安全阀在过压时能及时泄压,从而防止锅炉爆炸[6]。定期维修,不但可以延长设备的寿命,而且可以防止设备因老化或损坏而引起的安全事故,保养工作包括清洗、润滑、磨损零件的更换,工作参数的调整等,如对锅炉水处理系统进行维护,可有效地防止结垢、腐蚀,从而提高锅炉热效率,降低管道堵塞、破裂等事故发生的危险。以火电厂为例,在高负荷运行条件下,水处理系统处于高温高压状态,定期更换水处理剂,对管路进行清洗,可以有效地预防水垢的生成,保证锅炉安全运行,一旦发现水质恶化、药剂使用不正常等问题,应及时采取相应措施,避免问题进一步扩大。在现代工业锅炉安全管理中,采用实时监测系统是一种重要手段,该系统利用传感器及控制器实时监控锅炉运行参数,如温度、压力、水位、燃烧状况等,当某一参数超过预先设定的安全范围时,系统就会立即报警,并自动采取停机加油、关闭气阀等应急措施来防止事故发生。如某钢厂采用先进的实时监测系统,利用安装于锅炉各关键部位的传感器,对其运行状态进行全天候监测,系统检测到锅炉水位急剧下降,立刻报警,操作人员反应迅速,查明原因为供水泵故障,并立即抢修,避免了一次可能的锅炉干烧事故,通过对锅炉进行实时监测,不仅可以提高锅炉运行的安全水平,而且可以降低由于设备故障而造成的停工期,降低经济损失。

结束语

综上所述,在工业锅炉安装过程中,涉及的安全问题面很广,也很复杂,如何有效地识别和解决这些问题,既要对设备的技术要求有深刻的认识,又要严格遵守安全规范,加强对施工人员的培训与管理。科学地进行风险评价,采取严格的监测措施,可以有效地减少事故的发生,保证人身和设备的安全。未来,随着技术水平的不断提高,安全标准的不断提高,工业锅炉在安装、维护方面也将向智能化、标准化方向发展,同时,通过持续的技术创新与管理优化,可进一步提升工业锅炉的安全性,为工业生产的安全稳定运行奠定基础。

参考文献

[1]齐会.工业锅炉安装中影响安全问题分布规律的研究[J].中国设备工程,2021,(03):233-234.

[2]何微微,禹红丽.生物质工业锅炉安装及使用中影响安全的因素分析[J].中国设备工程,2020,(21):160-161.

[3]赵园婷.工业卧式内燃锅炉安装过程中常见问题分析[J].特种设备安全技术,2020,(05):14-16.

[4]杨树方,王健.工业锅炉安装监检中射线检测的质量控制分析[J].中国设备工程,2020,(19):147-148.

[5]耿亚鸽,刘红征.工业锅炉安装现状及其常见问题评述[J].化工机械,2020,47(04):442-444.

[6]刘家周.无损检测技术在工业锅炉安装中的发展与应用[J].现代制造技术与装备,2020,(02):158-159.

 


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