周 林
(空氣化工產品(中國)投資有限公司施工部,上海 201203)
鍋爐是制造蒸汽和熱水的裝備,鍋爐能提供熱能量和動能力,因此,被廣泛使用于化工廠和電廠。鍋爐是一種特種裝置,如果操作不當,會引發很嚴重的事故。近年來,鍋爐爆炸的各類事故頻頻在化工廠和電廠發生,生產造成了極大的危害,因此,企業要高度重視鍋爐安全問題,做好日常安全管理工作。
近些年,國家在鍋爐安全管理上有較大的改善,鍋爐安全性能有了較大的提高,但是鍋爐事故仍時有發生。對近年來全國因鍋爐爆炸而引發的重大特大傷亡事故分析發現,導致這些事故發生的原因除了歷史原因、自然原因和社會經濟原因之外,當前的鍋爐發展與安全管理體系滯后也是一個主要原因。主要體現在:鍋爐生產運行的安全保障制度缺乏,安全監察受生產牽制;人們習慣于傳統管理模式,對前期誘發原因的研究與對策缺失,預控流于“程式”;缺乏全面、完善的監管體系,查無反饋,查而不監,監不落實;只有工業生產環節的、短期的目標,而無整體的、長遠的戰略目標;不能運用現代化的科學管理方式,形成科學合理的安全評估制度[1]。
安全管理作為一門學科,其發展應用研究正在逐漸完善當中。安全管理的整體發展,按其宏觀進程可分為以下幾個階段:
1)被動的安全管理。以重大事故、重大風險事件為中心,并負責事后的處置。
2)經驗型的傳統安全管理。根據經驗教訓,預防危險,消除危險,發現危險,解決危險。
3)事前防范事后處置的安全管理制度。把被動的安全管理模式與傳統經驗型的安全管理模式進行綜合。
4)現代的安全管理。以企業的生產系統總體情況為研究對象,運用系統安全分析手段和現代管理方式,剖析企業系統所面臨的各類風險原因,并做好系統控制,使風險因素始終保持在可控的安全狀態。
5)安全體系的科學管理。從安全管理的角度出發,重視生產的安全可靠性和系統化,體現安全生產的組織能力和管理功能,從而形成安全生產的組織管理系統。
當前,鍋爐企業正處在傳統經驗型的安全管理和現代化安全管理的交匯階段,而現代化安全管理工作做的還比較少[2]。
安全評價作為一種最實用的安全管理方式,被越來越多的企業所采用。安全評價的目的是通過對風險的預測,提出合理有效的安全解決措施,常用的安全評價方法有定性評價方法和定量評價方法。
運行中的鍋爐貯藏了巨大的能量,如果因為某種原因導致這些能量意外放出,將會導致人員傷亡以及財產損毀的事故發生。造成鍋爐危險的因素主要有三個方面:人為管理、操作失誤和設備本身。
3.1.1 人為管理和操作失誤因素
1)鍋爐運行管理制度不完善,對鍋爐安全運行的制度不了解,對鍋爐運行的工作記錄馬虎了事。
2)因管理不當,導致鍋爐運行時,鍋爐缺水或溢水。
3)因對鍋爐水質管理不善,導致鍋爐內壁結垢。
4)因對鍋爐除氧方法不當,導致鍋爐金屬表面受熱時發生銹蝕。
5)因不及時排水,導致鍋爐內水的堿度過高。
6)因對鍋爐調節不好,引起鍋爐的不良霧化、不充分燃燒和不穩火焰。
7)對燃燒器或燃燒系統的故障引起的鍋爐突然熄火發現不及時。
8)未定期檢查、檢測鍋爐的各個關鍵部件和安全附件。
9)鍋爐設備維修和養護不準時。
10)工作人員無證上崗操作或操作證件到期未審驗。
11)工作人員技術能力和操作素質低下,對安全事故隱患缺少敏銳的判斷。
12)工作人員隨意操作,誤開閥門,擅自離崗。
3.1.2 設備本身因素
1)不合理的鍋爐裝備結構,導致了鍋爐部分部件承壓強度不夠,鍋爐內部水循環不通暢,鍋爐易發生熱偏差和裝置無法靈活自由膨脹。
2)鍋爐裝備兩端缺少滑動支點,管道無法自由膨脹。
3)鍋爐防爆門太重,鍋爐卸壓面積小。
4)鍋爐排煙溫度設置不合理。
5)鍋爐設備材料質量差,焊接粗糙。
6)鍋爐工藝制造不合理,承壓部件有內應力。
7)泥渣排放口設置太高,泥渣無法排干凈。
8)鍋爐安全閥設置不合理,或安全閥選用不當。
9)鍋爐水位表設置不當,壓力表不準確,連接管未設置規范。
3.1.3 其他因素
引起鍋爐設備出現安全問題的其他因素有:鍋爐防護問題、靜電影響、噪音危害、高溫灼傷、照明差、通風采光不好、粉塵影響、可燃易爆物以及有毒有害氣體等。
將一定的事故因素之間相互關系用邏輯門符號表示,能通俗易懂地表示為關聯樹圖,稱為事故樹。鍋爐是工業生產中的常用設備,上述分析也說明了鍋爐是容易引起各類事故的,特別是鍋爐爆炸事故。造成爆炸事故的主要原因是鍋爐缺水、鍋爐內壓力太大、鍋爐壁結垢和鍋爐壁銹蝕等。鍋爐缺水爆炸事故樹分析如圖1 所示。

圖1 鍋爐缺水爆炸事故樹
由圖1 可知,鍋爐爆炸事故樹上最多有72 個最小割集,有3 個最小徑集,所以我們從最小徑集來分析,得出函數:

3 個最小徑集為:

通過采用最小徑集分析事故方法,大大簡化了分析方法,只要分析3 個徑集,并采取相應的措施應對,就可以阻止鍋爐缺水事故的發生。
P1是最小徑集,系數最大,結構關鍵,是引起鍋爐缺水事故的最重要因素。鑒于此,我們要采取相應措施,保證鍋爐水位報警器的正常工作。
P2方案是要保證水位正常,要求給水裝備工作狀況良好,給水管路和閥門要暢通無阻。
P3事件是鍋爐水位下降后,鍋爐操作員未能及時做出響應,因此,鍋爐操作人員的崗位和職責必須要非常明確。
把握好P1、P2和P3這三個關鍵因素,就能防止鍋爐缺水爆炸事件的發生。
1)使用鍋爐的企業,必須向當地管理部門辦理好鍋爐安全合理使用的登記手續。
2)鍋爐操作人員,必須經過嚴格的鍋爐操作培訓,取得相應的鍋爐操作資格證書后,方能持證上崗。
3)設立鍋爐安全管理的各種規章制度,設立鍋爐運行管理各項績效考評制度,獎罰分明。
4)鍋爐一旦出現運行安全問題,必須及時停爐處理,排除鍋爐各項故障后,方能再次使用。
5)必須精心制作鍋爐操作說明、鍋爐安全檢測說明、鍋爐整體保養說明和鍋爐使用記錄說明。
6)鍋爐每運行一段時間,都要進行停爐保養,停爐檢測,水壓測試。
7)嚴格執行《低壓鍋爐水質標準》,確認鍋爐用水水質達標。
8)禁止“三違”操作。
9)鍋爐的安全閥、水位計和壓力表是三大安全附件,要經常檢查檢測。
10)鍋爐配電防護裝置,鍋爐轉動裝置,要經常檢查檢測,保證這些裝置使用靈敏、可靠。
1)鍋爐設計的時候,尤其要注重按照鍋爐構造規范強度進行計算,鍋爐的整體強度要具備非常高的安全系數。
2)鍋爐的各個部件構造,要滿足相關規范和規定,如鍋爐工作時各部件能膨脹自由,水循環暢通,鍋爐受熱面的部件有可靠的絕熱或足夠的冷卻,鍋爐設備的布置、檢修和清洗工作應盡可能簡便等。
3)鍋爐設計人員要對鍋爐安全運行的可靠性負責,在鍋爐設計圖紙和鍋爐設計技術說明上有設計簽章證明,并辦好審查和備案程序。
4)鍋爐生產廠家應當具有質量過硬的技術力量、完善的生產設施、合理合規的檢測方法和明確的生產管理制度。
5)新的鍋爐設備,必須通過各項技術鑒定和使用調試,鑒定通過、調試使用穩定后,才能用于生產。
6)對鍋爐使用的材料,應當嚴格把關。
7)鍋爐安裝單位,必須有省、市以上級管理部門認可的資格,才能進行鍋爐安裝。
目前,鍋爐運行自動化程度越來越高,這對自動化技術力量提出了新的要求。當鍋爐內部壓力大于額定壓力時,自動化系統可使鍋爐自動減少燃燒量,進而熱量減少,降低鍋爐的內部壓力。鍋爐水位不夠時,鍋爐的水泵能馬上自動供水。鍋爐水位超標時,鍋爐的水泵要立即停止供水。使用自動化系統控制鍋爐運行時,鍋爐管理的要點是隨時對鍋爐自動化系統進行檢測,保證自動化系統運行正常,保證鍋爐設備安全正常運行。
對鍋爐技術人員進行專業培訓,也是提高鍋爐安全運行的重要途徑。隨著自動化程度不斷提高,人工干預鍋爐運行時間不斷減少,企業更要加強對鍋爐技術人員開展各類專業培訓,進行鍋爐安全事故周期性演練。
傷亡事故的產生原因,不只是由于人的不安全行為、物的不安全狀態以及生產環境中的不安全原因,更深層的本質因素是管理因素。傷亡事故皆可防,成敗盡在管理中。管理水平低下會導致各類事故的發生,如果發生鍋爐爆炸,其結果將是災難性的,對生命、財產造成巨大的傷害。因此,為了改善鍋爐的安全特性,企業應當健全安全管理體系,提高管理水平,在鍋爐設計、制造、裝配、運行、維修檢測、再改造等方面不斷進行技術創新,同時加強對鍋爐使用相關人員進行專業技術培訓,避免鍋爐爆炸事故的發生。