火力發電廠鍋爐檢修特點及其安全管理問題分析

楊國華 華電國際電力股份有限公司奉節發電廠

隨著我國工業化進程加快，鍋爐在工業生產中需求量不斷增加，其安全運行成了我國工業持續發展的重要基礎之一。要保證鍋爐的正常運行，就要保證鍋爐在安裝過程中的質量，由于施工人員、技術要求、管理制度等因素的差異，容易存在安全問題，這些問題將會直接影響鍋爐的正常使用，因此，加強對鍋爐安裝質量的控制至關重要。

一、火力發電廠中鍋爐工作原理

煤炭是火力發電的燃料，煤炭是由于碳、氫等元素構成，內部還存在著一定比例的雜質，與氧氣混合進行燃燒后會產生高溫度的煙氣，排放的煙氣中會帶走燃料燃燒產生的大量熱能。高溫煙氣順著鍋爐內部進行運動，會與受熱面進行接觸而產生熱傳遞，將熱能傳遞到鍋爐內部。通過持續的加熱會使鍋內水變成高溫、高壓的蒸汽，通過蒸汽噴嘴驅動汽輪機運轉，這樣就會將熱能轉變為動力能，汽輪機與發電機組進行連接，汽輪機的高速運轉會帶動發電機組運行，發電機的旋轉產生電磁反應而形成電能。煤炭的充分燃燒是實現發電的前提條件，在燃燒過程中會生成大量的熱能，也會殘留下一些雜質。但很多雜質也具備一定的熱能，將雜質中的熱能應用于發電，可以為企業創造更多的經濟效益。

二、鍋爐中的無損檢測技術

鍋爐在制備及日常運行中，不可避免地會產生一些缺陷。如果放任不管將會損壞部件，甚至會造成人員傷亡。因此，及早發現和妥善處理缺陷是延長鍋爐壽命和減少經濟損失的重要手段。無損檢測方法一般包括：射線檢測、超聲波檢測、聲發射檢測、磁粉檢測和滲透檢測。

（一）射線檢測

射線檢測主要用來檢測鍋爐中焊接接頭的內部缺陷，如氣孔、未焊透和裂紋等。用于無損檢測的射線包括X射線、高能射線和γ射線等，其中X射線最為常用。射線檢測適合檢測厚度比較薄的構件和對接焊縫，它能較為直觀地反映缺陷的大小、位置、性質和形狀，并且因為有底片，可以長期保存結果。對于體積類缺陷（如縮孔），由于在X射線透照方向的厚度差較為明顯，因此檢出率比較高；而對于面積型缺陷（如裂紋），只有當射線照射方向與裂紋方向平行時，才能準確檢驗出來。由于射線檢測成本高、檢測速度慢，且在檢測過程中需要接近構件的兩面，因而在實際應用中會受到一定的限制。此外，射線對人體有害，在檢測過程中需要做好注意安全防護措施。

（二）超聲波檢測

超聲波檢測適用范圍較廣，其是基于超聲波直線傳播的原理來完成對鍋爐部件的檢測。用于檢測的超聲波頻率一般為0.4MHz～25MHz，其 中1MHz～5MHz頻 率 被廣泛使用。與射線檢測相反，超聲波檢測在檢測過程中無法得到視覺圖像，其適合檢測厚度較大的構件且對面積缺陷的檢出率較高。超聲波檢測具有速度快、價格低、檢驗效率高、重量輕、方便攜帶及對人體無危害等優點。然而，構件的外形、晶粒度、表面粗糙度及材質會對檢測的可靠性產生影響。

（三）磁粉檢測

磁粉檢測適合對鐵磁性材料表面或者近表面的缺陷進行檢驗。在鍋爐中大多采用鐵磁性材料，且許多潛在性失效（如疲勞裂紋）的產生和發展都是從構件表面開始的，因此適合將磁粉檢測技術應用于鍋爐的日常檢測中。磁粉檢測具有工藝簡單、檢測靈敏度高、成本較低和檢測速度快的優點；但由于檢測深度在1mm～2mm之間，因此只可以確定缺陷的形狀、大小和位置，難以確定缺陷的高度。

（四）滲透檢測

滲透檢測通常用來檢測具有表面開口缺陷的構件（不包括疏松多孔類材料），即使是形狀比較復雜的缺陷，也可僅通過一次操作就基本完成全面檢測。滲透檢測的設備簡單，易于操作，但存在檢測耗費時間長、檢測靈敏度較低、部分試劑價格較貴和有毒的問題。根據滲透劑的染料成分，一般可分為著色法、熒光法和熒光著色法這三類；而根據顯像劑類型，可分為濕式顯像和干式顯像這兩種。在使用過程中，要根據構件的情況、檢測量、水源和電源等條件來選擇合適的滲透探傷方法。如：在不方便尋找水源和電源的環境中，可以選擇溶劑去除型著色法。

（五）聲發射檢測

一般來說，動態的缺陷是鍋爐安全隱患的主要原因。然而傳統的無損檢測（如磁粉檢測）只能檢測靜態缺陷。聲發射技術不需要逐一掃描鍋爐的缺陷部位，只需要幾個固定的傳感器就能完成部件的檢測。基于聲發射技術，可以獲得在受力情況下鍋爐部件缺陷的產生、運動和發展情況，從而提供缺陷隨時間、溫度和壓力等變量而變化的實時信息。聲發射檢測技術靈敏度高，不受材料限制，可實現在線檢測。

三、鍋爐安全管理控制措施

（一）加強安裝資質管理

當前，工業鍋爐在安裝中存在的安全問題類型很多，按照其問題的分布規律，應當制定相關的控制措施，從而確保鍋爐的安全穩定運行，提高鍋爐的經濟效益。首先，安裝單位要加強安裝資質管理工作，針對安裝現場的人員，要簽訂合法的勞動合同，并且明確人員的崗位要求、資質要求等，嚴格要求工作人員持證上崗，進而減少安全問題的發生，保證安裝質量。

（二）完善質量管理體系

鍋爐安裝單位還應當完善當前的質量管理體系，明確規定安裝現場的人員、設備、資源等，在安裝過程中，管理人員、施工記錄、報告人員都應當保持一致等。

（三）制定施工方案

為了減少施工安全問題的發生，在安裝鍋爐前，安裝單位應制定安裝施工方案，并且做好施工方案的審查，保證方案的合理性。在安裝過程中，施工人員要嚴格按照施工方案開展施工，比如，焊工首先要了解現場的焊接施工范圍，并制定焊接施工方案，保證焊接工作的順利開展，保證焊接施工質量。

（四）加強外購材料質量控制

做好材料質量控制是保證鍋爐安裝質量的重要措施，因此，安裝單位要加強對外購材料的質量控制，目前，工業鍋爐在安裝中常用的外購材料有焊材、管材、閥門等，在使用前，需要對這些外購材料進行質量檢查，必須要求具備一定的質量證明書，材料上還應當具有爐批號，進而更好地控制好鍋爐的安裝質量。

（五）做好施工現場管理

在鍋爐安裝過程中，做好施工現場管理工作十分關鍵，安裝單位需要提前到當地的特種設備安全監管部門進行備案告知。施工人員在上崗之前，安裝單位需要對他們開展安全教育和技能培訓，保證安裝過程中的安全性和專業性。此外，鍋爐的安裝施工現場環境一般都比較復雜，因此，要保證施工環境符合相關的要求，特別要做好焊材的存放環境。

（六）做好安裝質量檢查

工業鍋爐的安裝內容較多，因此，在每完成一項安裝內容后，必須做好質量檢查工作，當前，鍋爐安裝質量檢查主要的內容包含有基礎檢查、本體就位檢查、管道閥門檢查等，只有確保安裝質量合格后，才能開展后一項目的安裝。在完成檢查后，檢查人員需要做好檢查記錄，并簽字確認。