有机热载体炉管理与检验范文

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《工业锅炉杂志》2016年第5期

摘要:

为了确定有机热载体炉的管理与检验重点，统计分析了天津市特检院2011年至2015年所出具的1000多份有机热载体炉定期检验报告。结果表明，有机热载体管理工作亟待加强，燃烧效率有待提高，安全附件及自控装置的管理是重中之重。

关键词:

有机热载体炉;检验报告;缺陷;统计分析

0前言

有机热载体炉因其介质具有高温低压的传热性能、运行成本低、节能等优点，广泛应用于工业生产当中［1，2］。因为介质使用温度高，遇火易燃，它的运行状况严重影响国家财产和人民群众的安全。因此，国家法律、相关标准与规范要求对其进行定期检验［3，4］。目前，大家主要关注有机热载体炉的设计、制造、安装、修理、改造等环节［2，5］，而对其管理与检验方面的研究甚少。有机热载体炉因其结构、服役时间、燃烧方式、用途等方面存在差异，监管与检验任务繁重。定期检验报告中包含大量锅炉管理与锅炉系统的缺陷信息，若能从中总结出其管理与检验的重点，不仅能明显地提高监管部门与检验机构的工作效率，还能保障锅炉安全运行。除此之外，上述工作的顺利开展对相关政策、标准、规范的制定与更新也能起到很大的指导作用。鉴于此，本人以天津市特检院2011年至2015年所出具的有机热载体炉的定期检验报告为基础，以统计的方法分析有机热载体炉运行管理情况与设备缺陷的分布规律。本次统计的检验报告共有1217份，其中有机热载体炉外部检验报告812份，内部检验报告405份;覆盖锅炉283台，最大额定出力为8．3t/h，最小额定出力为0．03t/h，最大额定压力为1．8MPa，最小额定压力为0．03MPa。外部检验报告涉及9大类、56个子项目，内部检验报告包含26类(每个部件为一类)、56个子项目。

1外部检验报告统计分析

有机热载体炉的外部检验采用资料审查、宏观检(抽)查、见证功能试验等方法，检查使用单位的运行管理状况和锅炉的安全附件、仪表和安全保护装置运行情况。我们通过对有机热载体外部检验报告的统计，分析天津市有机热载体炉的运行管理水平。图1和图2为有机热载体外检各大类统计项目缺陷率(缺陷报告数/总报告数)和单项缺陷率(缺陷报告数/适用报告数)在10%以上项目的统计图。从中可以得出如下结论:

(1)管理力度亟待加强

由图1可知，锅炉管理是目前影响天津市有机热载体炉安全运行的主要原因。从图3可以看出，“锅炉房各项记录”，“锅炉房各项制度建立情况”，“锅炉房制度执行情况”，“上次报告提出问题整改情况”，“司炉持证情况”5个统计子项目的缺陷率都超过了10%，并且“锅炉房各项记录”与“锅炉房各项制度建立情况”分别达到了81．1%与34．6%。锅炉房记录涉及巡回检查、运行、改造、修理及日常维修保养、自行检查和交接班等十个方面。外部检验过程中记录方面的缺陷主要体现在记录种类不齐全和记录填写不规范。造成上述情况的原因主要来自于管理人员重视程度不够;另一个原因是锅炉房各项记录没有随标准更新而及时补充(如日常能耗记录)。锅炉房管理制度包括岗位责任制、巡回检查制度、交接班制度、安全管理制度和节能管理制度等八项，存在问题主要为缺少制度、制度没有上墙、制度不齐全、制度没有及时更新。管理与操作人员常常误认为有机热载体炉压力小、危险系数小，而麻痹大意，疏于管理，以致引发安全事故，应引起足够重视。完善的记录与规范的管理制度不仅可以预防锅炉出现异常，还能发现故障，及时采取措施。因此，完善锅炉房记录与规范管理制度是保障锅炉安全与经济运行的必不可少的措施。值得注意的是，本次统计结果还显示，因司炉工在岗人数不符合要求的缺陷率为9．4%，共涉及76份报告。由此可见，大部分锅炉使用单位在锅炉运行时司炉工都在岗，但仍有相当数量的使用单位存在司炉工脱岗的现象。司炉工是否在岗对锅炉安全运行影响较大，当锅炉出现非正常运行或发生报警时，如果司炉工在岗，就能采取紧急措施，可避免事态进一步恶化。因此，建议特种设备安全监察部门加大管理力度，锅炉使用单位也应予以足够重视。

(2)介质管理工作有待加强

由图1可知，介质类的缺陷率在九大类项目中排第二位，达到66．7%。由图4来看，介质类的缺陷中“油质化验数据”最大。该方面缺陷的主要原因为未对在用有机热载体进行定期检验。有机热载体指标中残碳、闪点、水分、运动粘度严重影响锅炉的安全与经济运行［6］。锅炉使用单位通过有机热载体的定期检验不仅可以掌握锅炉运行状态，还能够预防事故发生。有机热载体品质恶化的危害主要分为损坏本体和导致系统压力超压。本体损坏分为两个方面:一方面是指因粘度增加与存在残碳而降低传热效率，导致锅炉本体材料超温失效;另一方面指酸值超标而腐蚀本体。导致超压的原因主要是水分蒸发与低沸物挥发。除此之外，残碳超标会直接降低锅炉受热面的传热效率，从而降低出力，增加运行成本，这明显与当今时代节能减排的要求背道而驰。因此，加强有机热载体炉介质管理工作不仅仅是为了保障锅炉运行安全、延长锅炉使用寿命，更是为了响应国家“节能减排”的号召。

(3)安全附件管理应受重视

由图1可知，压力表、温度表、液面计和安全阀四项安全附件中缺陷率最高的为压力表，达到40．9%，温度表37．9%、液面计4．8%、安全阀4.6%。从统计子项上看，差压报警及联锁装置、温度表校验、安全阀校验、超温报警及联锁装置、压力表校验、超压报警及联锁装置的缺陷率都超过了30%，其中差压报警及联锁装置的缺陷率最高达到了46．7%。安全附件是确保锅炉安全运行的重要装置，也是锅炉正常运行的“指示灯”。压力表与超压报警及联锁装置主要反映锅炉系统中压力变化情况，防止系统超压而引发锅炉结构失稳。温度表与超温报警及联锁装置主要反映有机热载体的实际使用温度，避免其温度过高而使介质品质恶化和引发安全事故。差压报警及联锁装置是表征有机热载体系统中介质的流动速率。液面计与安全阀分别起着观察系统有机热载体液面位置与泄压的作用。关于安全附件的规定来源于前辈的管理、检验经验和事故教训，规范使用安全附件可以保护使用单位与操作者的财产与生命。

2内部检验报告统计分析

有机热载体炉的内部检验采用宏观检(抽)查、壁厚测量、几何尺寸测量、无损检测、理化检验和强度校核等方法，检查锅炉受压元件所存在的缺陷与产生原因，从而提高锅炉的安全性能。因此，它比外部检验报告更能反映有机热载体炉的安全状况。表1和图5为锅炉内部检验中部件和缺陷类型的分布情况，从中可以得出如下结论：

2．1内部检验总体缺陷情况

由表1可知，缺陷率较高的结构部件分别为膨胀管、锅炉房压力管道、爆破片、膨胀器和储存罐，且缺陷率都超过了7%。上述部件出现问题较多的原因是设计、安装、改造和修理不符合标准要求，且容易产生跑冒滴漏现象。因此，应在日常管理和检验过程中应重点关注膨胀管、锅炉房压力管道、爆破片、膨胀器和储存罐等部件。

2．2锅炉部件缺陷情况

由图5和图6可以看出，锅炉部件的缺陷率较低，其中最高的为辐射受热面，只有3．0%，而其余的部件几乎不存在缺陷。辐射受热面的缺陷主要分为材料失效和表层积灰。材料失效是由受热面受烟气冲刷，温度较高，再加上有机热载体指标不合格使受压元件超温所致［7］;表层积灰的主要成分为炭黑，是由燃料燃烧不充分所致。辐射受热面积灰若不及时清理与调整燃烧器，将严重降低运行过程中的燃烧效率与受热面的传热效率，严重降低锅炉运行的经济性。因此，检验过程中应重点检查辐射受热面。

2．3燃烧效率有待提高

由图5可以看出，锅炉本体中的缺陷率最高的为积灰，是指有机热载体炉炉膛内部受热面火侧存在燃烧不充分或者长时间未清除而聚集的黑色焦状物质。为减少锅炉受热面积灰，需提高燃料的燃烧效率。

2．4裂纹、泄漏、变形等缺陷率较小

统计结果显示锅炉部件裂纹、泄漏、变形等缺陷出现几率较小，其主要原因是该方面缺陷检验时较难发现或运行中发现后已及时处理。因为上述缺陷危险性极大，不仅影响有机热载体炉正常运行，还会造成严重的人员伤亡和财产损失，再加上较难检出，所以在日常管理与检验过程中应重点关注。

3结论与建议

综合有机热载体炉外部检验与内部检验报告的统计分析结果可得如下结论:

(1)有机热载体炉与有机热载体管理工作亟待加强，管理力度需要加大;

(2)安全附件及自控装置的管理工作是重中之重;

(3)有机热载体炉燃料的燃烧效率有待提高;

(4)日常管理和内部检验时应重点关注膨胀管、锅炉房压力管道、爆破片、膨胀器和储存罐等部件。

本次数据分析结果反映了现阶段有机热载体炉运行与管理方面存在的问题。鉴于此，笔者提出以下建议:

(1)锅炉使用单位应正确理解并严格执行《锅炉使用管理规则》。除此之外，有机热载体炉因其介质特性，膨胀器、储存罐、差压报警及联锁等设施的管理应该受到足够重视。

(2)考虑到有机热载体炉介质遇明火易燃，系统中的油泵、管道等在连接时应尽量采用密封面为凹凸型、垫片回弹性好的法兰结构。

(3)针对有机热载体炉辐射受热面积灰问题，燃油、燃气锅炉在设计与安装调试时应选取合适的燃烧器，并且保证安装质量，避免火焰吹偏;燃煤锅炉，应该提高燃烧质量和加强清灰处理。

参考文献：

［1］赵钦新．有机热载体炉技术及其进展［J］．工业锅炉，2004(1):24－30．

［2］陆倩．有机热载体锅炉节能探讨［J］．工业锅炉，2015(2):32－35．

［3］中华人民共和国特种设备安全法［S］．中国质检出版社，2014．

［4］TSGG0001—2012锅炉安全技术监察规程［S］．

［5］谭蓬，周英，戴恩贤，等．有机热载体炉节能改造及效益［J］．中国特种设备安全，2013(3):65－67．

［6］朱永满，李洋．有机热载体性能在锅炉安全运行中的重要性［J］．广州化工，2014(14):248－250．

［7］姚国平．有机热载体锅炉受热面过热检验与分析［J］．中国特种设备安全，2010(9)：30-32.

作者:武要峰 张宝祥 郑桂红 于航 李冬屹 单位:天津市特种设备监督检验技术研究院