鍋爐既是工業中的覺設備,又是特別容易發生災害性事故的特殊設備。鍋爐中儲存著大量的熱能,一旦由于某些原因促使這些能量釋放,就會造成財產損失以至人員傷亡。近年來,我國工業鍋爐的爆炸事故屢屢發生,給經濟建設和社會文明帶來較大的影響,應當引起重視。
據統計,2000年我國共發生工業鍋爐爆炸事故74起,死亡65人,受傷98人,直接經濟損失737.04萬元。其中包括山西省某酒業公司私自制造鍋爐運行時爆炸,死亡2人,受傷1人,直接經濟損失20萬元;山東省平度市某染料廠使用非法設計制造的鍋爐,發生爆炸,死亡2人,受傷18人,直接經濟損失23萬元等。引起工業鍋爐爆炸事故的原因主要有以下幾個方面:
1 設計制造方面
設計不合理造成結構上的缺陷;材料不符合要求;焊接質量粗糙;受壓元件強度不夠等。在74起事故中,這一類事故占68起。
國家經貿委安全科學技術研究中心的有關專家曾詳細分析了近年我國發生的40多起重大工業爆炸事故,其中北倉巷發電廠發生的鍋爐爆炸事故的直接原因就是因為鍋爐爐膛的結構設計和布置存在缺陷,導致嚴重結渣引起爆炸。
在不合格鍋爐中,以“土鍋爐”的危害最為嚴重。“土鍋爐”是指制作單位或個人為搶奪市場,牟取暴利,在不具備必須的工程技術力量、工裝設備、檢測手段和安全質量保證體系等條件下,擅自制造的質量低劣的鍋爐。這種鍋爐不僅在制造方面,而且在安裝、使用、修理、改造上都得不到鍋爐壓力容器安全監察網絡和體系的有效控制,因而存在重大隱患,極易發生爆炸。在68起爆炸事故中,發生的洗浴業、制衣業、小食品坊、小油坊、小豆腐坊、小膠合板廠等六小企業的“土鍋爐”爆炸事故就有41起,占60.3%。北京市朝陽區某豆腐作坊職工竟在一個廢舊的汽油桶上接上幾根管子,再裝上安全閥,就成了承壓鍋爐,結果運行時發生爆炸,死亡2人,受傷1人。
2 管理和操作方面
管理不善、制度不健全;違章操作;缺乏監視與檢測,造成鍋爐嚴重缺水或超過設計上規定的最高工作蒸汽壓力,使鍋爐處于危險狀態;無水質處理設施或水質處理不好,造成鋼板過熱或腐蝕;安全裝置不齊全或不起作用;在制造過程中,安裝完畢后以及運行時缺乏相應的檢驗維護等。在74起爆炸事故中,這類原因引起的事故占6起,其中超壓3起,缺水并操作不當2起,因腐蝕磨損發生泄漏1起。
超壓爆炸是小型鍋爐最常見的爆炸情況,它是指由于安全閥、壓力表不齊全、損壞或裝設錯誤,操作人員擅離崗位或放棄監視責任,關閉或關小出汽通道,無承壓能力的生活鍋爐改作承壓蒸汽鍋爐等原因,致使鍋爐主要承壓部件的承受壓力超過承載能力而發生的爆炸。缺水爆炸則是指鍋爐的主要承壓件部件直接受火焰加熱,一旦嚴重缺水時,部件干燒而發生爆炸,也包括當金屬溫度因缺水急劇上升,甚至被燒紅時,操作處理不當,如不是停爐,而是給嚴重缺水的鍋爐上水,從而釀成的爆炸。福建省晉江市某漂染有限公司在鍋爐發生缺水后處理不當造成爆炸,4人受傷,直接經濟損失60萬元。
應采取的措施:
1 加強對鍋爐的監察
1.1 鍋爐作為一種特殊設備具有事故率較高、事故后果較為嚴重的特點。為此,世界各國都由專門機構對其進行監察。1958年,我國勞動部建立鍋爐壓力容器監察總公司,后改為勞動部鍋爐壓力容器安全監察局。1998年,鍋爐壓力容器和壓力管道的監察職能劃歸經貿委質量技術監督局。40多年來,我國逐步完善了鍋爐壓力容器的監察和檢驗系統,如表1所列。
1.2 由于鍋爐壓力容器的危險性,世界各主要工業發達國家都依據專門的法律和完善的法規體系對其進行監察、規范和管理。我國迄今還沒有特種設備的專門法律,依據的行政法規還是1982年2月6日頒布的《鍋爐壓力容器安全監察暫行條例》。我國鍋爐壓力容器等特種設備法規體系見表2。
上述法規體系的建立對改善我國鍋爐的安全狀況起到了決定性作用,但仍存在一些亟待解決的問題和需要完善的內容。鍋爐等特種設備的完善法規體系應該是“法律——行政法規——部門規章及規范性文件——相關標準及技術規定”的三級四層次(表2)。為此,提議制定《特種設備安全法》,修訂《鍋爐壓力容器安全監察暫行條例》,完善依法行政的規章制度。我國已經入世,因此,應逐步建立和形成與國際標準相對一致的標準體系,與國際接軌。
1.3 我國現有鍋爐的監察工作包括一般、專業、事故3種形式,不論哪一種作業現場監察都至關重要,內容主要有鍋爐工持證上崗、鍋爐定期檢查和維護、水質分析和處理等。如因水垢和雜質腐蝕鍋爐鋼板,導致鋼板強度減小而發生破裂爆炸事故時有發生。而在作業過程中往往忽略了對供給鍋爐水的分析和水質處理這一至關重要的環節,這就需要在監察中經常加以提醒。
表1 我國鍋爐壓力容器的監察和檢驗機的情況(迄2000年底)
表2 我國鍋爐壓力容器等特種設備法規體系現狀(迄2000年底)
2 加大對“土鍋爐”的查處力度,減少因設計、制造缺陷造成的事故
2.1 近兩年內,我國經貿委質量技術監督局在開展安全大檢查中已查出無證制造鍋爐5200余臺,就地報廢7000余臺,限期整改20800余臺,查封非法制造鍋爐廠家141家,避免了一系列“土鍋爐”爆炸事故的發生。
2.2 在鍋爐的設計制造中特別要注意按鍋爐結構標準計算強度,使鍋爐強度有足夠的安全系數;在鍋爐結構形式上要采用直徑小的水管式鍋爐,該形式不僅能承受較高壓力,而且在一旦發生事故時也可將事故的危害限制在最小限度內。
3 推進技術進步,提高鍋爐安全性
3.1 無論大型鍋爐或中小型鍋爐都要逐步實現自動控制,以提高鍋爐安全性。如當壓力超過了額定值時,能自動控制燃燒量,減少熱能的供給;水位降低時,水泵能即刻啟動并供水;水位超過規定高度時,自動裝置能立即停止供水。采用自動控制裝置后,操作管理的重點則是定期對裝置進行檢查、維修,保持其正常運轉。
3.2 我國目前的實際狀況是小型鍋爐數量相當大,特別是20t/h以下的大約50萬臺,且大部分仍為手工操作。因此,進行操作人員的培訓是提高鍋爐安全性的又一重要途徑。曾有報道國內有若干工業鍋爐培訓中心都興建了鍋爐模擬訓練場,但都還停留在少數幾種爐型上。2001年,清華大學研制了“全軟型工業鍋爐仿真培訓系統”(簡稱UIBS),具有工業鍋爐起動、停機、運行,特別是事故處理多方面功能,仿真工業鍋爐可能遇到的各種工況和事故。這種實戰培訓方法值得大力推廣。將來,隨著自動化程度的提高,減少了人工干預,仍有必要對鍋爐操作人員進行應對各種可能發生事故的“應急訓練”。
3.3 在采用自動控制技術和對操作人員培訓的同時,為提高鍋爐安全性,仍需不斷改善鍋爐本身性能。我國“八五”、“九五”期間一直把鍋爐、壓力容器、管道安全技術的研究列入國家重點科技攻關計劃。如“九五”的“在役鍋爐、壓力容器安全評估與爆炸預防技術研究”課題,有助于解決鍋爐安全工程中最為普遍和帶全局性的爆炸問題。
1 工業鍋爐用途廣泛,分布面廣。但除爆炸外,還有噪聲、有毒有害氣體等職業衛生問題。因此,鍋爐的安全使用至關重要。
2 在工業鍋爐的爆炸事故中“土鍋爐”占了絕大多數,為把鍋爐爆炸率控制在遠遠小于2000年的0.16起/萬臺指標下,必須加強綜合性措施,特別加大對“土鍋爐”的整治力度。2002年,我國經貿委質量技術監督局把重點放在對“六小企業”鍋爐設備的檢查和對“五無”(無證制造、安裝、使用、操作和未按期定檢)鍋爐的整頓上,這無疑會收到明顯的效果。
3 采用自動控制、人員培訓、科學研究等先進手段也是降低鍋爐爆炸率的有效途徑。
風險管理之受限空間作業
施工電梯安裝、拆除的安全措施
鍋爐作業安全風險告知卡
鍋爐司機作業指導書
鍋爐高硫煤摻燒技術措施
壓力容器使用和檢修安全防護
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管道試壓吹掃規范要求
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氣瓶安全使用基本常識
液化氣鋼瓶的檢驗與安全使用